ES2313191T3 - Suspension de rueda con regulacion de resorte para automoviles. - Google Patents
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Abstract
Suspensión de rueda que comprende una estructura de vehículo (12), una rueda (11) articulada de forma móvil con esta estructura a través de una dispositivo de bielas paralelas, con un soporte de rueda (15, 33) y al menos un muelle de compresión helicoidal (18, 34), que se apoya en la estructura del vehículo (12), por una parte, y en el soporte de la rueda (15, 33) o en el dispositivo de bielas paralelas, por otra parte, de manera que se puede variar de forma controlada la rigidez de resorte, relacionada con el punto de apoyo P de la rueda (11), del soporte de la estructura del vehículo, en la que se utiliza una disposición de muelle de compresión helicoidal, cuya curva de actuación de la fuerza (W) se desvía de la curva media geométrica de resorte (L), y de tal manera que están previstos medios de torsión para la regulación espacial de la curva de actuación de la fuerza (W) frente a la línea media geométrica de resorte (L), caracterizada porque el muelle de compresión helicoidal (18, 34) es giratorio alrededor de su línea media geométrica longitudinal (L).
Description
Suspensión de rueda con regulación de resorte
para automóviles.
La invención se refiere a una suspensión de
rueda que comprende una estructura de vehículo, una rueda articulada
de forma móvil con esta estructura a través de una dispositivo de
bielas paralelas, con un soporte de rueda y al menos un muelle de
compresión helicoidal, que se apoya en la estructura del vehículo,
por una parte, y en el soporte de la rueda o en el dispositivo de
bielas paralelas, por otra parte, de manera que se puede variar de
forma controlada la rigidez de resorte, relacionada con el punto de
apoyo P de la rueda, del soporte de la estructura del vehículo, en
la que se modifica la posición especial de la curva de actuación de
la fuerza del muelle de compresión helicoidal frente al eje de giro
del dispositivo de bielas paralelas y, como consecuencia de ello,
la relación de multiplicación de la curva característica y el punto
de apoyo P de la rueda.
Se conocen a partir del documento DE 25 38 103
A1 suspensiones de ruedas, en los que unos muelles de compresión
helicoidales están desplazados excéntricamente frente a discos de
resorte, con los que se apoyan en la estructura del vehículo y en
el dispositivo de bielas. Los muelles de compresión helicoidales son
en este caso muelles convencionales, en los que la curva media de
resorte coincide con la curva de actuación de la fuerza del muelle.
Por medio de rotación con motor de los discos de resorte se realiza
una modificación de la rigidez de resorte del soporte de la
estructura del vehículo frente al punto de apoyo de la rueda. No se
tiene en cuenta en este caso la rigidez de resorte de los muelles
propiamente dichos. La regulación repercute sobre los brazos de
palanca efectivos, de manera que se puede ajustar la suspensión del
vehículo "más blanda" o "más dura".
Se conocen a partir del documento DE 37 07 085
A1 suspensiones de ruedas, en los que los puntos de apoyo de un
muelle de compresión helicoidal se pueden desplazar frente a la
estructura del vehículo y/o frente al soporte de la rueda o bien
frente al dispositivo de bielas paralelas en traslación, es decir,
especialmente en una dirección perpendicular al eje medio de los
discos de resorte correspondientes, de tal manera que también en
este caso se puede variar la rigidez de resorte, relacionada con el
punto de apoyo de la rueda, del soporte de la estructura del
vehículo frente a la rueda. También en este caso se mantiene
inalterada la rigidez de resorte en el muelle propiamente dicho. La
acción deseada se basa en la modificación de los brazos de palanca
efectivos.
Se conocen a partir de los documentos DE 37 43
450 C2 y DE 101 25 503 C1 suspensiones de ruedas, en las que se
utilizan muelles de compresión helicoidales, cuya curva de actuación
de la fuerza forma un ángulo con la curva media de resorte. Las
suspensiones de la rueda son en este caso exclusivamente del tipo de
acuerdo con el principio de McPherson, de manera que a través de la
posición angular deseada entre la curva de actuación de la fuerza y
la línea media de resorte, que solamente se puede desviar en una
medida insignificante del eje del tubo telescópico con muelles
correspondiente, se consigue que se reduzcan las fuerzas
transversales sobre la suspensión del tubo telescópico con muelles.
Se lleva a cabo la desviación predeterminada fijamente de la curva
de actuación de la fuerza con relación a la línea media de resorte
en el estado montado porque los muelles de compresión helicoidales
tienen en el estado distendido en una vista radial un desarrollo
aproximadamente en forma de S o bien en una vista radial un
desarrollo en forma de S en una primera vista y un desarrollo en
forma de C en una segunda vista perpendicular a ella o bien un
desarrollo en forma de S en una primera vista y un desarrollo
igualmente en forma de S en una segunda vista perpendicular a
ella.
Se conoce a partir del documento US 5 947 459 A
una suspensión de rueda del tipo mencionado al principio, en la que
se utiliza una disposición de muelle de compresión helicoidal, cuya
curva de actuación de la fuerza, predeterminada a través de la
geometría de la suspensión de la rueda, se desvía de la curva media
geométrica de resorte. En este caso, en el disco de resorte
superior de la disposición de muelle de compresión helicoidal están
previstos medios de cojinete de bolas, cuyo eje medio se desvía del
eje de dirección de la suspensión de la rueda, Adicionalmente,
están previstos medios de desplazamiento para el disco de resorte
superior, que provocan una rotación del mismo alrededor de un eje
de giro que se encuentra aproximadamente paralelo al eje medio de
los medios de cojinete de bolas, que se encuentra fuera del círculo
primitivo de los medios de cojinetes de bolas y fuera de la espira
superior del muelle de compresión helicoidal. En virtud de los
medios de cojinetes de bolas, en el caso de desplazamiento del
disco de resorte superior no se produce ninguna rotación del muelle
de compresión helicoidal.
Como se describe, en particular, en el documento
DE 101 25 503 C1, los ejemplos mencionados aquí, no son las únicas
posibilidades técnicas para realizar una desviación predeterminada
entre la curva media de resorte y la curva de actuación de la
fuerza en el estado montado en una suspensión de rueda. Se remite a
otras posibilidades.
Como se ha indicado de la misma manera ya en el
documento DE 101 25 503 C1, no existe ninguna definición normalizada
para el concepto de la curva media de resorte de muelles de
compresión helicoidales. A continuación se repite el tipo descrito
allí para calcular líneas medias de resorte de muelles de compresión
helicoidales.
Un primer procedimiento para calcular la curva
media de resorte de muelles de compresión helicoidales se
caracteriza porque se construye en primer lugar la envolvente del
muelle de compresión helicoidal y porque a continuación a partir de
la envolvente construida se calcula la curva media de la envolvente,
que se equipara con la curva media de resorte. Este procedimiento
se puede aplicar en todo caso de forma limitada y falla
especialmente allí donde existen espiras de resorte con diámetro
variable de la espira. Otro procedimiento para la determinación de
la curva media de resorte de muelles de compresión helicoidales se
caracteriza porque a partir de la media característica de los
puntos de la espira se determinan en cada caso puntos medios de
curvatura de la espira de resorte, y porque la conexión de los
puntos medios de curvatura determinados de esta manera de las
espiras de resorte representan la curva media de resorte. Por
último, se puede determinar también la curva media de resorte de
muelles de compresión helicoidales porque se contemplan las
proyecciones de las espiras individuales de resorte en un plano,
porque se supone como punto medio de cada espira de resorte el punto
medio de un círculo, que está próximo a la espira de resorte y
porque se conectan entre sí los puntos medios obtenidos de esta
manera de las espiras de resorte.
Cuando se hace referencia a las curvas medias de
resorte de muelles de compresión helicoidales, entonces se deduce
qué importancia tienen las curvas medias de resorte para las curvas
de actuación de la fuerza de resorte de muelles de compresión
helicoidales. Si un muelle de compresión helicoidal tiene una curva
media de resorte recta, entonces la curva de actuación de la fuerza
de resorte, que es naturalmente siempre una recta, coincide con la
curva media de resorte. En el caso de un muelle de compresión
helicoidal, cuya curva media de resorte tiene en el estado
distendido un desarrollo aproximadamente en forma de C, en el estado
montado la curva de actuación de la fuerza de resorte está
desplazada frente a la curva media de resorte que se extiende recta
en el estado montado (DE 37 43 450 C2, figura 5). En cambio, para un
muelle de compresión helicoidal, cuya curva media de resorte tiene
en el estado no cargado un desarrollo aproximadamente en forma de S,
se aplica que en el estado montado la curva de actuación de la
fuerza de resorte se extiende bajo un ángulo agudo con respecto a
la curva media de resorte que se extiende recta en el estado montado
(DE 37 43 450 C2, figura 6).
La curva de actuación de la fuera del muelle de
compresión helicoidal se determina a través de la dirección de las
fuerzas y de las fuerzas opuestas de la estructura del vehículo, por
una parte y del soporte de la rueda o bien de la disposición de las
bielas, por otra parte, frente a los discos de resorte, sobre los
que se apoya el muelle de compresión helicoidal. El apoyo entre los
extremos del muelle de compresión helicoidal y los discos de
resorte es, en general, un apoyo de varios puntos, por ejemplo un
apoyo de tres puntos. No obstante, también pueden aparecer apoyos
de forma lineal.
Partiendo del estado de la técnica mencionado
anteriormente, la presente invención tiene el cometido de crear
suspensiones de ruedas, que posibilitan posibilidades de
modificación mejoradas de la rigidez de resorte, relacionada con el
punto de apoyo de la rueda, del soporte de la estructura del
vehículo. Tales posibilidades de adaptación pueden estar diseñadas
como posibilidades de adaptación sencilla, dado el caso también
manuales para diferentes estados de carga del vehículo. Sin
embargo, están en primer plano mecanismos de traslación totalmente
activos, que se pueden representar con medios técnicos sencillos,
con los que se pueden adaptar las suspensiones de ruedas,
especialmente también de una manera independiente entre sí, a
diferentes estados de funcionamiento.
La solución del cometido mencionado
anteriormente consiste en una suspensión de rueda que comprende una
estructura de vehículo, una rueda articulada de forma móvil con
esta estructura a través de una dispositivo de bielas paralelas,
con un soporte de rueda y al menos un muelle de compresión
helicoidal, que se apoya en la estructura del vehículo, por una
parte, y en el soporte de la rueda o en el dispositivo de bielas
paralelas, por otra parte, de manera que se puede variar de forma
controlada la rigidez de resorte, relacionada con el punto de apoyo
P de la rueda, del soporte de la estructura del vehículo, en la que
se utiliza una disposición de muelle de compresión helicoidal, cuya
curva de actuación de la fuerza se desvía de la curva media
geométrica de resorte, y de tal manera que están previstos medios
de torsión para la regulación espacial de la curva de actuación de
la fuerza frente a la línea media geométrica de resorte, que se
caracteriza porque el muelle de compresión helicoidal es giratorio
alrededor de su línea media geométrica longitudinal.
Con la suspensión de rueda de acuerdo con la
invención en su forma básica no se modifica el muelle de compresión
helicoidal en su forma en el caso de un ajuste con relación a la
estructura del vehículo, sino solamente la posición de la curva de
actuación de la fuerza con relación a la curva media geométrica de
resorte. De esta manera, la regulación del muelle de compresión
helicoidal no requiere ningún espacio de construcción adicional en
comparación con soluciones conocidas a partir del estado de la
técnica.
A este respecto, de acuerdo con los
requerimientos y la situación de montaje, puede estar previsto que
la curva de actuación de la fuerza forma con la curva media
geométrica de resorte un ángulo o que la curva de actuación de la
fuerza esté desplazada en paralelo a la curva media de resorte. Con
la posibilidad propuesta de esta manera se refuerza claramente el
efecto a conseguir de una rotación del soporte del muelle de
compresión helicoidal frente a las suspensiones de ruedas
conocidas, en las que se utilizan muelles de compresión helicoidales
centrados usuales, que están dispuestos de forma excéntrica, es
decir, que se intensifican los efectos a conseguir con los ángulos
de giro correspondientes sobre la rigidez del muelle de la
estructura de vehículo.
En la aplicación práctica está previsto
especialmente que el muelle de compresión helicoidales apoye en sus
extremos, respectivamente, sobre discos de resorte frente a la
estructura del vehículo o bien frente al soporte de la rueda o el
dispositivo de bielas paralelas, estando previsto, además, que al
menos uno de los discos de resorte pueda ser accionado de forma
giratoria con motor. En este caso, al menos uno de los discos de
resorte accionados con motor debería estar alojado de forma
giratoria. Si el segundo disco respectivo está fijo estacionario y
el muelle de compresión helicoidal está empotrado con su extremo
correspondiente en este disco de resorte, se pueden conseguir
efectos adicionales con el refuerzo del muelle, de manera que el
muelle de compresión helicoidal es torsionado adicionalmente
durante el ajuste. No obstante, habitualmente debería estar previsto
que ambos discos de resorte estén alojados de forma giratoria, de
modo que uno de los dos es accionado de forma giratoria con
motor.
Si está previsto que ambos discos de resorte
estén accionados de forma giratoria con motor, en el caso de un
empotramiento correspondiente de los extremos del disco de
compresión helicoidal en los discos de resorte se puede someter a
torsión adicionalmente de la misma manera el muelle de compresión
helicoidal y se puede realizar una modificación adicional de la
rigidez de resorte del muelle propiamente dicho adicionalmente a la
rigidez de resorte relacionada con la estructura del vehículo.
De acuerdo con una forma de realización
complementaria, puede estar previsto que al menos uno de los discos
de resorte sea regulable de forma abatible alrededor de su eje
longitudinal. De esta manera se puede realizar adicionalmente a la
desviación predeterminada de la curva media de resorte con respecto
a la curva de actuación de la fuerza todavía una modificación de la
curva media de resorte con respecto a la geometría de la suspensión
de la rueda, de manera que se refuerza el efecto generado por la
torsión de muelle con respecto a la curva de actuación de la fuerza
precisamente en la medida de esta regulación.
De acuerdo con otra forma de realización
complementaria, puede estar previsto que al menos uno de los discos
de resorte esté accionado de forma desplazable en traslación
perpendicularmente a su eje medio, como se conoce como tal a partir
del estado de la técnica mencionado anteriormente. Esta regulación
modifica de la misma manera la geometría de la suspensión de la
rueda en general y se añade como efecto complementario a la
modificación de la rigidez del muelle de la estructura a través de
la torsión del muelle.
De acuerdo con otra forma de realización
complementaria, puede estar previsto que el muelle de compresión
helicoidal esté apoyado sobre al menos un disco de resorte accionado
de forma giratoria excéntricamente a su eje, como se conoce de la
misma manera como tal ya a partir del estado de la técnica. También
en este caso se añade la modificación de la posición de resorte
frente a la suspensión de la rueda como posibilidad de ajuste
adicional a los efectos que se pueden conseguir a través de la
rotación sencilla del muelle. En este caso, se puede seleccionar la
disposición del muelle de compresión helicoidal de tal forma que el
desplazamiento de la curva de actuación de la fuerza con respecto a
la curva media de resorte y el desplazamiento de la curva media de
resorte con respecto al eje de giro del disco de resorte se suman
para elevar la actuación de la torsión del disco de resorte.
Los muelles de compresión helicoidales
utilizados pueden tener en el estado distendido un desarrollo
aproximadamente en forma de S de la curva media de resorte, como se
describe en el documento DE 37 43 450 C1, o pueden tener un
desarrollo aproximadamente en forma de S en el estado distendido en
una primera vista y un desarrollo aproximadamente en forma de C en
una segunda vista de la curva media de resorte, según el documento
DE 101 25 503 C1 o bien el estado distendido pueden tener un
desarrollo aproximadamente en forma de S en una primera vista y en
una segunda vista perpendicular a ella de la misma manera un
desarrollo en forma de S de la línea media de resorte según el
documento DE 101 25 503 C1.
El desplazamiento de la posición angular del
muelle de compresión helicoidal con respecto a la estructura del
vehículo se controla de una manera preferida por medio de una unidad
electrónica de regulación, de tal manera que, por una parte, se
ajusta la adaptación de la rigidez de resorte de una manera
estacionaria en función de la carga estática respectiva del
vehículo, por ejemplo en el estado de carga para el mantenimiento
de un nivel opcional de la estructura, y de tal modo que, por otra
parte, se modifica la rigidez de resorte efectiva de la estructura
de una manera dinámica a partir de un ajuste básica estacionario, de
tal forma que se modifica y se adapta una posición de la estructura
lo más uniforme posible con respecto a la distancia de la carretera
y la inclinación de la estructura en todos los estados concebibles
de la marcha.
Con los medios mostrados se puede representan un
mecanismo de traslación totalmente activo con la ayuda de una
suspensión de acero clásica, en el que solamente son necesarios
medios electrónicos de sensor y de control así como medios de
accionamiento electromotores. El consumo adicional de energía se
puede mantener en este caso reducido. En virtud de la pluralidad de
sensores ya presentes, en general, para el estado de funcionamiento
de un automóvil, de la misma manera los costes adicionales para el
control y el accionamiento motor de los muelles de compresión
helicoidales son reducidos. En este caso, se pueden mantener los
costes y el peso adicional para un mecanismo de traslación
totalmente activo dentro de límites.
En virtud de la necesidad de espacio reducida
mencionada, es posible aplicar un mecanismo de traslación totalmente
activo correspondiente casi en cualquier vehículo existente, sin
modificar esencialmente la construcción del eje existente. Incluso
es concebible la posibilidad de montar la suspensión de rueda de
acuerdo con la presente invención como conjunto de reequipamiento
con una extensión funcional reducida en vehículos existentes y de
esta manea conseguir, por ejemplo, al menos una posibilidad para la
regulación del nivel. La extensión funcional representable, en
general, con la presente invención, no está por detrás de la de
otros mecanismos de traslación totalmente activos que se encuentran
en el mercado.
Aunque parece evidente la utilización de motores
de accionamiento eléctricos, no se excluye, naturalmente, en su
lugar la utilización de medios de ajuste neumáticos o hidráulicos
para los muelles de compresión helicoidales.
En función del tipo de sensores utilizados y de
la electrónica de control empleada se pueden conseguir los efectos
siguientes con la suspensión de rueda controlable de acuerdo con la
invención.
Se puede reducir claramente el ángulo de
oscilación de la carrocería.
Se puede compensar totalmente el ángulo de
cabeceo de arranque y de frenado en la zona de aceleración
longitudinal normal.
Se puede mantener constante la frecuencia propia
del eje trasero de una manera independiente del estado de
carga.
Se puede conseguir una compensación total del
nivel en caso de modificación de la carga.
El diseño básico de los muelles de compresión
helicoidales se puede realizar de una manera relativamente blanda,
puesto que la regulación del nivel y el ángulo de oscilación de la
carrocería se pueden compensar a través del endurecimiento
controlado de la rigidez de la carrocería del vehículo.
A través del diseño blando de los muelles de
compresión helicoidal se puede conseguir una mejora de la comodidad
de marcha y de la seguridad de la marcha.
A través de la compensación activa de la
oscilación (diferente regulación de los muelles de compresión
helicoidales en los dos lados del vehículo) se puede diseñar más
blando el estabilizador del vehículo. Esto mejora la comodidad de
rodadura y la seguridad de la marcha.
A través de la activación separada de los
muelles de compresión helicoidal de los dos lados del vehículo se
evita una reacción sobre el lado opuesto del vehículo, como a través
de un estabilizador de torsión conocido.
Es posible una supresión del estabilizador de
torsión conocido con una mejora de la comodidad de rodadura
conseguida de esta manera.
El nivel del vehículo (distancia del suelo) se
puede elevar para circulación por terrenos y tramos en mal
estado.
Para la reducción de la resistencia del aire o
para la simplificación de la carga se puede ajustar una bajada
extrema del nivel (reducción de la distancia del suelo).
Se puede influir sobre el comportamiento de
dirección propia del vehículo a través de una regulación variable
del momento de oscilación.
A través de fuerzas de reacción (fuerzas
transversales) modificadas en los cojinetes de goma de la suspensión
de la rueda se puede realizar una influencia activa sobre la rodada
delantera. En este caso se puede mejorar la estabilización de la
marcha.
Con la finalidad de la protección de los
peatones se puede llevar a cabo una modificación del nivel del
vehículo (distancia del suelo) en caso de impacto.
La suspensión de rueda de acuerdo con la
invención, especialmente un mecanismo de traslación totalmente
activo con suspensiones de rueda del tipo acorde con la invención
en todas las ruedas de un vehículo, se caracteriza por una
extensión reducida de componentes, un paquete sencillo y un consumo
de energía reducido frente a otros mecanismos de traslación
activos.
Los ejemplos de realización preferidos de la
invención se representan en los dibujos y se describen a
continuación.
La figura 1 muestra una suspensión de rueda de
acuerdo con la invención con un tubo telescópico con muelles
McPherson
- a)
- en una posición de salida
- b)
- en una posición girada.
\vskip1.000000\baselineskip
La figura 2 muestra una suspensión de rueda de
acuerdo con la invención con un tubo telescópico con muelles
McPherson
- a)
- en una posición de partida
- b)
- en una posición de suspensión girada y basculada adicionalmente.
\vskip1.000000\baselineskip
La figura 3 muestra una suspensión de rueda de
acuerdo con la invención con una disposición doble de bielas
transversales
- a)
- en una posición de salida
- b)
- en una posición girada del muelle.
La figura 4 muestra una suspensión de rueda de
acuerdo con la invención con una disposición de bielas
longitudinales
- a)
- en una posición de salida
- b)
- en una posición girada del muelle.
\vskip1.000000\baselineskip
La figura 5 muestra una suspensión de rueda de
acuerdo con la invención con una disposición doble de bielas
transversales
- a)
- en una posición de salida
- b)
- en una posición girada del muelle y desplazada en traslación.
\vskip1.000000\baselineskip
La figura 6 muestra una suspensión de rueda de
acuerdo con la invención con una disposición doble de bielas
transversales
- a)
- en una posición de salida
- b)
- en una posición girada del muelle giratorio excéntricamente.
\vskip1.000000\baselineskip
La figura 7 muestra una disposición de tubo
telescópico McPherson de acuerdo con las figuras 1 y 2 con
accionamiento motor de los discos de resorte
- a)
- o sea accionamiento del disco superior de resorte
- b)
- o sea accionamiento del disco inferior de resorte
- c)
- o sea accionamiento de los dos discos de resorte.
\vskip1.000000\baselineskip
La figura 8 muestra una disposición de rueda de
bielas transversales de acuerdo con la figura 3 con accionamiento
motor de los discos de resorte
- a)
- o sea accionamiento del disco superior de resorte
- b)
- o sea accionamiento del disco inferior de resorte
- c)
- o sea accionamiento de los dos discos de resorte.
\vskip1.000000\baselineskip
La figura 9 muestra una disposición de rueda con
disposición de bielas longitudinales o disposición de bielas
inclinadas de acuerdo con las figuras 4 y 5 con accionamiento motor
de los discos de resorte
- a)
- o sea accionamiento del disco superior de resorte
- b)
- o sea accionamiento del disco inferior de resorte
- c)
- o sea accionamiento de los dos discos de resorte.
\vskip1.000000\baselineskip
En la figura 1 se describen en primer lugar en
común las representaciones a) y b). Se muestra una suspensión de
rueda en representación esquemática, donde se muestra una vista en
dirección longitudinal sobre la rueda 11. Además, se puede
reconocer una carrocería de vehículo 12, con la que la rueda 11 está
conectada a través de una disposición de tubo telescópico con
muelles McPherson 13 y una biela transversal inferior 14. El tubo
telescópico con muelles McPherson 13 y las bielas transversales 14
encajan directamente en un soporte de rueda 15, que comprende los
medios de cojinete para la rueda y que puede recibir adicionalmente
una articulación de accionamiento giratorio en el caso de una rueda
accionada. La disposición de tubo telescópico con muelles McPherson
13 comprende un amortiguador telescópico 16, que está fijado con su
extremo superior a través de una articulación 17, especialmente una
articulación de goma, en la carrocería del vehículo 12 y que está
conectado fijamente con su extremo inferior con el soporte de la
rueda 15. El amortiguador 16 está dentro del un muelle de
compresión helicoidal 18, que se apoya a través de un disco de
resorte superior 19 en la carrocería del vehículo 12 y a través de
un disco de resorte inferior 20 de una manera no representada en
detalle en el soporte de la rueda 15. La biela transversal 15 está
conectada a través de articulaciones 21, 22 con la carrocería del
vehículo 12 y el soporte de la rueda 15. El eje medio geométrico
longitudinal o bien la línea media geométrica longitudinal L del
muelle de compresión helicoidal 18 choca con los discos de resorte
19, 20 aproximadamente en el centro. El eje activo o la línea de
actuación de la fuerza W del muelle de compresión helicoidal 18
forma, en virtud de su tipo de fabricación especial o bien de su
forma especial en el estado distendido, un ángulo con la línea
media longitudinal L. Por medio de una flecha de giro D se indica la
capacidad de giro del muelle de compresión helicoidal 18 frente a
la carrocería del vehículo 12. Mientras que en la representación a)
en una posición de partida se representa negativo el ángulo \beta1
entre el eje medio longitudinal L y la línea de actuación de la
fuerza W, en la representación b) se representa, en cambio, positivo
aproximadamente en la misma magnitud en una posición desplazada,
por ejemplo después de una rotación del muelle de compresión
helicoidal de 180º alrededor del eje medio longitudinal, el ángulo
\beta2 entre la línea media de resorte L y la línea de actuación
de la fuerza. A través de la modificación de este ángulo se modifica
la rigidez del muelle, con relación al punto de soporte de la rueda
P, del apoyo de la carrocería del vehículo 12.
En la figura 2 se describen en primer lugar en
común las representaciones a) y b). Se muestra una suspensión de
rueda similar a la mostrada en la figura 1 en representación
sistemática, en la que se muestra una vista en la dirección
longitudinal sobre una rueda 11. Las mismas partes individuales se
designan con los mismos números de referencia que en la figura 1. A
este respecto, se hace referencia a la descripción. El eje medio
geométrico longitudinal o bien la línea media geométrica de resorte
L choca también aquí con los discos de resorte 19, 20
aproximadamente en el centro. Un eje activo o línea de actuación de
la fuerza W del muelle de compresión helicoidal 18 forma, en virtud
de su tipo de producción especial o bien de su forma especial en el
estado distendido, un ángulo con la línea media longitudinal L. Por
medio de una flecha de giro D se indica la capacidad de giro del
muelle de compresión helicoidal 18 frente a la carrocería del
vehículo 12. Mientras que en la representación a) se representa
negativo el ángulo \beta1 entre el eje medio longitudinal L y la
línea de actuación de la fuerza W, en la representación b) se
representa, en cambio, positivo aproximadamente en la misma
magnitud, por ejemplo después de una rotación del muelle de
compresión helicoidal de 180º alrededor del eje medio longitudinal,
el ángulo \beta2 entre la línea media de resorte L y la línea de
actuación de la fuerza W. Como se muestra por medio de una flecha
de giro adicional S, la línea media de resorte L es giratoria a
través de la rotación de los discos de resorte 19, 20 desde su
posición de partida mostrada en la representación a) hasta una
posición desplazada mostrada en la representación b). En la medida
de la rotación se eleva todavía la modificación de la posición de
la línea de actuación de la fuerza W desde su posición de partida
según la representación a) hasta su posición desplazada según la
representación b). A través de la modificación de la posición de la
línea de actuación de la fuerza W se modifica la rigidez del muelle
de la carrocería del vehículo 12 con relación al punto de soporte
de la rueda D. La rigidez del muelle del soporte de la carrocería
del vehículo frente al punto de soporte P de la rueda se modifica
con estos medios en una medida todavía mayor.
En la figura 3 se describen en primer lugar en
común las dos representaciones. Se representa una suspensión de
rueda en una vista longitudinal sobre una rueda 11, que está
conectada con una carrocería de vehículo 12 a través de dos bielas
transversales 24, 25. Las bielas transversales están articuladas en
cada caso directamente en un soporte de rueda 33 por medio de
articulaciones 26, 28 y en la carrocería del vehículo 12 por medio
de articulaciones 27, 29. Entre la biela transversal superior 24 y
la carrocería del vehículo 12 se encuentra un amortiguador 30, que
está conectado con la carrocería del vehículo a través de un punto
de articulación 31 y con la biela transversal 24 a través de un
punto de articulación 32. Además, está previsto un muelle de
compresión helicoidal 34, que se apoya a través de un disco de
resorte 35 en la carrocería del vehículo 12 y a través de un disco
de resorte 36 en la biela transversal superior 24. La línea media de
resorte L se representa igualmente como la línea de actuación de la
fuerza W del muelle de compresión helicoidal 34, desplazada en
paralelo con respecto a ella condicionada por el tipo de
construcción. Mientras que en la representación a) se representa
una posición de partida, en la que la línea de actuación de la
fuerza está desplazada con relación a la línea media de resorte L
hacia la rueda 11 en la medida de una distancia a1, en la
representación b) se muestra que, por ejemplo, a través de la
rotación del muelle de compresión helicoidal 34 alrededor de 180º,
de acuerdo con la flecha de giro D, se desplaza la línea de
actuación de la fuerza W en la medida de una distancia a2 en
dirección a la carrocería del vehículo o bien hacia los puntos de
articulación de las bielas transversales en la carrocería del
vehículo. En virtud de los brazos de palanca grandes se muestra en
la representación a) una rigidez reducida del muelle del soporte de
la carrocería del vehículo frente a la rueda 11, mientras que en la
representación b), en virtud de los brazos de palanca efectivos
cortos, existe una rigidez alta del muelle del soporte de la
carrocería del vehículo frente a la rueda.
En la figura 4 se describen en primer lugar en
común las dos representaciones. Se representa una suspensión de
rueda en vista lateral sobre una rueda 11, que está conectada con
una carrocería de vehículo 12 a través de una biela longitudinal
38. La biela longitudinal 38 está conectada rígidamente con un
soporte de rueda 37 e incide en la carrocería del vehículo por
medio de un eje de giro 39. Entre la biela longitudinal 38 y la
carrocería del vehículo 12 se encuentra un amortiguador 30, que está
conectado con la carrocería del vehículo a través de un punto de
articulación 31 y con la biela longitudinal a través de un punto de
articulación 32. Además, está previsto un muelle de compresión
helicoidal 34, que se apoya a través de un disco de resorte 35 en
la carrocería del vehículo y a través de un disco de resorte 36 en
la biela longitudinal 38. La línea media de resorte L se representa
igualmente como la línea de actuación de la fuerza W del muelle de
compresión helicoidal 34, desplazada en paralelo con respecto a
ella condicionada por el tipo de construcción. Mientras que en la
representación a) se representa una posición de partida, en la que
la línea de actuación de la fuerza está desplazada con relación a
la línea media de resorte L hacia la rueda 11 en la medida de una
distancia a1, en la representación b) se muestra que, por ejemplo,
a través de la rotación del muelle de compresión helicoidal 34
alrededor de 180º, de acuerdo con la flecha de giro D, se desplaza
la línea de actuación de la fuerza W en la medida de una distancia
a2 en dirección al punto de articulación de la biela longitudinal
en la carrocería del vehículo. En virtud de los brazos de palanca
grandes se muestra en la representación a) una rigidez reducida del
muelle del soporte de la carrocería del vehículo frente a la rueda,
mientras que en la representación b), en virtud de los brazos de
palanca efectivos cortos, existe una rigidez alta del muelle del
soporte de la carrocería del vehículo frente a la
rueda 11.
rueda 11.
En la figura 5 se describen en primer lugar en
común las dos representaciones. Se representa una suspensión de
rueda similar a la mostrada en la figura 4 en vista lateral sobre
una rueda 11. Los mismos detalles están designados con los mismos
números de referencia que en la figura 4. A este respecto se hace
referencia a la descripción anterior. La línea media de resorte L
se representa igualmente como la línea de actuación de la fuerza W
del muelle de compresión helicoidal 34, desplazada en paralelo con
respecto a ella condicionada por el tipo de construcción. Mientras
que en la representación a) se representa una posición de partida,
en la que la línea de actuación de la fuerza W1 está desplazada con
relación a la línea media hacia la rueda 11 en la medida de una
distancia a1, en la representación b) se muestra que, por ejemplo, a
través de la rotación del muelle de compresión helicoidal alrededor
de 180º, se desplaza la línea de actuación de la fuerza W2 en la
medida de una distancia a2 en dirección al punto de articulación de
la biela longitudinal en la carrocería del vehículo. Por medio de
una flecha de desplazamiento V se indica que el muelle de compresión
helicoidal 34 presenta, adicionalmente su posibilidad de giro
descrita anteriormente, una posibilidad de desplazamiento en
traslación, con la que se puede desplazar la línea media de resorte
L perpendicularmente a su extensión esencialmente en la dirección
longitudinal de la biela longitudinal 38. La acción generada a
través de la torsión del muelle se puede incrementar todavía de
esta manera, puesto que se incrementa de nuevo la diferencia entre
la posición de partida de la línea de actuación de la fuerza W1 del
muelle frente a la posición de ajuste de la línea de actuación de
la fuerza W2 a través de este desplazamiento en traslación. En
virtud de los brazos de palanca grandes se muestra en la
representación a) una rigidez reducida del muelle del soporte de la
carrocería del vehículo frente a la rueda, mientras que en la
representación b), en virtud de los brazos de palanca efectivos
cortos, existe una rigidez alta del muelle del soporte de la
carrocería del vehículo frente a la rueda.
En la figura 6 se describen en primer lugar en
común las dos representaciones. Se representa una suspensión de
rueda similar a la mostrada en la figura 4 en vista lateral sobre
una rueda 11. Los mismos detalles están designados con los mismos
números de referencia que en la figura 4. A este respecto se hace
referencia a la descripción anterior. La línea media de resorte L
se representa igualmente como la línea de actuación de la fuerza W
del muelle de compresión helicoidal 34, desplazada en paralelo con
respecto a ella condicionada por el tipo de construcción. Mientras
que en la representación a) se representa una posición de partida,
en la que la línea de actuación de la fuerza W1 está desplazada con
relación a la línea media hacia la rueda 11 en la medida de una
distancia a1, en la representación b) se muestra que, por ejemplo, a
través de la rotación del muelle de compresión helicoidal alrededor
de 180º, se desplaza la línea de actuación de la fuerza W2 en la
medida de una distancia a2 en dirección al punto de articulación de
la biela longitudinal en la carrocería del vehículo. En esta
representación se puede reconocer que el muelle de compresión
helicoidal 34 está dispuesto excéntrico con respecto a los discos
de resorte 35', 36'. El giro de acuerdo con la flecha de giro D se
refiere en este caso directamente al eje medio M de los discos de
resorte, de manera que por medio de la rotación de los discos de
resorte, se ajusta directamente la línea media longitudinal L del
muelle de compresión helicoidal, con lo que se eleva de nuevo el
efecto del desplazamiento frente a la biela longitudinal a través de
la disposición desplazada de la línea de actuación de la fuerza W
frente a la línea media de resorte L, puesto que con los discos de
resorte se gira también el muelle de compresión helicoidal
propiamente dicho. En virtud de los brazos de palanca grandes se
muestra en la representación a) una rigidez reducida del muelle del
soporte de la carrocería del vehículo frente a la rueda, mientras
que en la representación b), en virtud de los brazos de palanca
efectivos cortos, existe una rigidez alta del muelle del soporte de
la carrocería del vehículo frente a la rueda.
En la figura 7 se describen los mismos detalles
con los mismos signos de referencia que en las figuras 1 a 2. A
este respecto se remite a la descripción realizada allí. En todas
las representaciones a) a c) se prevén en este caso medios de
cojinetes axiales 41, 42 para los discos de resorte 19, 20. En la
representación a), en un eje de accionamiento giratorio 43 del
disco de resorte 19 incide un servo motor 45. En la representación
b), en un eje de accionamiento giratorio 44 del disco de resorte 20
incide un servo motor 46 y en la representación c), tanto en el eje
de accionamiento giratorio 43 del disco de resorte 19 incide un
servo motor 45 como también en el eje de accionamiento giratorio 44
del disco de resorte 20 incide un servo motor 46.
En la figura 8 se describen los mismos detalles
con los mismos signos de referencia que en la figura 3. A este
respecto se remite a la descripción realizada allí. Los discos de
resorte 35, 36 están apoyados en este caso de forma giratoria en
todas las representaciones con cojinetes axiales 47, 48 frente a la
carrocería del vehículo o bien frente a la biela transversal
superior. En la representación a) en un pivote de accionamiento
giratorio 49 del disco de resorte superior 35 incide un servo motor
51. En la representación b), en un pivote de accionamiento
giratorio 50 del disco de resorte inferior 36 incide un servo motor
52 y en la representación c) tanto en el pivote de accionamiento
giratorio del disco de resorte superior como también del disco de
resorte inferior 35, 36 inciden servo motores 51, 52.
En la figura 9 se describen los mismos detalles
con los mismos signos de referencia que en la figura 4. A este
respecto se remite a la descripción realizada allí. Los discos de
resorte 35, 36 están apoyados en este caso de forma giratoria en
todas las representaciones con cojinetes axiales 47, 48 frente a la
carrocería del vehículo o bien frente a la biela longitudinal. En
la representación a) en un pivote de accionamiento giratorio del
disco de resorte superior 35 incide un servo motor 51. En la
representación b), en un pivote de accionamiento giratorio del
disco de resorte inferior 36 incide un servo motor 52 y en la
representación c) tanto en el pivote de accionamiento giratorio del
disco de resorte superior como también del disco de resorte
inferior 35, 36 inciden servo motores 51, 52.
- 11
- Rueda
- 12
- Estructura del vehículo
- 13
- Tubo telescópico con muelles McPherson
- 14
- Biela transversal (inferior)
- 15
- Soporte de la rueda
- 16
- Amortiguador
- 17
- Punto de articulación
- 18
- Muelle de compresión helicoidal
- 19
- Disco de resorte
- 20
- Disco de resorte
- 21
- Articulación
- 22
- Articulación
23
- 24
- Biela transversal
- 25
- Biela transversal
- 26
- Articulación
- 27
- Articulación
- 28
- Articulación
- 29
- Articulación
- 30
- Amortiguador
- 31
- Articulación
- 32
- Articulación
- 33
- Soporte de la rueda
- 34
- Muelle de compresión helicoidal
- 35
- Disco de resorte
- 36
- Disco de resorte
- 37
- Soporte de la rueda
- 38
- Biela longitudinal
- 39
- Eje de giro
\vskip1.000000\baselineskip
- 41
- Cojinete axial
- 42
- Cojinete axial
- 43
- Eje de accionamiento giratorio
- 44
- Eje de accionamiento giratorio
- 45
- Servo motor
- 46
- Servo motor
47
48
- 49
- Pivote de accionamiento de giro
- 40
- Pivote de accionamiento de giro
- 51
- Servo motor
- 52
- Servo motor
Claims (15)
1. Suspensión de rueda que comprende una
estructura de vehículo (12), una rueda (11) articulada de forma
móvil con esta estructura a través de una dispositivo de bielas
paralelas, con un soporte de rueda (15, 33) y al menos un muelle de
compresión helicoidal (18, 34), que se apoya en la estructura del
vehículo (12), por una parte, y en el soporte de la rueda (15, 33)
o en el dispositivo de bielas paralelas, por otra parte, de manera
que se puede variar de forma controlada la rigidez de resorte,
relacionada con el punto de apoyo P de la rueda (11), del soporte
de la estructura del vehículo, en la que se utiliza una disposición
de muelle de compresión helicoidal, cuya curva de actuación de la
fuerza (W) se desvía de la curva media geométrica de resorte (L), y
de tal manera que están previstos medios de torsión para la
regulación espacial de la curva de actuación de la fuerza (W)
frente a la línea media geométrica de resorte (L),
caracterizada porque el muelle de compresión helicoidal (18,
34) es giratorio alrededor de su línea media geométrica longitudinal
(L).
2. Suspensión de rueda de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizada porque la curva de actuación
de la fuerza (W) forma un ángulo con la curva media geométrica de
resorte (L).
3. Suspensión de rueda de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizada porque la curva de actuación
de la fuerza (W) se desplaza en paralelo frente a la curva media de
resorte (L).
4. Suspensión de rueda de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el muelle de
compresión helicoidal (18, 34) se apoya en sus extremos,
respectivamente, sobre discos de resorte (19, 20, 35, 36) frente a
la estructura del vehículo (12) o bien frente al soporte de la rueda
(15, 33) o el dispositivo de bielas paralelas.
5. Suspensión de rueda de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque al menos uno de
los discos de resorte (19, 20, 35, 36) puede ser accionado de forma
giratoria con motor.
6. Suspensión de rueda de acuerdo con la
reivindicación 5, caracterizada porque al menos uno de los
discos de resorte (19, 20, 35, 36) accionables con motor está
alojado de forma giratoria.
7. Suspensión de rueda de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el muelle de
compresión helicoidal (18, 34) está apoyado sobre al menos un disco
de resorte (19, 20, 35, 36) accionado de forma giratorio,
excéntricamente con respecto a su eje medio (M).
8. Suspensión de rueda de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque al menos uno de
los discos de resorte (19, 20, 35, 36) puede ser accionado de forma
basculante alrededor de su eje medio (M).
9. Suspensión de rueda de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque al menos uno de
los discos de resorte (19, 20, 35, 36) puede ser accionado de forma
desplazable en traslación aproximadamente perpendicular a su eje
medio.
10. Suspensión de rueda de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque el muelle de
compresión helicoidal (18, 34) tiene un desarrollo de la curva
media de resorte aproximadamente en forma de S en el estado
distendido, por ejemplo según DE 37 43 450 C1.
11. Suspensión de rueda de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque el muelle de
compresión helicoidal (18, 34) tiene un desarrollo de la línea
media de resorte aproximadamente en forma de S en el estado
distendido en una primera vista y aproximadamente en forma de C en
una segunda vista perpendicular a ella, por ejemplo según DE 101 25
503 C1.
12. Suspensión de rueda de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque el muelle de
compresión helicoidal (18, 34) tiene un desarrollo de la línea
media de resorte aproximadamente en forma de S en el estado
distendido en una primera vista y también aproximadamente en forma
de S en una segunda vista perpendicular a ella, por ejemplo según
DE 101 25 503 C1.
13. Suspensión de rueda de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque la
suspensión de la rueda es una suspensión de rueda McPherson, que
comprende una disposición de muelle de compresión
helicoidal/amortiguador (18, 16) encajados uno en el otro y una
biela transversal inferior (14), de manera que el amortiguador (16)
está fijado en el extremo inferior de forma articulada en la
estructura del vehículo (12) y está conectado fijamente en el
extremo inferior con el soporte de la rueda (15), y porque la biela
transversal (14) es especialmente una biela transversal triangular,
que está conectada de forma giratoria alrededor de un eje (21)
frente a la estructura del vehículo (12) y está conectada con el
soporte de la rueda (15) de forma giratoria alrededor de un eje
(22) paralelo al mismo, de manera que el muelle de compresión
helicoidal (18) se apoya en la estructura del vehículo (12) y en el
soporte de la rueda (15).
14. Suspensión de rueda de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 13, caracterizada porque la
suspensión de la rueda es un dispositivo de bielas transversales,
que comprende al menos una, especialmente dos bielas transversales
(24, 25) superpuestas, que están conectadas alrededor de ejes de
giro con la estructura del vehículo (12), por una parte, y con el
soporte de la rueda (33), por otra parte, de manera que el muelle de
compresión helicoidal (34) se apoya en la estructura del vehículo
(12), por una parte, y en una de las bielas transversales (24), por
otra parte.
15. Suspensión de rueda de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 14, caracterizada porque la
suspensión de la rueda es un dispositivo de bielas longitudinales,
de bielas de unión o de bielas inclinadas, que comprende al menos
una biela longitudinal (38), que están conectadas alrededor de un
eje de giro (39) con la estructura del vehículo (12), por una
parte, y con el soporte de la rueda (37), por otra parte, de manera
que el muelle de compresión helicoidal (34) se apoya en la
estructura del vehículo (12), por una parte, y en una de las bielas
longitudinales (38), por otra parte.
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