ES2337219T3 - Parte de fijacion sobre un punto de rotacion unico de una porcion final distal de un muelle de ballesta. - Google Patents
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Abstract
Sistema de suspensión para soportar un elemento de marco sobre un lado del chasis de un vehículo en el extremo adyacente de un eje, comprendiendo: un primer soporte de marco (48) para montar dicho elemento de marco; un segundo soporte de marco (66) para el montaje sobre dicho elemento de marco; un muelle de ballesta extendiéndose de forma anteroposterior (44) que tiene un extremo proximal y un extremo distal, dicho extremo proximal estando conectado de forma operativa a dicho primer soporte de marco (48) y dicho extremo distal estando conectado de forma operativa a dicho segundo soporte de marco (66) mediante una parte de fijación de muelle de ballesta montada (76) de forma fija sobre una porción final distal (65) dicho muelle de ballesta 844) y extendiéndose por debajo de dicha conexión operativa con dicho segundo soporte de marco (66), caracterizado por el hecho de que dicha conexión con el segundo soporte de marco (66) permite que dicha parte de fijación y dicha porción final distal (65) de dicho muelle de ballesta (44) pivoten libremente alrededor de un centro de rotación natural de dicha porción final distal.
Description
Parte de fijación sobre un punto de rotación
único de una porción final distal de un muelle de ballesta.
Esta invención se refiere a innovaciones y
mejoras en las suspensiones de eje para camiones y remolques y en
ciertas partes componentes de tales suspensiones. Más
particularmente, la invención se refiere a tales suspensiones en
las que un muelle de ballesta, como un muelle de una sola hoja,
tiene una formación de ojo en su extremo proximal mediante la que
se conecta pivotalmente a un soporte en su lado proximal de un
carril lateral del chasis o elemento de marco, mientras que la
porción final distal del muelle de ballesta está conectada a un
soporte en el lado opuesto del elemento de marco mediante una parte
de fijación nueva y mejorada. La parte de fijación nueva y mejorada
permite jugar con o mover la porción final distal del muelle de
ballesta alrededor de su centro instantáneo de rotación natural
producido por el movimiento anteroposterior del resorte y de su
ángulo de rotación debido a la deflexión. Al mismo tiempo, la parte
de fijación nueva y mejorada ancla la porción final distal del
muelle de ballesta a su soporte de marco asociado en el caso de que
la conexión de pivote en el extremo proximal se rompa o no se fije.
Intermedio a sus extremos opuestos, el muelle de ballesta está
montado en el extremo adyacente del eje y soporta opcionalmente un
colchón de aire o bolsa de aire que puede proporcionar una porción
substancial del soporte para el chasis.
Una ventaja de la suspensión de esta invención
es la omisión de una hoja adicional que tiene la formación
denominada "extremos reforzados" (military wrap) que
abarca el extremo del ojo del resorte del muelle de ballesta. Se
puede permitir la omisión ya que, incluso cuando el ojo del resorte
está liberado o separado de su soporte de marco, el extremo opuesto
del muelle de ballesta de una sola hoja está conectado a su soporte
asociado de forma suficientemente segura, de tal modo que el extremo
del eje sobre el que está montado el muelle de ballesta no quedará
suelto y/o descontrolado mientras el vehículo se lleva a una parada
segura.
En vista de lo anterior, es un objeto principal
de la presente invención proporcionar una parte componente nueva de
un sistema de suspensión mediante el que se permita que el
movimiento de la porción final distal del muelle de ballesta sobre
el que está montada pivote alrededor de su centro instantáneo de
rotación natural durante las sacudidas y el rebote del eje sobre el
que está montado el muelle de ballesta.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar una parte de fijación que crea un punto de rotación
único para la porción final distal de un muelle de ballesta durante
la sacudida y el rebote del eje sobre el que está montado el muelle
de ballesta.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un componente nuevo de un sistema de suspensión que
elimina el desgaste de la superficie del clavija o zapata del muelle
asociada a aquellos muelles de ballesta que tienen una superficie
de soporte o de contacto que se extiende de forma
anteroposterior.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un componente nuevo de un sistema de suspensión que se
monta a un muelle de ballesta.
Otro objeto más de la presente invención es
proporcionar un componente nuevo de un sistema de suspensión que
sirve de mecanismo de seguridad adicional para un muelle de
ballesta.
Otro objeto más de la presente invención es
proporcionar un componente nuevo de un sistema de suspensión que
permite que el muelle de ballesta sobre el que está montado no tenga
extremos reforzados.
Otro objeto más de la presente invención es
proporcionar un componente nuevo de un sistema de suspensión que
permite que el sistema incluya un muelle de ballesta de una sola
hoja en cada lado del vehículo para soportar el lado del eje del
vehículo.
Otro objeto más de la presente invención es
proporcionar un componente nuevo de un sistema de suspensión que
permite que el sistema de suspensión comprenda un sistema de
suspensión más ligero.
Finalmente, otro objeto de la presente invención
es proporcionar un componente nuevo de un sistema de suspensión que
reduce los costes de fabricación y mantenimiento del sistema
eliminando la necesidad de otras partes y puntos de rotación
necesarios del mismo.
La patente
WO-A-95/26887 describe una
suspensión de muelle de ballesta en la que uno o ambos extremos de
un muelle de ballesta están montados a través de un brazo vertical
rígido, conectado rígidamente adyacente al extremo del muelle de
ballesta excediéndose hacia abajo hasta un eje de montaje horizontal
por debajo del extremo del muelle de ballesta. El eje giratorio
puede ser un casquillo u otro medio de eje de pivote adecuado. La
ubicación de este eje pivotal descentrado se seleccionada de tal
modo que las deflexiones del muelle de ballesta sobre la carga del
muelle definida y los rangos de deflexión no producen
substancialmente ningún desplazamiento real o nocional del eje
pivotal descentrado desde su posición de reposo. El par de torsión
aplicado desde el eje tiende a suavizar el muelle en deflexión en
estados de carga ligera (muy curvados), y a reforzar el muelles en
deflexión en estados de carga pesada (casi planos).
La presente invención proporciona un sistema
como se define en la reivindicación 1.
A continuación se incluye una descripción
detallada de una realización preferida, tomada junto con los
dibujos adjuntos, en los que:
La figura 1 es una vista isométrica de un
sistema de suspensión delantero para un vehículo como un camión
utilitario ligero o pesado en el que el sistema de suspensión
incluye el componente nuevo de la presente invención.
La figura 2 es un vista isométrica fragmentada
del sistema de suspensión de la figura 1, centrada en la conexión
del componente nuevo de la presente invención con el elemento de
marco del vehículo;
La figura 3 es una vista isométrica del
componente nuevo de la presente invención, mostrada montada en un
muelle de ballesta de una sola hoja y teniendo una arandela de
empuje sujetada a la misma;
La figura 4 es una vista isométrica del
componente nuevo de la presente invención, mostrada montada en un
muelle de ballesta de una sola hoja;
La figura 5 es una vista seccional horizontal
del componente nuevo mostrada en la figura 2 tomada a lo largo de
las líneas 5-5 de la figura 2;
La figura 6 es una vista seccional vertical del
componente nuevo mostrada en la figura 2 tomada a lo largo de las
líneas 6-6 de la figura 2; y
La figura 7 es una vista esquemática que muestra
la porción final distal de un muelle de ballesta cuando gira
alrededor de su centro instantáneo de rotación natural durante la
sacudida y el rebote del eje sobre el que está montado el muelle de
resorte.
En referencia primero a la figura 7, una porción
final distal 10 del muelle de ballesta 12 se muestra detalladamente
en tres posiciones diferentes. En la posición A, la porción final
distal 10 del muelle de ballesta 12 se muestra en la posición que
toma cuando está sujeta a una carga de eje normal y no está
abombada. En la posición B, la porción final distal 10 se muestra
en la posición que toma cuando el muelle de ballesta 12 está
abombado y sujeto a una carga del eje adicional debido a la sacudida
del eje de vehículo asociado. En la posición C, la porción final
distal 10 se muestra en la posición que toma cuando el muelle de
ballesta 12 está abombado y sujeto a una carga en eje adicional
debido al rebote del eje de vehículo asociado.
La porción final distal 10 del muelle de
ballesta 12 incluye un punto 14, generalmente en la porción media
de la porción final distal, que pivota alrededor de un centro
instantáneo de rotación 16 de la porción final distal. En
particular, a medida que la porción final distal 10 se mueve
libremente dentro de su rango de movimiento definido en sus
extremidades por las posiciones B y C y en su centro por la posición
A, el punto 14 se mueve generalmente a lo largo de un arco
alrededor del centro instantáneo de rotación 16 de la porción final
distal. Estos principios conforman la teoría subyacente de la
presente invención.
En referencia ahora a las figuras
1-6, y en particular a la figura 1, se muestra en la
misma un sistema de suspensión delantero y está designado
generalmente por el número de referencia 40. Se apreciará y se
entenderá que la construcción de este sistema de suspensión en un
lado está duplicada en el lado opuesto del vehículo. También se
entenderá que, aunque el componente que forma el tema principal de
la presente invención se muestra estando dentro de un sistema de
suspensión delantero, puede tener la misma utilidad cuando se
utiliza en sistemas de suspensión traseros.
Los componentes activos o funcionales del
sistema de suspensión delantero 40 comprenden dos muelles
neumáticos 42-42 y dos muelles de ballesta de una
sola hoja 44-44, que se corresponden con el muelle
de ballesta 12 descrito en referencia a la figura 7. Cada muelle de
ballesta de una sola hoja 44 está provisto de un ojo 46 formado
íntegramente en el extremo proximal del mismo. Cada ojo 46 está
conectado pivotalmente a un soporte de marco estándar o existente
indicado generalmente por el número de referencia 48. Como se
muestra, los soportes colgantes de marco 48 están montados sobre
cada elemento de marco de chasis que se extiende de forma
anteroposterior 50.
Un soporte de muelle de aire superior 52 está
montado sobre cada elemento de marco de chasis 50 en una ubicación
que está por encima de un extremo del eje delantero del vehículo 53
y por encima de la porción media del muelle de ballesta de una sola
hoja 44 en ese lado. La porción superior de cada muelle de aire 42
está fijada a su soporte de muelle de aire 52. La parte por debajo
de cada muelle de aire 42 está montada sobre un bloque de soporte
de muelle de aire 54 que, a su vez, está fijado al eje 53
extendiéndose desde un lado del sistema de suspensión frontal 40
hasta el otro lado. Como se muestra, el muelle de ballesta de una
sola hoja 44 se extiende entre el bloque de soporte del muelle de
aire 54 y el eje 53. típicamente, el muelle de ballesta de una sola
hoja está fijado al eje del vehículo 53 de forma conocida mediante
pernos 56-56 y preferiblemente toma la forma
mostrada y descrita en la patente
US-A-5938221 (Nº de serie de Estados
Unidos 08/986.473, presentada el 8 de diciembre de 1997).
Se incluye también un amortiguador 58 dentro de
cada lado del sistema de suspensión delantero 40. El amortiguador
58 está conectado pivotalmente en su extremo superior a un soporte
60 montado en el elemento de marco 50 y está fijado en su extremo
inferior 53 mediante un ajuste 64.
La porción final distal 65 de cada muelle de
ballesta de una sola hoja 44, que corresponde a la porción final
distal 10 descrita en referencia a la figura 7, está conectada de
forma operativa al elemento de marco 50. Un soporte 66 con paneles
internos, externos y finales dependientes 69, 70, 71,
respectivamente, está montado en el elemento de marco 50. Una parte
de fijación de muelle de ballesta nueva designada generalmente como
76 está montada de forma fija en la porción final distal 65 de cada
muelle de ballesta de una sola hoja 44. Dos pasadores 78, 80
proporcionan medios para montar la parte de fijación del muelle de
ballesta 76 en el muelle de ballesta de una sola hoja 44 (figura
3).
Durante el ensamblado del sistema de suspensión
delantero 40, el muelle de ballesta de una sola hoja 44 y su parte
de fijación sujetada 76 están ubicados entre los paneles 69, 70 del
soporte de marco 66 para conectar una varilla mostrada en forma de
un perno de pivote 82 de tal modo que se extiende a lo largo de un
eje que coincide con el centro instantáneo de rotación natural16 del
muelle de ballesta 12. El perno de pivote 82 está conectado entre
los paneles 69, 60 después de insertarse a través del espacio
definido por el diámetro interior de un manguito 84 de la parte de
fijación del muelle de ballesta 76.
En vista de la disposición descrita
anteriormente, aquellos expertos en la técnica del sistema de
suspensión apreciarán que la parte de fijación del muelle de
ballesta 76 proporciona ventajas sobre los sistemas de la técnica
anterior, ya que el elemento de fijación del muelle de ballesta
permite que la porción final distal 65 del muelle de ballesta de
una sola hoja 44 pivote libremente, aunque de forma controlable,
alrededor de su centro instantáneo de rotación natural.
Además, aquellos expertos en la técnica
apreciarán que la utilización de una parte de fijación de muelle de
ballesta 76 en un sistema de suspensión proporciona una
característica de seguridad adicional y elimina la necesidad
práctica, basada en temas de seguridad, de utilizar extremos
reforzados. En particular, si el ojo 76 en el extremo proximal del
muelle de ballesta de una sola hoja 44 se separa del soporte de
marco 48, la parte de fijación 76 asegura que el eje del vehículo
53 mantendrá una conexión segura con el elemento de marco 50 a
través del sistema de suspensión 40.
En referencia ahora a la figura 3, se muestra
una arandela de empuje 85 sujetada a la parte de fijación del
muelle de ballesta 76. La arandela de empuje 85 tiene forma anular.
La arandela de empuje 85 está hecha preferiblemente de un
polietileno de peso molecular ultra ligero y está diseñada para
absorber las fuerzas creadas por el movimiento lateral de la parte
de fijación del muelle de ballesta 76 y para prevenir el desgaste
en el soporte del marco 66 (figura 2). En la realización preferida,
la parte de fijación del muelle de ballesta 76 se muestra estando
montada en la porción final distal del muelle de ballesta de una
sola hoja 44 mediante dos pasadores 78, 80.
En referencia ahora a las figuras
4-6, la parte de fijación del muelle de ballesta 76
se muestra para incluir el manguito de metal 84, a lo largo de un
amortiguador de fuerzas elastomérico 92, que puede estar hecho de
caucho, y un alojamiento 94, que puede ser una pieza fundida
metálica. La parte de fijación del muelle de ballesta 76 tiene un
tamaño y una forma tal que el diámetro interior del manguito de
metal 84 coincide con el centro instantáneo de rotación 16 (figura
79 del muelle de ballesta 44 cuando el muelle de ballesta está
sujetado al soporte de marco 66.
El alojamiento 94 está montado en la porción
final distal 65 el muelle de ballesta de una sola hoja 44 mediante
pasadores 78, 80. El amortiguador de fuerzas elastomérico 92 está
unido al alojamiento 94 a lo largo de la pared circunferencial
abierta 96 del alojamiento. El amortiguador de fuerzas elastomérico
92 incluye dos cavidades 98, 100, posicionadas preferiblemente en
los extremos anteroposteriores opuestos diametralmente del
amortiguador. Las cavidades 98, 100 suavizan y aumentan la
flexibilidad del amortiguador de fuerzas elastomérico 92. Las
cavidades 98, 100 también proporcionan a la porción final distal 65
una cantidad limitada de juego longitudinal para acomodar cualquier
tolerancia que puede atribuirse al muelle de ballesta 44.
El amortiguador de fuerzas elastomérico 92 tiene
un tamaño y una forma tal para acomodar y retener el manguito de
metal 84. A este respecto, el amortiguador de fuerzas elastomérico
92 está unido preferiblemente al manguito de metal 84. El manguito
de metal 84 incluye un ánima 102 que se extiende por el mismo, que
tiene un tamaño y una forma tal para recibir una varilla, como una
clavija o, como se muestra en las figuras 1 y 2, un perno de pivote
82. Si un perno, como un perno de pivote 82, se utiliza para sujetar
y fijar la posición del manguito de metal 84 relativo al soporte de
marco 66, cuando la posición final distal 65 del muelle de ballesta
de una sola hoja 44 pivota alrededor de su centro instantáneo de
rotación natural, el amortiguador de fuerzas elastomérico 92
funcionara en deslizamiento: esto está fuera del ámbito de la
presente invención. Si, por otra parte, según la invención, una
horquilla o clavija se utiliza para posicionar y sujetar libremente
el manguito de metal 84 relativo al soporte de marco 66, el manguito
de metal no se fijará relativo al soporte de marco y estará libre
para girar, o pivotar, alrededor de la horquilla o clavija, junto
con las otras sub-partes de la parte de fijación del
muelle de ballesta 76, a medida que se abomba del muelle de
ballesta.
Aquellos expertos en la técnica apreciarán que
la parte de fijación 76 del muelle de ballesta restringe el
movimiento anteroposterior y vertical de la porción final distal 65
del muelle de ballesta de una sola hoja 44 a una rango específico y
controlado. En particular, la porción final distal 65 del muelle de
ballesta de una sola hoja 44 está controlada para que pivote
alrededor de su centro de rotación natural y al mismo tiempo
mantiene la conexión con el elemento de marco 50 a través de la
parte de fijación de muelle de ballesta 76 y el soporte de marco
66.
Aunque la presente invención se ha descrito en
referencia a cierta realización preferida, debe entenderse que esta
realización preferida es simplemente ilustra los principios de la
presente invención.
El ámbito de la invención se define en las
reivindicaciones adjuntas.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citadas por el
solicitante está prevista únicamente para ayudar al lector y no
forma parte del documento de patente europea. Aunque se ha puesto
el máximo cuidado en su realización, no se pueden excluir errores u
omisiones y la OEP declina cualquier responsabilidad al
respecto.
\bullet WO 9526887 A [0012]
\bullet US 5938221 A [0020]
\bullet US 08986473 B [0020]
Claims (11)
1. Sistema de suspensión para soportar un
elemento de marco sobre un lado del chasis de un vehículo en el
extremo adyacente de un eje, comprendiendo:
un primer soporte de marco (48) para montar
dicho elemento de marco;
un segundo soporte de marco (66) para el montaje
sobre dicho elemento de marco;
un muelle de ballesta extendiéndose de forma
anteroposterior (44) que tiene un extremo proximal y un extremo
distal, dicho extremo proximal estando conectado de forma operativa
a dicho primer soporte de marco (48) y dicho extremo distal estando
conectado de forma operativa a dicho segundo soporte de marco (66)
mediante una parte de fijación de muelle de ballesta montada (76) de
forma fija sobre una porción final distal (65) dicho muelle de
ballesta 844) y extendiéndose por debajo de dicha conexión operativa
con dicho segundo soporte de marco (66), caracterizado por
el hecho de que dicha conexión con el segundo soporte de marco (66)
permite que dicha parte de fijación y dicha porción final distal
(65) de dicho muelle de ballesta (44) pivoten libremente alrededor
de un centro de rotación natural de dicha porción final distal.
2. Sistema de suspensión según la reivindicación
1, en el que dicha conexión con el segundo soporte de marco (66)
comprende una varilla que se extiende transversalmente a través de
dicho segundo soporte de marco (66) coincidiendo aproximadamente
con un eje de dicho centro de rotación natural.
3. Sistema de suspensión según la reivindicación
2, en el que dicha varilla comprende una horquilla o clavija para
permitir dicha rotación libre.
4. Sistema de suspensión según las
reivindicaciones 1, 2 ó 3, comprendiendo una arandela de empuje (85)
fijada a dicha parte de fijación de muelle de ballesta (76).
5. Sistema de suspensión según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que dicha parte de fijación de muelle
de ballesta (76) incluye un alojamiento (94), un amortiguador de
fuerzas elastomérico (92) y un manguito (84).
6. Sistema de suspensión según la reivindicación
5, en el que dicho alojamiento (94) y dicho manguito (84) son ambos
de metal.
7. Sistema de suspensión según la reivindicación
6, en el que el amortiguador de fuerzas elastomérico (92) está
unido a dicho alojamiento de metal (94) y dicho manguito de metal
(84).
8. Sistema de suspensión según la reivindicación
5, en el que dicho amortiguador de fuerzas elastomérico permite una
pequeña cantidad de movimientos anteroposteriores de dicha porción
final distal de dicho muelle de ballesta para permitir una
tolerancia atribuible a dicho muelle de ballesta.
9. Sistema de suspensión según la reivindicación
8, en el que dicho amortiguador de fuerzas elastomérico (92) tiene
una cavidad (98, 100) que aumenta la flexibilidad de dicho
amortiguador de fuerzas elastomérico para permitir que dicha parte
de fijación de muelle de ballesta (76) permita una tolerancia
atribuible a dicho muelle de ballesta (44).
10. Sistema de suspensión según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 9, en el que dicho muele de ballesta (44)
es un muelle de ballesta de una sola hoja.
11. Sistema de suspensión según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 10, comprendiendo un muelle de aire (42)
por encima del eje (53) para conectarse al elemento de marco.
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