ES2262738T3 - Sitema de suspension para un eje basculante. - Google Patents

Abstract

Sistema de eje y suspensión para la amortiguación de un eje (16) respecto al bastidor (18) de un vehículo, con un cuerpo (22) de eje, un brazo deslizable (24) ubicado entre el cuerpo (22) del eje y el bastidor (18) que se extiende en la dirección longitudinal y fijado al bastidor mediante un rodamiento de rótula (26), y un dispositivo de suspensión (48) que acopla entre sí el cuerpo (22) del eje y el bastidor (18), caracterizado porque se prevé un brazo articulado (32), que presenta un primer y un segundo vástago (34, 38) dispuestos en esencia longitudinalmente, en donde el primer vástago (34) está acoplado de forma pivotante al bastidor (18) sobre un eje (36) superior de pivotaje mediante unos cojinetes de giro (52, 54) superiores izquierdo y derecho y al segundo brazo (38) sobre un eje (40) medio de pivotaje mediante unos cojinetes de giro medios izquierdo y derecho (68, 70) y el segundo vástago (38) está acoplado de forma pivotante a un soporte de gorrón sobre un eje inferior de pivotaje(42) mediante unos cojinetes de giro (74, 76) inferiores izquierdo y derecho, y en donde el brazo articulado se extiende verticalmente entre el cuerpo (22) del eje y el bastidor (18) y está acoplado mediante el soporte de gorrón (46) a un gorrón (44) del cuerpo (22) del eje de forma que son posibles movimientos oscilatorios del cuerpo (22) del eje sobre un eje longitudinal (28), y en donde los cojinetes de giro (52, 54, 68, 70, 74, 76) configuran soportes de apoyo para prevenir los movimientos laterales del cuerpo (22) del eje.

Description

Sistema de suspensión para un eje basculante.

La invención concierne a un sistema de eje y suspensión para la suspensión de un eje respecto al bastidor de un vehículo, formado por un cuerpo de eje, un brazo deslizable dispuesto longitudinalmente entre el cuerpo del eje y el bastidor y fijado a éste mediante un rodamiento de rótula, y un dispositivo de suspensión que acopla el cuerpo del eje con el bastidor.

Es ya sabido que sobre el cuerpo del eje de un vehículo, por ejemplo de un tractor agrícola, son posibles movimientos oscilatorios tales como, por ejemplo, movimientos de giro sobre un eje longitudinal en los cuales en un extremo del eje la rueda se mueve hacia arriba mientras que la rueda situada en el otro extremo del eje se mueve hacia abajo. La magnitud de estos movimientos oscilatorios está delimitada mediante unos topes de oscilación situados en el bastidor del vehículo y en el cuerpo del eje, que encajan mutuamente cuando se alcanza la amplitud máxima de oscilación permitida. Si un eje portante está provisto de un sistema de suspensión la posición vertical del cuerpo del eje fluctúa respecto al bastidor del vehículo. El movimiento vertical del eje modifica la amplitud máxima de oscilación disponible, que está limitada por el acoplamiento de los topes rígidos de oscilación. Debido a esto, se descartan este tipo de topes de oscilación y se utilizan otros dispositivos para delimitar el movimiento oscilatorio. Para proveer a un eje con suspensión de un tope de oscilación generalmente se utilizaban cadenas. En la patente US 5,879,016 se presenta un ejemplo de este tipo de sistema. Por ello, cuando se producen movimientos oscilatorios, un eje con suspensión comienza a moverse de un lado a otro, originando el fenómeno conocido como "conducción de vaivén" o "deflexión lateral".

Otro ejemplo de un eje oscilante con suspensión se incluye en el documento EP 1 108 569, el cual se puede considerar como el estado de la técnica más próximo. Sobre un mecanismo de palanca acoplado a un bastidor y a un eje oscilante, y que presenta un dispositivo de amortiguación, pueden producirse movimientos elásticos oscilatorios del eje oscilante respecto al bastidor. Como desventaja se tiene que no existe juego entre el eje oscilante y el bastidor para que este movimiento vertical se produzca, de forma que no es posible la deflexión producida por el movimiento oscilatorio del eje oscilante respecto del bastidor.

La invención se plantea como tarea la creación de un sistema de eje y suspensión del tipo mencionado al principio, mediante el cual se corrijan los problemas expuestos con anterioridad. En concreto, para el eje oscilante ha de preverse un sistema de suspensión donde el ángulo de oscilación delimitado por los topes de oscilación sea ampliamente independiente de la deflexión del eje oscilante. Además mediante el sistema de eje y suspensión deben eliminarse los movimientos laterales del eje que provocan la "conducción de vaivén" o la "deflexión".

Esta tarea se resuelve, conforme a la invención, por medio de las indicaciones que se incluyen en la reivindicación 1. En las reivindicaciones subordinadas se describen otras disposiciones y configuraciones ventajosas de la invención.

Según esta invención, en un sistema de eje y suspensión del tipo expuesto con anterioridad se prevé un brazo articulado, donde dicho brazo articulado presenta un primer y un segundo vástago dispuestos en esencia longitudinalmente, estando el primer vástago acoplado de forma pivotante al bastidor sobre un eje superior de pivotaje mediante unos cojinetes giratorios superiores izquierdo y derecho y al segundo vástago sobre un eje medio de pivotaje mediante unos cojinetes giratorios medios izquierdo y derecho y estando dicho segundo vástago acoplado de forma pivotante a un soporte de gorrón sobre un eje inferior de pivotaje mediante unos cojinetes giratorios inferiores izquierdo y derecho, donde el brazo articulado está dispuesto verticalmente entre el cuerpo del eje y el bastidor y acoplado mediante el soporte de gorrón a un gorrón del cuerpo del eje de tal manera que son posibles movimientos oscilatorios del cuerpo del eje alrededor de un eje longitudinal, y donde los cojinetes giratorios están configurados como soportes de apoyo para evitar los movimientos laterales del cuerpo del eje.

Con ello, el brazo comprende dos vástagos superior e inferior, donde dichos vástagos están conectados entre sí sobre un eje medio pivotante común mediante cojinetes giratorios situados a ambos lados del vástago. Para impedir las deflexiones laterales del cuerpo del eje guiado por el brazo articulado, los cojinetes giratorios izquierdo y derecho (superiores), los cojinetes giratorios medios izquierdo y derecho así como los cojinetes giratorios inferiores izquierdo y derecho están configurados como soportes de apoyo de forma que las fuerzas que actúan lateralmente sobre el cuerpo del eje son absobidas por el brazo articulado eliminándose la "conducción de vaivén" o los movimientos de deflexión lateral del cuerpo del eje.

Mediante el soporte del gorrón, que constituye una conexión resistente entre el brazo articulado y el cuerpo del eje, y mediante el rodamiento de rótula situado en el extremo del brazo deslizable el cuerpo del eje puede rotar respecto al brazo articulado sobre un eje longitudinal realizando así movimientos oscilatorios. El gorrón está dispuesto preferiblemente sobre el extremo delantero del cuerpo del eje confinado dentro del soporte de gorrón. El soporte de gorrón consiste preferiblemente en un anillo de rodamiento que envuelve al gorrón montado merced a la ranura circular conformada en su interior, protegiéndole frente a deslizamientos axiales y permitiéndole de esta forma movimientos de giro alrededor del eje longitudinal del gorrón. Los cojinetes de giro inferiores situados sobre el eje pivotante inferior del brazo articulado están unidos al soporte del gorrón o al anillo de rodamiento. Mediante el brazo articulado y el gorrón o, lo que es lo mismo, el soporte de gorrón se conectan articuladamente entre sí el cuerpo del eje y el bastidor del vehículo. De esta forma, por un lado, merced al brazo articulado, se encauzan los movimientos verticales del cuerpo del eje y por otro lado se permiten movimientos de oscilación alrededor del eje longitudinal del gorrón.

Mediante el acoplamiento mutuo del primer y segundo vástagos sobre un eje medio de pivotaje se logra que ambos vástagos se muevan uno respecto a otro como una tijera o como los dos lados de un ángulo variable, de forma que entre el cuerpo del eje y el bastidor del vehículo existe un juego vertical de
desplazamiento.

En una configuración especialmente ventajosa de la invención los primeros topes de oscilación izquierdo y derecho (superiores, rígidos) están dispuestos sobre el brazo articulado y los segundos topes de oscilación izquierdo y derecho están dispuestos sobre el cuerpo del eje. Al producirse los correspondientes movimientos oscilatorios del cuerpo del eje chocan los topes de oscilación superiores rígidos izquierdo y derecho situados sobre el brazo articulado contra los topes de oscilación inferiores izquierdo y derecho ubicados sobre el cuerpo del eje, restringiendo así las desviaciones de oscilación verticales.

Preferiblemente los topes de oscilación superiores rígidos izquierdo y derecho situados sobre el brazo articulado están dispuestos sobre el primer vástago (superior). A este respecto es conveniente prever los topes de oscilación cerca o al otro lado de la articulación existente entre el primer y el segundo vástago. Debido a que los topes de oscilación superiores rígidos están dispuestos sobre el brazo articulado en lugar de la ubicación habitual sobre el bastidor, aquéllos se mueven con el eje cuando éste efectúa movimientos verticales, de manera que aun produciéndose movimientos verticales del cuerpo del eje respecto al bastidor del automóvil el eje puede además efectuar movimientos oscilatorios.

En una configuración especialmente ventajosa de la invención en el primer vástago (superior) está previsto un tubo de torsión entre sus extremos (laterales) o entre sus delimitaciones laterales. El tubo de torsión ejerce un efecto amortiguador sobre el sistema, especialmente cuando los topes de oscilación chocan entre sí en el lado izquierdo, en el derecho o en ambos lados.

En otra configuración de la invención se prevé preferiblemente como dispositivo de suspensión un único cilindro hidráulico dispuesto entre el bastidor y el cuerpo del eje. Dicho cilindro se acopla de preferencia articuladamente sobre o cerca del primer (superior) y del segundo (inferior) eje de pivotaje preferiblemente fuera del brazo articulado. El cilindro hidráulico preferiblemente presenta una posición normal en la que el brazo articulado se mantiene tensionado y extendido. Si el cuerpo del eje es sometido a impactos verticales éstos se atenúan y amortiguan por medio del cilindro hidráulico.

Mediante el dibujo, que muestra un ejemplo constructivo de la invención, se describe y detalla ésta a continuación así como otras ventajas y configuraciones y disposiciones ventajosas de la misma.

Muestra:

Figura 1 una vista frontal de un tractor agrícola con una disposición de eje y suspensión conforme a la invención,

Figura 2 una vista lateral de la disposición de eje y suspensión acoplada al bastidor del tractor de la figura 1,

Figura 3 una vista en planta de la disposición de la suspensión de la figura 2 y

Figura 4 una vista en perspectiva del brazo de la suspensión y del eje delantero.

La figura 1 muestra un tractor agrícola 10 con una disposición de eje y suspensión conforme a la invención. El tractor 10 está formado por un par de ruedas/neumáticos 12 delanteros y un par de ruedas/neumáticos 14 traseros. Las ruedas/neumáticos 12 delanteros están alojados en un eje portante 16 acoplado mediante un sistema 20 de suspensión al bastidor 18 del tractor 10.

Los componentes de la suspensión 20 se representan en detalle en las figuras 2 y 3. El eje 16 portante comprende un cuerpo 22 de eje. La suspensión 20 está formada por un brazo deslizable 24 que se extiende desde el cuerpo 22 del eje hacia atrás y está fijado al bastidor 18 por medio un rodamiento de rótula 26. El rodamiento de rótula 26 permite al cuerpo del eje 22 moverse tanto arriba y abajo como también rotar alrededor de un eje 28 longitudinal.

Un brazo articulado 32 se extiende verticalmente entre el cuerpo 22 del eje y el bastidor 18 del tractor 10. El brazo articulado 32 comprende un vástago 34 superior, que está acoplado de forma pivotable al bastidor 18 y que gira alrededor de un eje 36 superior de pivotaje. El vástago 34 superior está acoplado de forma pivotante en un eje 40 medio de pivotaje sobre un vástago 38 inferior. El vástago 38 inferior está acoplado de forma pivotable al cuerpo 22 del eje y gira alrededor de un eje 42 de pivotaje inferior. El vástago 38 inferior está conectado al cuerpo 22 del eje mediante un gorrón 44 alojado en un soporte de gorrón 46. El gorrón 44 y el soporte de gorrón 46 permiten al cuerpo 22 del eje rotar sobre el eje longitudinal 28 respecto al brazo articulado 32. Los movimientos de oscilación del brazo articulado 32 en el eje 36 de pivotaje superior, en el eje 40 de pivotaje medio y en el eje 42 de pivotaje inferior permiten al cuerpo 22 del eje moverse verticalmente mientras que el gorrón 44, el soporte de gorrón 46 y el rodamiento de rótula 26 confieren al cuerpo 22 del eje la posibilidad de rotar u oscilar sobre el eje longitudinal 28. Tal y como se observa en las figuras 1 y 4 entre el cuerpo 22 del eje y el bastidor 18 se dispone un cilindro hidráulico 48. Este cilindro hidráulico 48 es parte de un sistema de suspensión hidroneumático para amortiguación de los impactos derivados la aplicación simultánea de una fuerza de compresión constante sobre el eje 18.

Tal y como se representa en detalle en la figura 3 el vástago 34 superior está acoplado mediante unos cojinetes giratorios superiores izquierdo 52 y derecho 54 al bastidor 18. El vástago superior presenta unos brazos salientes 56 que se prolongan desde los cojinetes giratorios 52, 54 superiores hacia atrás hasta un tubo de torsión 58. Los brazos salientes 60 soldados al tubo de torsión 58 se prolongan desde allí hacia atrás y están provistos de un bulón 62 y unos topes de oscilación 64, 66 izquierdo y derecho. El bulón 62 presenta unos cojinetes giratorios 68, 70 medios izquierdo y derecho, los cuales constituyen un punto medio de oscilación sobre el eje 40 medio de pivotaje. El vástago 38 inferior está provisto de unos cojinetes giratorios 74, 76 inferiores izquierdo y derecho los cuales están unidos al gorrón 44 o, lo que es lo mismo, al soporte 46 de gorrón. Los cojinetes giratorios 52, 54 superiores, los cojinetes giratorios 68, 70 medios y los cojinetes giratorios 74, 76 inferiores son soportes de apoyo que resisten solicitaciones laterales sobre el cuerpo 22 del eje para impedir movimientos laterales de dicho cuerpo 22 del eje, evitando de esta forma la "deflexión" lateral alternante ("conducción de vaivén") del eje.

Tal y como muestra la figura 4 el cuerpo 22 del eje está formado por dos topes de oscilación 80, 82 izquierdo y derecho sobresalientes, de los cuales sólo uno es visible, que encajan con los topes de oscilación 64, 66 rígidos izquierdo y derecho situados sobre el vástago 34 superior. Los topes de oscilación 80, 82 situados sobre el cuerpo 22 del eje están provistos de tornillos 84, constituyendo topes regulables con superficies desgastables intercambiables. Dado que los topes mecánicos rígidos de oscilación 64, 66 están previstos sobre el vástago 34 superior, dichos topes de oscilación 64, 66 se mueven en la dirección vertical cuando el cuerpo 22 del eje se mueve verticalmente. La distancia entre los topes regulables 80, 82 situados sobre el vástago 34 superior no varía en la misma medida que lo hace la distancia entre el cuerpo 22 del eje y el bastidor cuando aquél se mueve verticalmente.

El sistema de eje y suspensión de la invención prevé topes rígidos de oscilación 64, 66 que se mueven junto con el cuerpo 22 del eje cuando éste se mueve en la dirección vertical. De este modo con los topes mecánicos rígidos de oscilación 64, 66 se logra el mismo efecto que con un cuerpo 22 de eje sin suspensión. Además, el brazo articulado 32 ofrece una resistencia contra fuerzas de cizalladura laterales e impide movimientos laterales del eje. De esta manera se elimina la "deflexión" lateral del eje.

Aun cuando la invención se ha descrito mediante un único ejemplo constructivo, a la luz de la anterior descripción y del dibujo se abren para el profesional múltiples y diferentes alternativas, modificaciones y variantes que caen bajo la presente invención.

Claims (5)

1. Sistema de eje y suspensión para la amortiguación de un eje (16) respecto al bastidor (18) de un vehículo, con un cuerpo (22) de eje, un brazo deslizable (24) ubicado entre el cuerpo (22) del eje y el bastidor (18) que se extiende en la dirección longitudinal y fijado al bastidor mediante un rodamiento de rótula (26), y un dispositivo de suspensión (48) que acopla entre sí el cuerpo (22) del eje y el bastidor (18), caracterizado porque se prevé un brazo articulado (32), que presenta un primer y un segundo vástago (34, 38) dispuestos en esencia longitudinalmente, en donde el primer vástago (34) está acoplado de forma pivotante al bastidor (18) sobre un eje (36) superior de pivotaje mediante unos cojinetes de giro (52, 54) superiores izquierdo y derecho y al segundo brazo (38) sobre un eje (40) medio de pivotaje mediante unos cojinetes de giro medios izquierdo y derecho (68, 70) y el segundo vástago (38) está acoplado de forma pivotante a un soporte de gorrón sobre un eje inferior de pivotaje (42) mediante unos cojinetes de giro (74, 76) inferiores izquierdo y derecho, y en donde el brazo articulado se extiende verticalmente entre el cuerpo (22) del eje y el bastidor (18) y está acoplado mediante el soporte de gorrón (46) a un gorrón (44) del cuerpo (22) del eje de forma que son posibles movimientos oscilatorios del cuerpo (22) del eje sobre un eje longitudinal (28), y en donde los cojinetes de giro (52, 54, 68, 70, 74, 76) configuran soportes de apoyo para prevenir los movimientos laterales del cuerpo (22) del eje.

2. Sistema de eje y suspensión conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque unos primeros topes de oscilación (64, 66) izquierdo y derecho están conformados sobre el brazo articulado (32) y unos segundos topes de oscilación (80, 82) están conformados sobre el cuerpo (22) del eje, donde los segundos topes de oscilación (80, 82) pueden acoplarse con el respectivo tope de oscilación (64, 66) izquierdo o
derecho.

3. Sistema de eje y suspensión conforme a la reivindicación 2, caracterizado porque los primeros topes de oscilación (64, 66) izquierdo y derecho del brazo articulado (32) están configurados sobre el primer vástago (34).

4. Sistema de eje y suspensión conforme a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el primer vástago (34) presenta un tubo de torsión (58).

5. Sistema de eje y suspensión conforme a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el dispositivo de suspensión (48) presenta un único cilindro hidráulico dispuesto entre el bastidor (18) y el cuerpo (22) del eje.