ES2319677T3 - Suspension independiente para un vehiculo motorizado. - Google Patents

Abstract

Suspensión independiente de vehículo motorizado, para conectar un soporte de rueda de una rueda (12) de vehículo a una carrocería (20) de vehículo, comprendiendo la suspensión al menos un brazo inferior (14, 18; 42, 44, 48; 14, 50, 52) conectado (24, 34; 24, 54) a la carrocería (20) de vehículo y al menos una biela superior (16; 58; 60, 62; 64; 66; 16, 68) conectada (30; 63; 67; 30, 71) a la carrocería (20) de vehículo, en la que dicho al menos un brazo inferior (14, 18; 42, 44, 48; 14, 50, 52) transporta al menos dos miembros flexibles (22, 23; 22, 23, 25) sustancialmente en forma de paletas que están conectados (36, 37; 36, 37, 39) al soporte de rueda de la rueda (12) y cuyos planos forman una intersección a lo largo de un eje común (T1) de orientación predeterminada que define un primer eje de cizalladura de la suspensión, y en la que dicho al menos un brazo inferior (14, 18; 42, 44, 48; 14, 50, 52) está conectado a la carrocería (20) de vehículo por medio de una pareja de casquillos (24, 34; 24, 54), concretamente un primer casquillo (24) y un segundo casquillo (34; 54); estando caracterizada la suspensión porque: dicho al menos un brazo inferior (14, 18; 42, 44, 48; 14, 50, 52) está configurado para definir un segundo eje (T2) de cizalladura de orientación predeterminada que actúa en serie con el primer eje (T1), de una manera tal que, cuando el soporte de rueda está sometido a una fuerza externa que actúa en un plano sustancialmente horizontal, el desplazamiento del soporte de rueda es el resultado de la combinación de las rotaciones del soporte de rueda alrededor de los dos ejes (T1, T2) de cizalladura, y porque dicho al menos un brazo inferior (14, 18; 42, 44, 48; 14, 50, 52) incluye un brazo longitudinal (14; 44; 50) conectado a la carrocería (20) de vehículo por medio del primer casquillo (24).

Description

Suspensión independiente para un vehículo motorizado.

La presente invención se refiere a una suspensión independiente para un vehículo motorizado, como se define en el preámbulo de la reivindicación 1.

La solicitud de patente europea EP-A-1288028, en nombre del solicitante, divulga una suspensión que com-
prende esencialmente un brazo transversal, una varilla transversal y una varilla de control de convergencia, estando cada una de ellas interpuesta entre un soporte de rueda y la carrocería de vehículo. Específicamente, el brazo transversal comprende una pareja de elementos flexibles en forma de paleta, que están articulados por sus extremos al soporte de rueda y a la carrocería de vehículo, y están conectados entre sí por medio de un elemento tubular longitudinal, rígido a la torsión. En primer lugar, el brazo transversal controla dos grados de libertad cinemáticos de la rotación, alrededor de un primer y un segundo ejes sustancialmente longitudinales, definidos por los puntos de articulación con el soporte de rueda y con la estructura de vehículo. Más aún, la flexibilidad, la configuración y la orientación de las dos paletas del brazo transversal se eligen de manera que el soporte de rueda sea capaz de girar alrededor de un tercer eje de orientación predeterminada (denominado "eje de cizalladura"), como resultado de la deformación de las dos paletas alrededor de ese eje. El brazo transversal es por tanto capaz de controlar un tercer grado de libertad de rotación del soporte de rueda, alrededor del eje de cizalladura. Este tercer grado de libertad se define como grado de libertad "estructural" ya que, al contrario que los otros dos grados de libertad rotacional, no está definido por una restricción geométrica, sino por la flexibilidad inherente a los componentes del brazo, con respecto al eje de cizalladura. Con el fin de conseguir el mejor compromiso entre los requisitos opuestos para aislar a los ocupantes del vehículo de las irregularidades de la carretera, y para una respuesta rápida y eficaz a las fuerzas que actúan sobre las ruedas, en particular a las fuerzas de giro y a las de frenado, en particular este tercer eje se elige preferiblemente para que pase por la proximidad de la parte del neumático que está en contacto con el
suelo.

Una suspensión independiente de un vehículo motorizado de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, es conocida por la solicitud de patente europea EP-A-1361084 en nombre del solicitante. De acuerdo con este documento, la suspensión comprende un soporte de rueda, un brazo transversal inferior articulado por un extremo a la carrocería de vehículo, por medio de una pareja de casquillos, y por el otro extremo al soporte de rueda, por medio de una pareja de casquillos, y un brazo transversal superior articulado por un extremo a la carrocería de vehículo, por medio de un casquillo, y por el otro extremo al soporte de rueda, por medio de un casquillo. El soporte de rueda incluye dos miembros flexibles en forma de paletas que forman una intersección entre sí a lo largo de un eje común, que está inclinado con respecto a un plano horizontal y que define un eje de cizalladura de la suspensión.

Es un objeto de la presente invención proporcionar una suspensión independiente para un vehículo motorizado que tiene un mejor comportamiento elasto-cinemático, que tiene tamaños más compactos y que es más fácil de instalar en distintos modelos de vehículos motorizados que en la técnica anterior.

Este y otros objetos se consiguen de acuerdo con la invención, en virtud de una suspensión independiente para un vehículo motorizado que tiene las características establecidas en la reivindicación independiente 1.

Otras características ventajosas de la invención están especificadas en las reivindicaciones dependientes.

Para resumir, la invención está basada en la idea de proporcionar una suspensión independiente para un vehículo motorizado que, en virtud de la configuración y las características de rigidez de sus componentes, forma un sistema elástico que tiene dos ejes de cizalladura de una orientación predeterminada, configurados para actuar en serie uno con el otro, estando definidos estos ejes por una pareja de elementos flexibles en forma de paletas.

Preferiblemente, los dos ejes de cizalladura están dispuestos en un plano vertical transversal y están orientados perpendiculares entre sí, donde el primer eje de cizalladura está dispuesto sustancialmente vertical, mientras que el segundo eje de cizalladura está dispuesto sustancialmente horizontal, siendo la rigidez a la torsión del sistema elástico alrededor del segundo eje sustancialmente horizontal, menos que alrededor del primer eje de cizalladura sustancialmente vertical.

Las características y las ventajas de la presente invención quedarán claras a partir de la siguiente descripción detallada, ofrecida meramente a modo de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos anexos, en los cuales:

la figura 1 es una ilustración esquemática de una suspensión independiente para un vehículo motorizado, de acuerdo con una realización preferida de la presente invención;

las figuras 2 y 3 son ilustraciones esquemáticas en perspectiva y en alzado frontal respectivamente, que muestran la posición de los dos ejes de cizalladura de la suspensión de la figura 1;

la figura 4 es una ilustración esquemática similar a la de la figura 1, que muestra en particular la construcción del primer eje de cizalladura de la suspensión;

la figura 5 es una ilustración esquemática, similar a la de la figura 1, que muestra en particular la construcción del segundo eje de cizalladura de la suspensión;

las figuras 6 a 8 son ilustraciones esquemáticas que muestran, cada una de ellas, una variante de realización de una suspensión independiente para un vehículo motorizado, de acuerdo con la invención, que difiere de la realización de la figura 1 en la manera de realizar el segundo eje de cizalladura;

la figura 9 es una ilustración esquemática de una variante de realización de una suspensión independiente para un vehículo motorizado, de acuerdo con la invención, que difiere de la realización de la figura 1 en la manera de realizar el primer eje de cizalladura;

las figuras 10 a 14 son ilustraciones esquemáticas que muestran, cada una de ellas, una variante de realización de una suspensión independiente para un vehículo motorizado de acuerdo con la invención, que difiere de la realización de la figura 1 en las bielas adicionales a las que definen los dos ejes de cizalladura de la suspensión;

las figuras 15 y 16 son ilustraciones esquemáticas que muestran, cada una de ellas, una posible configuración del muelle de la suspensión, de acuerdo con la realización de la figura 1;

las figuras 17 y 18 son ilustraciones esquemáticas que muestran, cada una de ellas, una variante adicional de realización de una suspensión independiente para un vehículo motorizado de acuerdo con la invención; y

la figura 19 es una vista en perspectiva desde abajo, que muestra una variante de realización de la invención, destinada a una suspensión trasera de un vehículo motorizado.

En la descripción y en las reivindicaciones que siguen, los términos tales como "longitudinal" y "transversal", "vertical" y "horizontal", "frontal" y "trasero" pretenden referirse a la condición ya montada en el vehículo.

Haciendo referencia primero a las figuras 1 y 19, el número 10 indica en general una suspensión independiente para un vehículo motorizado, destinada a conectar una rueda 12, en este caso una rueda trasera, que puede ser una rueda motriz o una rueda no motriz, a la carrocería 20 de vehículo (parcialmente ilustrado en la figura 19). La suspensión 10 comprende básicamente un brazo longitudinal 14, una varilla lateral superior 16 (varilla de control de convergencia) y un brazo transversal inferior 18, todos los cuales son componentes rígido, y una pareja de miembros flexible 22 y 23 en forma de paletas, que conectan el brazo transversal inferior 18 con un soporte de rueda (conocido por sí mismo y no ilustrado) de la rueda 12.

El brazo longitudinal 14 está articulado por su extremo frontal a la carrocería 20 de vehículo, por medio de un casquillo 24, y en su parte posterior al brazo transversal 18, por medio de una pareja de casquillos 26 y 28, el primero de los cuales está dispuesto en un punto intermedio del brazo longitudinal 14, mientras que el segundo está dispuesto en el extremo posterior de este brazo. La varilla lateral superior 16 está articulada por su extremo transversalmente interior a la carrocería 20 de vehículo, por medio de un casquillo 30, y por su extremo transversalmente exterior al soporte de rueda, por medio de un casquillo 32. El brazo transversal inferior 18 está articulado por el extremo transversalmente interior a la carrocería 20 de vehículo, por medio de un casquillo 34, y está conectado por el extremo transversalmente exterior al soporte de rueda, a través de dos paletas flexible 22 y 23. En la realización de la figura 1, las paletas flexibles 22 y 23 están fijadas por sus extremos transversalmente interiores al brazo transversal inferior 18, y están articuladas por sus extremos transversalmente interiores al soporte de rueda, por medio de los respectivos casquillos 36 y 37. Por otra parte, en la variante de realización de la figura 19, una de las dos paletas flexibles, en este caso la paleta posterior 23, está articulada por su extremo transversalmente interior al brazo transversal inferior 18, por medio del casquillo 37, y está fijada por su extremo transversalmente exterior al soporte de rueda.

Todos los casquillos indicados anteriormente son rígidos, excepto el casquillo 26 que está entre el brazo longitudinal 14 y el brazo transversal inferior 18, que determina la característica de conformidad longitudinal de la suspensión.

La arquitectura de la suspensión ilustrada anteriormente define un sistema elástico cuyo comportamiento en condiciones de carga está determinado por la disposición de los dos ejes de cizalladura T1 y T2 (figuras 2 y 3), donde el término eje de cizalladura se refiere al eje alrededor del cual el sistema elástico tiene una rigidez giratoria muy baja con respecto a las otras dos direcciones ortogonales. Un eje de cizalladura representa por tanto el lugar geométrico de los puntos de rigidez de traslación más alta, con respecto a las fuerzas que actúan sobre el sistema elástico en una dirección perpendicular al eje, ya que cualquier otra fuerza que no pase a través de este eje origina una rotación que da como resultado una cesión elástica adicional del sistema, en el punto de aplicación de esta fuerza.

En otras palabras, cada eje de cizalladura puede ser concebido como una bisagra elástica del conjunto de brazos y varillas que conectan el soporte de rueda con la carrocería de vehículo. Esta articulación elástica define así el eje alrededor del cual el soporte de rueda tiende a girar con respecto a la carrocería de vehículo, cuando está sometido a una fuerza externa. En el caso presente, el comportamiento elástico de la suspensión está definido por dos ejes de cizalladura que actúan en serie uno con el otro, de tal manera que cuando el soporte de rueda está sometido a una fuerza externa perpendicular a estos dos ejes, su desplazamiento es debido a la combinación de las rotaciones alrededor de los dos ejes de cizalladura.

Con referencia en particular a las figuras 2 y 3, en la realización ilustrada en esta memoria (que está destinada a una suspensión trasera de un vehículo motorizado, como se ha mencionado anteriormente) los dos ejes de cizalladura T1 y T2 están dispuestos sustancialmente en un plano transversal vertical. El primer eje de cizalladura T1 se extiende sustancialmente vertical fuera del vehículo (el plano medio longitudinal del vehículo está indicado como CP, mientras que el segundo eje de cizalladura T2 se extiende sustancialmente horizontal, a una altura comprendida entre el suelo G y el centro C de la rueda. El eje de cizalladura horizontal T2 tiene una rigidez para la torsión inferior a la del eje de cizalladura vertical T1. Esto significa que una fuerza que está dirigida perpendicularmente al plano definido por los dos ejes de cizalladura T1 y T2 y es aplicada al soporte de rueda en un punto equidistante desde estos ejes, origina un desplazamiento angular menor alrededor del eje T1 que alrededor del eje T2. Sin embargo, también en este caso, el desplazamiento resultante del soporte de rueda será la suma de estos dos desplazamientos angulares.

La configuración especial de los dos ejes de cizalladura T1 y T2 ilustrados en las figuras 2 y 3 reúne los requisitos elasto-cinemáticos de la suspensión de la manera siguiente.

En primer lugar, el segundo eje de cizalladura T2 menos rígido para la torsión (eje horizontal) proporciona la alta conformidad longitudinal requerida del soporte de rueda, en el centro de la misma, para asegurar un buen rendimiento de confort de la suspensión.

En segundo lugar, las rigideces contra la torsión de los dos ejes de cizalladura se eligen apropiadamente dependiendo de la distancia de los ejes de cizalladura desde el centro de la rueda, de tal manera que los componentes alrededor del eje vertical de las rotaciones alrededor de los dos ejes de cizalladura (es decir, los componentes que juntos constituyen el cambio de avance en la rueda) se cancelan entre sí en caso de impacto o fuerza de tracción longitudinal IF en el centro de la rueda, pero se suman en el caso de una fuerza de frenado longitudinal BF en la parte de contacto de la rueda con el suelo. De esta manera, se puede cumplir el requisito de un marcado apuntamiento hacia dentro bajo fuerzas de frenado, y al mismo tiempo de un cambio mínimo de apuntamiento bajo fuerzas de tracción o de
impacto.

Sin embargo, es posible con una suspensión de acuerdo con la invención, cumplir otros requisitos distintos a los indicados anteriormente definiendo apropiadamente de vez en cuando la orientación de los dos ejes de cizalladura.

En tercer lugar, en virtud de que el eje vertical T1 de cizalladura, más rígido contra la torsión, está dispuesto por detrás de la parte de contacto de la rueda con el suelo, con respecto a la dirección de avance del vehículo (indicada como SM en la figura 2), se obtiene un efecto de apuntamiento hacia dentro bajo fuerzas de giro (indicadas como CF en la figura 2). Como el segundo eje de cizalladura T2 es sustancialmente paralelo a las fuerzas de giro, su presencia no reduce significativamente la rigidez lateral disponible en la parte de contacto de la rueda con el suelo. Siempre que el primer eje de cizalladura T1 no esté colocado demasiado lejos de la parte de contacto de la rueda con el suelo (por ejemplo, a una distancia de 80 a 100 mm) y tenga una rigidez contra la torsión adecuada para proporcionar el cambio de apuntamiento requerido bajo fuerzas de giro, entonces el soporte de rueda presentará la alta rigidez lateral requerida en la parte de contacto de la rueda con el suelo.

Las figuras 4 y 5 ilustran cómo la arquitectura de la suspensión descrita anteriormente define los dos ejes de cizalladura T1 y T2.

Los casquillos 34 y 38, por medio de los cuales el brazo transversal 18 está conectado a la carrocería de vehículo y al abrazo longitudinal 14 respectivamente, son casquillos rígidos de caucho, mientras que el casquillo 26, por medio del cual el brazo longitudinal 14 está conectado al brazo transversal 18 es un casquillo de caucho blando. Consecuentemente, el brazo transversal 18 tiene la posibilidad de girar alrededor del eje que pasa a través de los dos casquillos 34 y 28, con muy poca resistencia elástica. Por tanto, este eje define el segundo eje de cizalladura T2 que es menos rígido contra la torsión, y que está orientado sustancialmente horizontal y transversalmente. Como los casquillos 24, 28 y 34 son todos ellos casquillos rígidos, este eje de cizalladura es muy rígido para las fuerzas que pasan a través del eje, pero muy conforme con la torsión (es decir, en caso de fuerzas que no pasan a través del eje).

Con el fin de asegurar el control de las características elasto-cinemáticas de la suspensión, es necesario un control preciso de la rigidez contra la torsión alrededor del segundo eje T2 de cizalladura. Eso se consigue en virtud de la segunda conexión entre el brazo transversal 18 y el brazo longitudinal 14, a través del casquillo 26. La única función del casquillo 26 es ajustar (a través de su rigidez en una dirección aproximadamente vertical) la rigidez contra la torsión del eje T2 de cizalladura. Como el segundo eje T2 de cizalladura es mucho menos rígido en rotación que el primer eje T1 de cizalladura, la característica de rigidez longitudinal deseada de la suspensión está encapsulada en el casquillo 26. Más aún, el casquillo 26 está sujeto a una carga mínima bajo la aplicación de fuerzas para tomar curvas, y por tanto su flexibilidad no compromete la rigidez lateral necesaria de la suspensión.

El primer eje T1 de cizalladura, que es más rígido contra la torsión, está definido por la pareja de paletas 22, 23 sobre el brazo transversal 18 (como se ilustra en la figura 4), ya que está geométricamente construido como la intersección entre los planos de las dos paletas. Al elegir apropiadamente la orientación de las dos paletas, 22 y 23, es por tanto posible obtener la rigidez deseada en el primer eje T1 de cizalladura, mientras que la rigidez contra la torsión del eje está determinada por la rigidez contra la flexión de las dos paletas. Siempre que los casquillos 36 y 37 que conectan las dos paletas 22 y 23 al soporte de rueda, sean suficientemente rígidos y las dos paletas tengan una relación alta entre la rigidez al doblez sobre su plano con respecto a la rigidez al doblez en el plano perpendicular, la suspensión presentará una alta relación entre la rigidez a la torsión alrededor del primer eje T1 de cizalladura con respecto a la rigidez contra la traslación a lo largo de este eje.

Como se ha mencionado anteriormente, el comportamiento de la suspensión es tal que el desplazamiento del soporte de rueda bajo una carga está definida por las rotaciones superpuestas alrededor de los dos ejes T1 y T2 de cizalladura. Cuanto más aproximadamente paralela al segundo eje T1 de cizalladura se disponga la varilla 16 de control de convergencia, y pase a través del primer eje T1 de cizalladura, más válido será este concepto.

Teniendo en cuenta las fuerzas que actúan sobre la suspensión, debe observarse que el comportamiento longitudinal de la suspensión en el soporte de rueda está muy desacoplado de su comportamiento lateral. Las fuerzas concernientes no pasan a través del casquillo blando 26 y, aparte de la conformidad de la torsión alrededor de la dirección vertical (proporcionada por el primer eje T1 de cizalladura), necesaria para producir el efecto deseado de apuntamiento hacia dentro bajo fuerzas para tomar curvas, no existen otras conformidades parásitas capaces de disminuir la rigidez lateral en la parte de contacto de la rueda con el suelo.

Se ilustrarán ahora las principales ventajas de una suspensión independiente de acuerdo con la invención.

En primer lugar, la principal ventaja con respecto a las arquitecturas de la suspensión tradicional consiste en el coste relativamente bajo, en particular si se compara con el alto rendimiento elasto-cinemático ofrecido, que se origina básicamente a partir de una reducción en la complejidad de la arquitectura. Gracias a la gran flexibilidad de la configuración de la suspensión permitida por el uso de dos ejes de cizalladura, el rendimiento elasto-cinemático de la suspensión es en realidad extremadamente alto.

Como la flexibilidad longitudinal del sistema no depende totalmente del casquillo 26, que conecta el brazo longitudinal 14 con el brazo transversal 18, se puede obtener una flexibilidad longitudinal mucho mayor de la rueda, sin reducir con ello la rigidez lateral o capacidad pasiva de giro de la misma. La alta "eficiencia" de los ejes T1 y T2 de cizalladura, que es la alta relación de la rigidez contra la torsión de la suspensión, alrededor de cada eje, con respecto a la rigidez contra la traslación de la suspensión, como respuesta a la fuerza que pasa a través de este eje, hace posible que el casquillo 26 tenga una relación de palanca menor con respecto al movimiento longitudinal del centro de la rueda. Consecuentemente, el casquillo 26 puede ser más rígido y más compacto y puede ser por tanto fabricado como un casquillo estándar de caucho que actúa radialmente. Ventajosamente, el casquillo 26 puede incorporar un amortiguador hidráulico.

El alto desacoplamiento de las cargas longitudinales con respecto a las cargas laterales, y por tanto el alto desacoplamiento de las características elasto-cinemáticas de la suspensión, hacen que el desarrollo del vehículo sea más rápido y más fácil. Más aún, la masa sin muelles del vehículo se reduce con esta arquitectura.

En lo que concierne a la instalación en el vehículo, el hecho de que la suspensión utilice un lugar de montaje en la carrocería de vehículo (el casquillo 24 que conecta el brazo longitudinal 14 a la carrocería de vehículo), común a la inmensa mayoría de coches de pasajeros de tamaño pequeño a medio, que generalmente adoptan suspensiones traseras que tienen brazos de vigas trenzadas o longitudinalmente guiados, implica unas modificaciones mínimas en la estructura de vehículo para la instalación de la suspensión en plataformas existentes.

La arquitectura propuesta de la suspensión puede ser utilizada claramente para ruedas motrices, así como para no motrices. Esto es debido en particular a la gran libertad en el posicionamiento del muelle y del amortiguador, permitida por la existencia de dos brazos rígidos inferiores (el brazo longitudinal 14 y el brazo transversal 18).

Los simples caminos de carga en la suspensión ayudan a su industrialización. Por ejemplo, el brazo longitudinal 14 está sometido solamente a cargas en el plano vertical que pasa a través de los casquillos 24, 26 y 28, y puede obtenerse por tanto mediante estampación. El brazo transversal 18 puede obtenerse también fácilmente por estampación de una o dos piezas. Estos dos componentes pueden tener una forma similar a una paleta. La varilla lateral de control de convergencia puede ser producida con cualquier tecnología de bajo coste utilizada actualmente para la producción de tales componentes. Todos los casquillos, con la excepción del casquillo 26 que conecta los brazos longitudinal y transversal, pueden ser casquillos rígidos estándar.

La provisión de tres puntos de montaje del soporte de rueda en la suspensión facilita los procesos de montaje y de regulación estática de convergencia/apuntamiento.

Finalmente, el uso de paletas flexibles cortas aumenta la resistencia al aplastamiento bajo cargas laterales abusivas, debido al pandeo.

En las figuras 6 a 8, se ilustran tres posibles variantes de realización de una suspensión independiente, para un vehículo motorizado de acuerdo con la invención, que difieren de la realización preferida descrita anteriormente en la manera de realizar el segundo eje T2 de cizalladura (eje horizontal), en los cuales a las piezas y elementos idénticos o correspondientes a los de las figuras precedentes se les ha dado la misma referencia numérica.

En la suspensión ilustrada en la figura 6, el segundo eje T2 de cizalladura está definido por una pareja de casquillos 28 y 40, que conectan el brazo longitudinal 14 al brazo transversal 18. En este caso, como el casquillo 34 entre el brazo transversal 18 y la carrocería de vehículo ya no se requiere para definir el eje de cizalladura, su posición puede ser elegida libremente. Por tanto, el casquillo 34 no tiene que estar alineado con los dos casquillos 28 y 40, como se ilustra en la figura 6.

En la suspensión ilustrada en la figura 7, el segundo eje T2 de cizalladura está definido por las características de conformidad de un brazo inferior flexible, indicado en general como 42. El brazo inferior 42 comprende una rama longitudinal 44 y una rama transversal 48, correspondientes al brazo longitudinal 14 y al brazo transversal 18 respectivamente, de la suspensión de la figura 1. En la realización particular ilustrada en la figura 7, las dos ramas 44 y 48 están formadas como elementos esencialmente planos, que se cruzan a lo largo de un eje. En este caso, por tanto, el eje de intersección entre los dos elementos esencialmente planos 44 y 48 define el segundo eje T2 de cizalladura de la suspensión. Con tal configuración, la rigidez a la flexión de los elementos esencialmente planos 44 y 48 puede definir la rigidez contra la torsión de la suspensión, a lo largo del segundo eje T2 de cizalladura.

En la suspensión ilustrada en la figura 8, el segundo eje T2 de cizalladura está definido por un solo casquillo 46 (o por más de un casquillo, de acuerdo con una variante adicional de realización, no ilustrada), que está montado en el extremo del brazo longitudinal 14, y soporta las dos paletas 22 y 23 que definen el primer eje T1 de cizalladura. El brazo transversal está omitido en este caso y el brazo longitudinal 14 tiene una primera rama longitudinal 50 y una segunda rama oblicua 52, articuladas a la carrocería de vehículo por medio de los respetivos casquillos 24 y 54.

Otra posible variante de realización de una suspensión independiente para un vehículo motorizado de acuerdo con la invención, que difiere de la realización preferida descrita anteriormente en la manera de materialización del primer eje T1 de cizalladura, está ilustrada en la figura 9, en la cual a las piezas y elementos idénticos o correspondientes a los de las figuras precedentes se les han dado las mismas referencias numéricas.

De acuerdo con esta variante de realización, se proporciona una tercera paleta 25 que está dispuesta en un plano que pasa a través del primer eje T1 de cizalladura, de manera que actúa en paralelo con las dos primeras paletas 22 y 23, y está conectada al soporte de rueda por medio de un casquillo 39. Claramente, también es posible proporcionar un mayor número de paletas. También está claro que esta variante de realización puede ser combinada con cualquiera de las tres variantes de realización ilustradas en las figuras 6 a 8.

Las figuras 10 a 14 muestran variantes adicionales de realización de una suspensión independiente para un vehículo motorizado, de acuerdo con la invención, que difiere de la realización de la figura 1 en las bielas adicionales a las que definen los dos ejes de cizalladura de la suspensión. En estas figuras, los elementos idénticos o correspondientes a los de la suspensión de la figura 1, están indicados con las mismas referencias numéricas.

En la variante de realización de la figura 10, se proporciona una horquilla 58, articulada a la carrocería de vehículo por medo de una pareja de casquillos 30 y al soporte de rueda de la rueda 12 por medio de un casquillo 32, en lugar de la varilla transversal 16. En la variante de realización de la figura 11, se dispone una primera varilla 60, articulada por medio de los casquillos 30 y 32 a la carrocería de vehículo y al soporte de rueda de la rueda 12 respectivamente, y una segunda varilla 62, articulada a la carrocería de vehículo por medio de un casquillo 30 y conectada a la primera varilla 60 por medio de un casquillo 61. El uso de una horquilla transversal o de dos varillas conectadas entre sí, proporciona un control adicional de la conformidad longitudinal de la suspensión, lo cual afecta predominantemente a la rotación alrededor del segundo eje T2 de cizalladura por una fuerza longitudinal, aunque tiene también el efecto de la rotación alrededor del primer eje T1 de cizalladura.

Las dos variantes de realización ilustradas en la figura 12 y en la figura 13 proporcionan el uso de bielas que controlan también los grados de libertad de torsión además del grado de libertad usual de la traslación. En el ejemplo de la figura 12, se utiliza una biela 64 que está articulada por sus extremos por medio de juntas universales 63 y 65 a la carrocería de vehículo y al soporte de rueda de la rueda 12 respectivamente, y es capaz de proporcionar una restricción adicional a la torsión alrededor de su propio eje, contribuyendo así a la rigidez contra la rotación de la suspensión, alrededor del segundo eje T2 de cizalladura, sin tener no obstante ningún efecto sobre el primer eje T1 de cizalladura. En el ejemplo de la figura 13, se utiliza una biela 66 tal como la descrita en la solicitud internacional de patente PCT/IB2004/001196, en nombre del solicitante, que está articulada por sus extremos por medio de los casquillos 67 y 69 a la carrocería de vehículo y al soporte de rueda de la rueda 12 respectivamente. La biela 66 contribuye también a la rigidez contra la rotación de la suspensión alrededor del eje transversal y alrededor del eje vertical, además de restringir el grado de libertad de la traslación a lo largo de su propio eje.

La variante de realización ilustrada en la figura 14 difiere de la realización de la figura 1 en la adición, próxima a la varilla 16 de control de convergencia, de una varilla lateral 68 de control de convergencia que está articulada por sus extremos por medio de los casquillos 71 y 72 a la carrocería de vehículo y al soporte de rueda de la rueda 12 respectivamente, y sirve para corregir la tendencia de apuntamiento hacia fuera de la suspensión durante el movimiento de golpe/rebote de la rueda con el fin de obtener un efecto anti-elevación. Este efecto de cambio de apuntamiento debido a la adición de la varilla lateral 68 tiene lugar alrededor del primer eje T1 de cizalladura definido por las paletas 22 y 23. Estas paletas tienen por tanto que ser suficientemente flexibles para absorber la deflexión originada por el efecto anterior, sin incurrir en esfuerzos de curvatura excesivos.

En la suspensión de la invención, no hay limitaciones sobre la colocación de un muelle y un amortiguador, que pueden estar unidos, ya sea separadamente o como parte de una unidad de muelle y amortiguador, a cualquiera de las bielas de la suspensión, o directamente al soporte de rueda. Es particularmente ventajoso el montaje del muelle (indicado como 38) directamente sobre cualquiera de los dos brazos inferiores, es decir, sobre el brazo transversal 18 (como se ilustra en la figura 17) o sobre el brazo longitudinal 14 (como se ilustra en la figura 18). El amortiguador puede ser montado también sobre cualquiera de los componentes de la suspensión, aunque es preferible montarlo directamente sobre el soporte de rueda para mejorar el control de la amortiguación y reducir los esfuerzos sobre el componente durante la conducción.

Las distintas formas en las cuales se puede controlar la rigidez contra la rotación de la suspensión alrededor de los dos ejes de cizalladura, pueden ser controladas como se enumera a continuación.

La rigidez contra la rotación alrededor del primer eje T1 de cizalladura puede ser controlada por medio de:

a) la rigidez contra la flexión de las paletas flexibles (las dos paletas 22 y 23 de las realizaciones de la figura 1 y las figuras 6 a 8, y las tres paletas 22, 23 y 25 de la realización de la figura 9); o

b) una conexión adicional del soporte de rueda a uno de los dos brazos inferiores (el brazo longitudinal 14 en las variantes de realización ilustradas en las figuras 17 y 18), obtenida directamente con un casquillo 70 (figura 17) o bien con una biela apropiada 72 (figura 18) articulada por un extremo al soporte de rueda, por medio de un casquillo 74, y por el extremo opuesto al brazo longitudinal 14, por medio de un casquillo 76.

La rigidez rotacional alrededor del segundo eje T2 de cizalladura puede ser controlada por medio de:

a) un casquillo adicional entre el brazo longitudinal 14 y el brazo transversal 18, por ejemplo el casquillo 26 de la realización de la figura 1;

b) la rigidez contra la torsión de los casquillos que definen el segundo eje T2 de cizalladura, es decir, los casquillos 28 y 34 en la de realización de la figura 1, los casquillos 28 y 40 en la realización de la figura 6, y el casquillo 46 en la realización de la figura 8;

c) una restricción longitudinal aplicada al soporte de rueda, por ejemplo la proporcionada por la horquilla transversal 58 en la realización de la figura 12, o por las dos varillas interconectadas 60 y 62 en la realización de la figura 11; o

d) la rigidez contra la flexión del brazo flexible inferior 42 en la realización de la figura 7.

Naturalmente, permaneciendo inalterado el principio de la invención, las realizaciones y los detalles de fabricación se pueden variar ampliamente a partir de los descritos e ilustrados meramente a modo de ejemplo no limitativo.

Claims (19)

1. Suspensión independiente de vehículo motorizado, para conectar un soporte de rueda de una rueda (12) de vehículo a una carrocería (20) de vehículo, comprendiendo la suspensión al menos un brazo inferior (14, 18; 42, 44, 48; 14, 50, 52) conectado (24, 34; 24, 54) a la carrocería (20) de vehículo y al menos una biela superior (16; 58; 60, 62; 64; 66; 16, 68) conectada (30; 63; 67; 30, 71) a la carrocería (20) de vehículo,

en la que dicho al menos un brazo inferior (14, 18; 42, 44, 48; 14, 50, 52) transporta al menos dos miembros flexibles (22, 23; 22, 23, 25) sustancialmente en forma de paletas que están conectados (36, 37; 36, 37, 39) al soporte de rueda de la rueda (12) y cuyos planos forman una intersección a lo largo de un eje común (T1) de orientación predeterminada que define un primer eje de cizalladura de la suspensión, y

en la que dicho al menos un brazo inferior (14, 18; 42, 44, 48; 14, 50, 52) está conectado a la carrocería (20) de vehículo por medio de una pareja de casquillos (24, 34; 24, 54), concretamente un primer casquillo (24) y un segundo casquillo (34; 54);

estando caracterizada la suspensión porque:

dicho al menos un brazo inferior (14, 18; 42, 44, 48; 14, 50, 52) está configurado para definir un segundo eje (T2) de cizalladura de orientación predeterminada que actúa en serie con el primer eje (T1), de una manera tal que, cuando el soporte de rueda está sometido a una fuerza externa que actúa en un plano sustancialmente horizontal, el desplazamiento del soporte de rueda es el resultado de la combinación de las rotaciones del soporte de rueda alrededor de los dos ejes (T1, T2) de cizalladura, y porque

dicho al menos un brazo inferior (14, 18; 42, 44, 48; 14, 50, 52) incluye un brazo longitudinal (14; 44; 50) conectado a la carrocería (20) de vehículo por medio del primer casquillo (24).

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2. Suspensión de acuerdo con la reivindicación 1, en la que los dos ejes (T1, T2) de cizalladura están dispuestos sustancialmente en un plano transversal vertical.

3. Suspensión de acuerdo con la reivindicación 2, en la que el primer eje (T1) de cizalladura se extiende sustancialmente vertical fuera del vehículo y el segundo eje (T2) de cizalladura se extiende sustancialmente horizontal a una altura comprendida entre el suelo (G) y el centro (C) de la rueda (12).

4. Suspensión de acuerdo con la reivindicación 3, que tiene una rigidez de torsión alrededor del primer eje (T1) de cizalladura más alta que la rigidez de torsión alrededor del segundo eje (T2) de cizalladura.

5. Suspensión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende un brazo longitudinal inferior rígido (14) y un brazo transversal inferior (18), a los cuales están conectados dichos al menos dos miembros flexibles (22, 23; 22, 23, 25) en forma de paletas.

6. Suspensión de acuerdo con la reivindicación 5, en la que el brazo longitudinal (14) está articulado al brazo transversal (18) por medio de un tercer casquillo blando (26) dispuesto en una parte intermedia del brazo longitudinal (14) y por medio de un cuarto casquillo rígido (28) dispuesto en un extremo de este brazo (14), y en la que el brazo transversal (18) está articulado también a la carrocería de vehículo por medio de dicho segundo casquillo (34) hecho como un casquillo rígido, de una manera tal que el segundo eje (T2) de cizalladura se corresponde con el eje que pasa a través de los casquillos segundo y cuarto (34, 28).

7. Suspensión de acuerdo con la reivindicación 5, en la que el brazo longitudinal (14) está articulado al brazo transversal (18) por medio de una pareja de casquillos rígidos (28, 40), de una manera tal que el eje que pasa a través de dicha pareja de casquillos (28, 40) se corresponde con el segundo eje (T2) de cizalladura.

8. Suspensión de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende un solo brazo inferior (42) que incluye una rama longitudinal flexible (44) y una rama transversal flexible (48) formadas como elementos esencialmente planos que forman una intersección a lo largo de un eje, de una manera tal que el segundo eje (T2) de cizalladura de la suspensión se corresponde con el eje de intersección entre dichos elementos esencialmente planos (44, 48).

9. Suspensión de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende:

un solo brazo inferior (14) que tiene una primera rama longitudinal (50) y una segunda rama oblicua (52) articuladas a la carrocería de vehículo por medio de dichos casquillos primero y segundo (24, 54) respectivamente, y

al menos un casquillo (46) que está montado sobre el brazo inferior (14) y soporta dichos al menos dos miembros flexibles (22, 23; 22, 23, 25) en forma de paletas.

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10. Suspensión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que dicha al menos una biela superior es una varilla lateral (16) de control de convergencia, articulada a la carrocería de vehículo y al soporte de rueda de la rueda (12) por medio de respectivos casquillos (30, 32).

11. Suspensión de acuerdo con la reivindicación 10, en la que la varilla lateral (16) es aproximadamente paralela al segundo eje (T2) de cizalladura y pasa a través del primer eje (T1) de cizalladura.

12. Suspensión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que dicha al menos una biela superior es una horquilla transversal (58), que está articulada a la carrocería de vehículo por medio de una pareja de casquillos (30) y al soporte de rueda de la rueda (12) por medio de un solo casquillo (32).

13. Suspensión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que dicha al menos una biela superior comprende una primera varilla (60) que está articulada por medio de casquillos (30, 32) a la carrocería de vehículo y al soporte de rueda de la rueda (12) respectivamente, y una segunda varilla (62) que está articulada a la carrocería de vehículo por medio de un casquillo (30) y está conectada a la primera varilla (60) por medio de un casquillo (61).

14. Suspensión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que dicha al menos una biela superior es una varilla (64; 66) que está articulada por medio de casquillos (63, 65; 67, 69) a la carrocería de vehículo y al soporte de rueda de la rueda (12) respectivamente, y es capaz de controlar tanto un grado de libertad de la traslación a lo largo de su propio eje como al menos un grado de libertad de rotación.

15. Suspensión de acuerdo con la reivindicación 10, en la que dicha al menos una biela superior comprende además una varilla lateral (68) de control de convergencia, que está articulada por medio de casquillos (71, 73) a la carrocería de vehículo y al soporte de rueda de la rueda (12) respectivamente.

16. Suspensión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además un resorte (38) montado sobre dicho al menos un brazo inferior (18; 14).

17. Suspensión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que dicho al menos un brazo inferior (14) está conectado al soporte de rueda, ya sea directamente con un casquillo (70) ya sea con una biela (72) articulada (74, 76) por sus extremos al brazo inferior (14) y al soporte de rueda.

18. Suspensión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que dichos al menos dos miembros flexibles (22, 23; 22, 23, 25) en forma de paletas están articulados por sus extremos transversalmente exteriores al soporte de rueda de la rueda (12) por medio de respectivos casquillos (36, 37; 36, 37, 39) y están unidos por sus extremos transversalmente interiores a dicho al menos un brazo inferior (18; 42).

19. Suspensión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende dos miembros flexibles (22, 23) en forma de paletas, de los cuales uno (22) está articulado por su extremo transversalmente exterior al soporte de rueda de la rueda (12) por medio de un casquillo (36) y está unido por su extremo transversalmente interior a dicho al menos un brazo inferior (18), y el otro (23) está unido por su extremo transversalmente exterior al soporte de rueda de la rueda (12) y está articulado por su extremo transversalmente interior a dicho al menos un brazo inferior (18) por medio de un casquillo (37).