ES2286049T3 - Suspension de rueda individual para un vehiculo automovil. - Google Patents
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Abstract
Suspensión de rueda individual para un vehículo automóvil con un soporte de rueda (16) que lleva una rueda de vehículo, que en su zona superior y en su zona inferior está unido con bielas transversales (10, 12) a través de sendos elementos de montaje (22) y que está provisto de un elemento de apoyo de pinza de freno - a través del cual está apoyada una pinza de freno (20) para frenar la rueda del vehículo - que está configurado como una placa de apoyo (18) torsionable en cierta medida con respecto al soporte de rueda (16), caracterizada porque los elementos de montaje superior y/o inferior (22) pueden ser movidos con respecto al soporte de rueda (16) y están también acoplados con la placa de apoyo (18) de la pinza de freno de tal manera que, al frenar, la placa de apoyo (18) es torsionada con respecto al soporte de rueda (16) por el par de giro de frenado y provoca así con respecto al soporte de rueda (16) un movimiento del elemento de montaje (22) que tiene la consecuencia de que el soporte de rueda (16) es ligeramente torsionado en sentido contrario a la dirección de giro (flecha A) de la rueda frenada.
Description
Suspensión de rueda individual para un vehículo
automóvil.
La invención concierne a una suspensión de rueda
individual para un vehículo automóvil con un soporte de rueda que
lleva una rueda de vehículo, que en su zona superior y en su zona
inferior está unido con bielas transversales a través de sendos
elementos de montaje y que está provisto de un elemento de apoyo de
una pinza de freno, a través del cual está apoyada dicha pinza de
freno para frenar la rueda del vehículo. En particular, la invención
concierne a una suspensión de rueda individual de esta clase para
ruedas de vehículo dirigibles.
Se conocen en general suspensiones de rueda
individuales para ruedas de vehículo dirigibles en las que la rueda
está montada en una unidad de mangueta que está montada de forma
basculable en unas llamadas bielas superiores e inferiores a través
de dos sitios de unión distanciados uno de otro de modo que esta
unidad de mangueta puede ser hecha bascular alrededor de su eje de
dirección definido por los sitios de unión para dirigir la rueda.
Una llamada palanca de dirección unida rígidamente con la unidad de
mangueta o configurada en forma casi integrada en ella se extiende
hacia delante o hacia atrás y presenta en su extremo una
articulación de rótula o similar para su unión con una barra de
dirección. Asimismo, es conocido el recurso de montar la pinza de
un freno de disco en la mangueta.
En suspensiones de rueda individuales de esta
clase puede presentarse el problema de que, en caso de un fuerte
frenado, el par de giro que actúa sobre la unidad de mangueta a
través de la pinza del freno pueda provocar una torsión de esta
unidad de mangueta alrededor del eje de giro de la rueda, haciéndose
posible este movimiento de torsión por efecto de la elasticidad en
las fijaciones o cojinetes de las bielas transversales. Esta torsión
puede provocar un movimiento considerable del extremo libre de la
palanca de dirección en un sentido generalmente vertical, lo que a
su vez puede dar lugar a efectos de dirección no deseados. Este
problema se presenta especialmente cuando las bielas transversales
no pueden oponer una resistencia grande a una torsión de la unidad
de mangueta, especialmente en el caso de suspensiones de doble
biela transversal, en las que las bielas transversales están
dispuestas una junto a otra.
Una suspensión de rueda individual según el
preámbulo de la reivindicación 1 es conocida por el documento
DE-A-2828758.
Con la presente invención se pretende indicar
una suspensión de rueda individual según el preámbulo de la
reivindicación 1 con la cual se pueda contrarrestar este movimiento
de torsión descrito, cabiendo consignar aún que este movimiento de
torsión puede ser indeseado también en suspensiones de rueda
individuales no dirigidas, ya que también aquí pueden resultar
repercusiones desventajosas sobre la cinemática completa del
eje.
Para resolver este problema se ha previsto que
el elemento de apoyo de la pinza de freno esté configurado como una
placa de apoyo torsionable en cierta medida con respecto al soporte
de rueda y que los elementos de montaje superior y/o inferior
puedan ser movidos con respecto al soporte de rueda y también estén
acoplados con la placa de apoyo de la pinza de freno de tal manera
que, al frenar, la placa de apoyo sea torsionada con respecto al
soporte de rueda por el par de giro de frenado y provoque así con
respecto al soporte de rueda un movimiento del elemento de montaje
que tenga como consecuencia que el soporte de rueda sea ligeramente
torsionado en sentido contrario a la dirección de giro de la rueda
frenada. Ejecuciones y perfeccionamientos ventajosos constituyen el
contenido de las reivindicaciones subordinadas.
Con la puesta en práctica de las características
según la invención se puede emplear el par de frenado generado en
la pinza de freno al frenar para desplazar en último término el
punto de amarre del soporte de rueda a al menos una de las bielas
transversales o el sitio de unión entre el soporte de rueda y las
bielas transversales de tal manera que el movimiento de giro del
soporte de rueda provocado por este par de frenado sea compensado
al menos parcialmente, es decir, anulado. En caso de que el vehículo
automóvil circule hacia delante, esto significa que, por ejemplo,
el tramo superior del soporte de rueda es desplazado, en la unión
correspondiente, hacia atrás y en sentido contrario a la dirección
de circulación con respecto a la biela transversal superior una vez
que, en un proceso de frenado, el soporte de rueda es torsionado en
el sentido de giro de la rueda por el par de frenado. Un movimiento
de desplazamiento del tramo superior del soporte de rueda hacia
atrás actúa en la forma deseada y evidentemente en contra del
movimiento de torsión citado originado por el par de giro de
frenado.
Expresado con otras palabras, se propone en el
soporte de rueda una placa de apoyo torsionable con respecto a
éste, en la que esté fijada la pinza del freno. Al aplicar un par de
frenados se torsiona esta placa de apoyo juntamente con la pinza
del freno con respecto al soporte de rueda. Con una multiplicación
de palanca adecuada (integrada en el elemento de montaje citado) se
puede trasmitir ahora este movimiento al punto de amarre de,
especialmente, la biela transversal superior, tras lo cual se
realiza en ésta el movimiento de desplazamiento citado en el
párrafo anterior.
La reivindicación 2 señala que la suspensión de
rueda individual propuesta es especialmente ventajosa en el caso de
un eje de doble biela transversal en sí conocido, especialmente
cuando se trata de un eje de base baja, es decir, con la biela
transversal superior situada en posición baja. Dado que con las
características según la invención se puede compensar ahora una
desventaja conocida no siempre despreciable de un eje de doble
biela transversal, se puede utilizar ahora este principio de eje en
sí conocido aun cuando esto no sería posible en otras situaciones a
causa del movimiento de torsión no deseado descrito del soporte de
rueda durante el frenado, cuyo movimiento se denomina también
comúnmente "levantamiento". Por tanto, con la presente
invención se pueden aprovechar de manera más universal las ventajas
conocidas del eje de doble biela transversal con base baja. Estas
ventajas residen especialmente en la demanda relativamente pequeña
de espacio de montaje y en la reducida altura de montaje que hace
posible un guiado lineal ventajoso en la zona frontal de la
carrocería del vehículo automóvil.
Se hace posible un modo de construcción
relativamente sencillo cuando la placa de apoyo de la pinza de freno
puede ser torsionada con respecto al soporte de rueda alrededor del
mismo eje en torno al cual gira también la rueda del vehículo con
respecto al soporte de rueda. Asimismo, se propone disponer también
el elemento de montaje citado en forma torsionable o basculable,
concretamente en el soporte de rueda con respecto a un eje paralelo
al eje de giro de la rueda. Preferiblemente, el elemento de montaje
está configurado entonces como una palanca sustancialmente de forma
de L, ya que se puede elegir o fijar entonces una multiplicación de
palanca adecuada mediante una elección adecuada de la longitud de
las alas de este elemento de montaje o palanca. Un miembro de unión
adecuado puede establecer entonces de manera sencilla el
acoplamiento necesario del elemento de montaje con la placa de
apoyo de la pinza del freno.
Como se ha explicado, la llamada placa de apoyo
propuesta para la pinza de freno puede ser torsionada en cierta
medida con respecto al soporte de la rueda, en concreto
preferiblemente alrededor del eje de giro de la rueda. Sin embargo,
este movimiento de giro deberá tener lugar solamente durante un
proceso de frenado, es decir, al introducir un par de frenado en la
placa de apoyo. Para impedir que, incluso en el caso de una
circulación de marcha no frenada, se ajuste el movimiento de
desplazamiento más arriba descrito generado a través del movimiento
del elemento de montaje en el punto de amarre del soporte de rueda a
al menos una de las bielas transversales o en el sitio de unión
entre el soporte de rueda y la biela transversal, la placa de apoyo
torsionable para la pinza de freno puede ser mantenida por un
elemento de muelle adecuadamente diseñado en una posición básica
definida y deseada.
Otras características ventajosas constituyen el
contenido de las demás reivindicaciones subordinadas. Estas y otras
características eventualmente esenciales para la invención se
desprenden también de la descripción siguiente de un ejemplo de
realización preferido. La figura 1 única adjunta muestra aquí un
alzado lateral de una suspensión de rueda individual según la
invención para la rueda delantera derecha de un automóvil de
turismo, a la cual se hace referencia en lo que sigue.
Una suspensión de rueda individual para una
rueda de vehículo, no representada ella misma, comprende una biela
transversal superior 10 y una biela transversal inferior 12 que
están dispuestas discurriendo aproximadamente horizontales y
paralelas una a otra y que en sus extremos interiores están montadas
de forma basculable en la carrocería del vehículo. Una unidad de
mangueta 14 está montada de forma basculable entre las dos bielas
transversales 10, 12, de modo que dicha unidad puede girar alrededor
de un eje de dirección aproximadamente vertical para dirigir el
vehículo. La unidad de mangueta 14 comprende un soporte de rueda 16,
al que está fijada la rueda del vehículo, y una llamada placa de
apoyo 18 de pinza de freno con una pinza de freno 20 montada en
ella y un elemento de montaje superior 22.
El soporte de rueda 16 está montado de manera
convencional con su extremo inferior dispuesto de forma basculable
en la biela transversal inferior 12 y con su extremo superior
dispuesto de manera basculable en la biela transversal superior 10
por medio del elemento de montaje superior 22. Este elemento de
montaje superior 22 está configurado sustancialmente en forma de L
y posee una primera ala 24 que se extiende verticalmente hacia
arriba con una parte de rótula 26 de una articulación de rótula 27
montada en su extremo superior, así como una segunda ala 28 que se
extiende horizontalmente hacia delante, es decir, en la dirección FR
de circulación del vehículo (véase la flecha). En el ángulo central
del elemento de montaje 22, allí donde se empalman una con otra las
dos alas 24, 28, el elemento de montaje 22 está unido con el soporte
de rueda 16 en forma basculable alrededor de un eje que es paralelo
al eje de giro X (perpendicular al plano del dibujo) de la rueda del
vehículo.
La articulación de rótula 27 une el elemento de
montaje superior 22 con la biela transversal superior 10. El
soporte de rueda 16 está unido con la biela transversal inferior 12
por medio de una articulación basculable inferior (no representada
en el dibujo) y, por tanto, toda la unidad de mangueta 14,
constituida por el soporte de rueda 16, la placa de apoyo 18, la
pinza de freno 20 y el elemento de montaje 22, puede girar alrededor
de la articulación de rótula superior 27 y la articulación inferior
correspondiente (no mostrada) para dirigir el vehículo. Asimismo,
está prevista para ello una palanca de dirección 29 que está
dispuesta en el soporte de rueda 16 y que se extiende hacia delante
en la dirección de circulación FR y presenta en su extremo delantero
una articulación 30 para su unión con una barra de dirección no
representada. Mediante ésta se efectúa de la manera usual una
prefijación del ángulo de dirección con el cual se puede controlar
la dirección de la rueda. El soporte de rueda 16 está dispuesto
aquí de modo que soporta la rueda de vehículo no mostrada por medio
de un cojinete para que esta rueda pueda girar alrededor del eje de
giro X ya citado, concretamente según la flecha de dirección A
durante la circulación del vehículo automóvil hacia delante.
La llamada placa de apoyo de pinza 18 está
montada en el soporte de rueda 16 de modo que dicha placa puede
girar también con respecto a este soporte alrededor del eje de giro
X de la rueda. La placa de apoyo se extiende también desde este eje
X en la dirección de circulación FR hacia delante y en su extremo
delantero está montada la pinza de freno 20. Entre el soporte de
rueda 16 y la placa de apoyo de pinza 18 está dispuesto un elemento
de muelle 31 que hace que la placa de apoyo de pinza 18 trate de
girar con respecto al soporte de rueda 16 en sentido contrario al
de las agujas del reloj (y, por tanto, según la dirección de la
flecha B), puesto que el elemento de muelle 31 consiste en un
muelle de compresión de dimensiones adecuadas. Está previsto aquí
un tope no representado físicamente que contrarresta o limita un
movimiento de giro provocado por el elemento de muelle 31 y, por
tanto, define una llamada posición básica de la placa de apoyo 18
con relación al soporte de rueda 16. Desde esta posición básica
representada en la figura 1, la placa de apoyo de pinza 18 se puede
mover solamente en el sentido de las agujas del reloj (según la
dirección de la flecha A) con respecto al soporte de rueda 16 y
este movimiento es contrarrestado por el elemento de muelle 31, es
decir que sin una introducción de fuerza adicional se mantiene el
soporte de rueda 16 en la posición básica por medio del elemento de
muelle 31.
Está previsto un miembro de unión 32 con el cual
el extremo delantero del ala horizontal 28 del elemento de montaje
superior 22 está unido articuladamente con la placa de apoyo 18 de
la pinza de freno. Este miembro de unión 32 está dispuesto en
posición sustancialmente vertical, estando unido su extremo superior
de forma basculable con el elemento de montaje superior 22 y
estando unido su extremo inferior de forma basculable con la placa
de apoyo 18 en un punto situado delante del eje de giro X de la
rueda en la dirección de circulación FR.
Durante el funcionamiento del vehículo, es
decir, cuando el vehículo se mueve en la dirección de circulación
FR hacia delante y se activa la pinza de freno 20 para hacer que
actúe un par de giro de frenado sobre la rueda, la rueda ejerce un
par de giro en la dirección de la flecha A sobre la placa de apoyo
18 de la pinza de freno y, por tanto, también sobre toda la unidad
de mangueta 14. Cuando se considera en primer lugar la unidad de
mangueta completa 14, constituida por el soporte de rueda 16, la
placa de apoyo 18 y el elemento de montaje superior 22, existe
entonces respecto del par de giro que actúa sobre esta unidad de
mangueta 14 durante el frenado la tendencia a torsionar esta unidad
de mangueta 14 durante el frenado en la dirección del giro de la
rueda, es decir, según la flecha A. La articulación de rótula
superior 27 es presionada entonces hacia delante (según la flecha
FR) y la fijación inferior es presionada hacia atrás (en sentido
contrario a la dirección de la flecha FR). Debido a la elasticidad
en los manguitos de cojinete no explícitamente representados que
unen las bielas transversales 10, 12 con la carrocería del vehículo,
este giro o movimiento puede producirse al menos en cierta
medida.
Cuando se considera ahora el movimiento de las
distintas partes de la unidad de mangueta 14 una con relación a
otra, concretamente el soporte de rueda 16, la placa de apoyo 18 y
el elemento de montaje superior 22, existe entonces, debido a un
par de giro de frenado que actúa en la dirección de la flecha A, la
tendencia a girar la placa de apoyo 18 de la pinza de freno con
respecto al soporte de rueda 16 en la dirección del giro de la
rueda, es decir, también según la dirección de la flecha A. El
miembro de unión 32 es arrastrado con ello hacia abajo (hasta más
cerca del eje de giro X de la rueda), con lo que el elemento de
montaje superior 22 es girado alrededor del eje de giro X de la
rueda en la misma dirección que esta última, es decir, como puede
apreciarse en la figura 1, en el sentido de las agujas del reloj
según la flecha A. De este modo, la articulación de rótula inferior
27 se mueve en la dirección de circulación FR hacia delante con
respecto al soporte de rueda 16 o, expresado de otra manera, el
extremo superior del soporte de rueda 16 se mueve en sentido
contrario a la dirección de circulación FR con respecto a la
articulación de rótula 27.
Por tanto, como se desprende de esta
explicación, durante un proceso de frenado el soporte de rueda 16
gira con respecto a las bielas transversales 10, 12 en sentido
contrario a la dirección de giro de la rueda, es decir, según la
flecha B. La medida o la magnitud de este movimiento de giro o bien
movimiento de desplazamiento para un par de giro de frenado dado
depende de la característica elástica del elemento de muelle 31 y de
las longitudes de las alas 24, 28 del elemento de montaje superior
22. Por tanto, mediante un ajuste adecuado de estas magnitudes
características y del grado de elasticidad de los manguitos de
cojinete de las bielas transversales es posible configurar el
sistema completo de modo que durante el frenado el giro de toda la
unidad de mangueta 14 en una dirección (según la flecha A) sea al
menos sustancialmente compensado por una torsión del soporte de
rueda 16 con respecto a las bielas transversales 10, 12 en la
dirección contraria (según la flecha B). Por tanto, se reduce en
definitiva a un mínimo la torsión del soporte de rueda 16. Resultan
de esto ventajas para la conducción y las propiedades de marcha del
vehículo, y especialmente se reduce así a un mínimo el movimiento
vertical de la palanca de dirección 29 durante el frenado, cuyo
movimiento tendría en caso contrario repercusiones no deseadas
sobre la dirección del vehículo.
Como alternativa a la disposición representada,
sería posible que, en lugar de un movimiento dirigido hacia delante
de la articulación de rótula superior 27 (o en general de la
fijación superior del soporte de rueda 16 en la biela transversal
superior 10) o adicionalmente a este movimiento, se previera o se
generara un movimiento dirigido hacia atrás de la fijación inferior
de la unidad de mangueta 14 (en la biela transversal inferior 12)
durante un proceso de frenado. Sin embargo, existe aún otra ventaja
del sistema según la figura 1 que consiste en que la inercia de
marcha de la rueda tiende a aumentar durante el frenado, con lo que
se incrementa la estabilidad de dirección durante el frenado.
Cuando se mueve la fijación inferior hacia atrás, esta ventaja no
existe. Por lo demás, la presente invención puede emplearse no sólo
para la suspensión de doble biela transversal anteriormente
descrita, sino también para otras clases de suspensión en las que no
sea deseable una torsión del soporte de rueda durante el
frenado.
Claims (8)
1. Suspensión de rueda individual para un
vehículo automóvil con un soporte de rueda (16) que lleva una rueda
de vehículo, que en su zona superior y en su zona inferior está
unido con bielas transversales (10, 12) a través de sendos
elementos de montaje (22) y que está provisto de un elemento de
apoyo de pinza de freno -a través del cual está apoyada una pinza de
freno (20) para frenar la rueda del vehículo- que está configurado
como una placa de apoyo (18) torsionable en cierta medida con
respecto al soporte de rueda (16), caracterizada porque los
elementos de montaje superior y/o inferior (22) pueden ser movidos
con respecto al soporte de rueda (16) y están también acoplados con
la placa de apoyo (18) de la pinza de freno de tal manera que, al
frenar, la placa de apoyo (18) es torsionada con respecto al
soporte de rueda (16) por el par de giro de frenado y provoca así
con respecto al soporte de rueda (16) un movimiento del elemento de
montaje (22) que tiene la consecuencia de que el soporte de rueda
(16) es ligeramente torsionado en sentido contrario a la dirección
de giro (flecha A) de la rueda frenada.
2. Suspensión de rueda individual según la
reivindicación 1, caracterizada porque la biela transversal
superior (10) y la biela transversal inferior (12) están amarradas
de forma basculable en la carrocería del vehículo y discurren
sustancialmente paralelas una a otra y horizontales.
3. Suspensión de rueda individual según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque las uniones
superior e inferior entre el soporte de rueda (16) y las bielas
transversales (10, 12) hacen posibles un movimiento de basculación
y, por tanto, una dirección de la rueda.
4. Suspensión de rueda individual según una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la
placa de apoyo (18) de la pinza de freno puede ser torsionada
alrededor del eje de giro (X) de la rueda con respecto al soporte
de rueda (16).
5. Suspensión de rueda individual según una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el
elemento de montaje (22) está montado en el soporte de rueda (16)
de forma basculable alrededor de un eje paralelo al eje de giro (X)
de la rueda y está acoplado con la placa de apoyo (18) de la pinza
de freno a través de un miembro de unión (32).
6. Suspensión de rueda individual según una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la
placa de apoyo torsionable (18) para la pinza de freno se mantiene
sujeta en una posición básica definida y deseada por medio de un
elemento de muelle adecuadamente diseñado (31) cuando no se
introduce ningún par de frenado.
7. Suspensión de rueda individual según una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el
elemento de montaje (22) comprende una parte de rótula (26) de una
articulación de rótula (27) con cuya ayuda el soporte de rueda (16)
está montado en la biela transversal (10).
8. Suspensión de rueda individual según una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el
elemento de montaje citado (22) que puede moverse con respecto al
soporte de rueda (16) consiste en el elemento de montaje superior
(22) y porque éste está dispuesto de modo que durante el frenado se
mueve en la dirección de circulación (FR) del vehículo hacia
delante con respecto al soporte de rueda (16).
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