ES2382508T3 - Dispositivo para el ajuste de una rueda de una suspensión de rueda - Google Patents

Dispositivo para el ajuste de una rueda de una suspensión de rueda

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ES2382508T3 ES09009314T ES09009314T ES2382508T3 ES 2382508 T3 ES2382508 T3 ES 2382508T3 ES 09009314 T ES09009314 T ES 09009314T ES 09009314 T ES09009314 T ES 09009314T ES 2382508 T3 ES2382508 T3 ES 2382508T3
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Wilfried Michel
Hugo Müller
Christoph Kossira
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Abstract

Dispositivo para el ajuste de una rueda (18) de una suspensión de rueda de un vehículo, que comprende de un soporte de rueda (16) en el que la rueda (18) está montada de manera giratoria, la cual está montada giratoria en el soporte de rueda (16) mediante un rodamiento (32) que interactúa con la unidad de posicionamiento, estando dispuesto, en particular, de manera pivotante un anillo exterior (32b) del rodamiento (32) en un alojamiento de casquete (34) del soporte de rueda (16), y una unidad de posicionamiento (32, 36, 38, 40) para el ajuste de la inclinación y/o convergencia de la rueda (18) en función de los parámetros de la dinámica de marcha, cuya unidad de posicionamiento (32, 36, 38, 40) lleva, al menos en parte, un grupo de freno que interactúa con la rueda (18) y/o una unidad de accionamiento para un accionamiento de rueda, por ejemplo un accionamiento de cubo de rueda, caracterizado porque entre la unidad de posicionamiento (32, 36, 38, 40) y el soporte de rueda (16) se encuentra conectado un elemento de transmisión de par (50) que transmite un par, en particular un par de frenado y/o un par de apoyo ejercido por la unidad de accionamiento sobre la unidad de posicionamiento, de la unidad de posicionamiento (32, 36, 38, 40) al soporte de rueda (16).

Description

Dispositivo para el ajuste de una rueda de una suspensi6n de rueda
La invenci6n se refiere a un dispositivo para el ajuste de una rueda de una suspensi6n de rueda, en particular para un vehfculo autom6vil, segun el preambulo de la reivindicaci6n 1.
5 Por el documento DE 39 28 135 A1 se conoce un dispositivo de clase generica en el cual para el ajuste de la inclinaci6n y de la convergencia de la rueda de una suspensi6n de rueda no se ajusta todo el soporte de rueda, sino tan solo, correspondientemente, la rueda con su rodamiento. Para ello, en un acoplamiento actuador, realizado como palanca de posicionamiento de dos brazos, unido de manera fija con un anillo exterior del rodamiento configurado esferico, actuan dos actuadores separados espacialmente uno del otro. Los actuadores pueden ser
10 cilindros de posicionamiento hidraulicos o cilindros de posicionamiento accionados por motor electrico. Mediante los dos actuadores deben soportarse las fuerzas de gufa de rueda y los momentos de frenado muy superiores actuantes en sentido circunferencial, para lo cual los actuadores y sus uniones articuladas con la palanca de posicionamiento y el soporte de rueda deben ser apropiadamente robustos y de grandes dimensiones.
En cada caso, los actuadores mencionados anteriormente estan conectados con su pie de fuerza en el soporte de
15 rueda por medio de articulaciones esfericas. Mediante su segunda articulaci6n opuesta agarran el acoplamiento actuador. Si los actuadores cambian su longitud en funci6n de la trayectoria de ajuste predefinida por la direcci6n, por medio del acoplamiento actuador el soporte de rueda es pivotado a convergencia y/o inclinaci6n. El punto central de pivotado es determinado mediante un casquete esferico en el que es ajustado el rodamiento de manera pivotante por medio del soporte de rueda. Ademas, el acoplamiento actuador tiene una pinza de freno que interactua con un
20 disco de freno de la rueda del vehfculo. Consecuentemente, los actuadores no s6lo deben aplicar las fuerzas de ajuste, sino que al accionar el freno deben absorber tambien el par de frenado generado, que es un multiplo de las demas fuerzas y momentos que actuan sobre los actuadores. Por consiguiente, los actuadores deben ser dimensionados de tamafo apropiado.
Por el documento EP 2 060 416 A1 se conoce un dispositivo de ajuste para una suspensi6n de rueda en el que la
25 unidad de posicionamiento presenta, dispuesto entre una placa de base del lado de la estructura y un soporte de rueda del lado del eje, un soporte intermedio sobre el cual se encuentra montado pivotante el soporte de rueda en un primer eje de pivotado y, asimismo, en un segundo eje de pivotado que cruza el primer eje de pivotado.
Por el documento EP 1 795 384 A1 se conoce otro dispositivo para el ajuste de una rueda de una suspensi6n de
rueda.
30 El objetivo de la invenci6n es proponer un dispositivo de tipo generico mediante el cual esten dados con pocas complicaciones constructivas adicionales un apoyo y una introducci6n mejorados de las fuerzas y momentos, provenientes de la rueda y de situaciones de frenado, en la suspensi6n de rueda.
Dicho objetivo se consigue de conformidad con la invenci6n mediante las caracterfsticas significativas de la reivindicaci6n 1. De las demas reivindicaciones secundarias pueden ser deducidos perfeccionamientos ventajosos
35 de la invenci6n.
De acuerdo con la parte caracterizante de la reivindicaci6n 1, se encuentra debidamente conectado un elemento de transmisi6n de par, que transmite un par de la unidad de posicionamiento al soporte de rueda, entre la unidad de posicionamiento para el ajuste de la convergencia y/o inclinaci6n de la rueda y el soporte de rueda. Por tanto, el par, en particular el par de frenado, no es absorbido por los actuadores de la unidad de posicionamiento, sino transmitido
40 al soporte de rueda. Por lo tanto, en comparaci6n con el estado actual de la tecnica, los actuadores de la unidad de posicionamiento pueden ser dimensionados para la absorci6n de fuerzas y momentos menores.
Alternativa y/o adicionalmente, la unidad de posicionamiento puede tener una unidad de accionamiento para un accionamiento de rueda, por ejemplo un accionamiento de cubo de rueda. Mediante el elemento de transmisi6n de par se puede transmitir tambien al soporte de rueda un momento de apoyo ejercido por la unidad de accionamiento
45 sobre la unidad de posicionamiento.
El elemento de transmisi6n de par puede ser, preferente, rfgido en terminos de torsi6n para garantizar una transmisi6n de par de la unidad de posicionamiento al soporte de rueda. Ademas, el elemento de transmisi6n de par puede estar configurado suficientemente elastico y/o flexible en el dispositivo de ajuste de la rueda, para permitir un ajuste de la convergencia y/o inclinaci6n de la rueda del vehfculo.
50 El elemento de transmisi6n de par puede ser realizado como un elemento de acoplamiento cualquiera, por ejemplo una articulaci6n cardanica o una articulaci6n semejante a un cardan, por ejemplo una junta homocinetica. Alternativamente, el elemento de transmisi6n de par puede ser un fuelle metalico intercalado entre el soporte de rueda y la unidad de posicionamiento. Para una disposici6n de espacio reducido es una ventaja cuando el elemento de transmisi6n de par esta dispuesto de manera radial fuera del cojinete de rueda. Ademas, con vistas a una
55 realizaci6n de espacio reducido es preferente realizar el elemento de transmisi6n de par como fuelle, en particular
como fuelle metalico, que es atornillado o soldado tanto al soporte de rueda como a la unidad de posicionamiento.
Mediante el elemento de transmisi6n de par de acuerdo con la invenci6n, entre la unidad de posicionamiento y el soporte de rueda se ha previsto una conexi6n adicional que es elastica en el sentido del ajuste de la rueda, pero que en el sentido mas amplio es inelastica en el sentido circunferencial de la rueda. Mediante dicha conexi6n se absorben de manera ventajosa los momentos de frenado mucho mayores actuantes en el sentido circunferencial, de modo que por medio del al menos un actuador s6lo es necesario soportar las fuerzas de gufa de rueda. Por lo tanto, el actuador y su conexi6n constructiva pueden ser mas pequefos y ligeros, por lo cual tambien puede reducirse el porcentaje de masas no amortiguadas de la suspensi6n de rueda.
El fuelle metalico ya mencionado anteriormente es una pieza de conexi6n plana, corrugada en el sentido de ajuste, fijada al soporte de rueda y a la palanca de posicionamiento. Ello es realizable en una configuraci6n constructiva particularmente sencilla y de peso favorable de manera aleatoriamente rfgida en sentido circunferencial, mientras que con fuerzas de ajuste reducidas es elasticamente deformable en el sentido del ajuste gracias al disefo corrugado en el sector del recorrido de regulaci6n a cubrir.
El fuelle metalico puede estar montado en el cubo del soporte de rueda que aloja la parte de casquete y en prolongaciones axiales de la palanca de posicionamiento y abrir la posibilidad de servir, dado el caso, al mismo tiempo multiples sentidos de ajuste o grados de libertad.
Preferentemente, el fuelle metalico puede estar fabricado de un metal de pared delgada, en particular chapa de acero y, por lo tanto, con una construcci6n ventajosa en terminos constructivos y tecnicos puede absorber cargas elevadas en sentido periferico.
Finalmente, la palanca de posicionamiento puede estar conectada de forma articulada a dos actuadores desplazados espacialmente uno del otro y apoyados en el soporte de rueda para el ajuste de la inclinaci6n y la convergencia de la rueda, estando la otra conexi6n configurada elastica en ambos sentidos de ajuste.
En otra configuraci6n de la invenci6n, el elemento de transmisi6n de par puede ser, de modo constructivamente sencillo, una gufa de deslizamiento dispuesta entre el soporte de rueda y la unidad de posicionamiento y actuante en uni6n positiva en sentido circunferencial de la rueda. La misma, en un lado puede ser, por ejemplo, un perno de gufa que penetra en el otro lado en un casquillo de rodamiento correspondiente.
Preferentemente, en el anillo exterior del rodamiento la gufa de deslizamiento puede estar formada por puentes que interactuan con ranuras correspondientes en el alojamiento del casquete del soporte de rueda. Por lo tanto, el rodamiento, si bien es pivotante, se mantiene sujeto en el soporte de rueda en uni6n positiva en sentido circunferencia y transmite al soporte de rueda momentos de frenado generados, directamente y sin carga la palanca de posicionamiento..
Un ejemplo de realizaci6n de la invenci6n se explica a continuaci6n con mayor detalle.
En el dibujo esquematico muestran:
La figura 1, en una vista en el sentido de marcha del vehfculo autom6vil, una suspensi6n de rueda para vehfculos autom6viles con un soporte de rueda conducido en brazos de direcci6n, en el cual una rueda esta montada giratoria y pivotante, cuya inclinaci6n y convergencia es ajustable por medio de dos actuadores y una unidad de posicionamiento; y
la figura 2, una vista en planta sobre la unidad de posicionamiento y los actuadores de la suspensi6n de rueda segun la figura 1.
En la figura 1 se designa con 10 una suspensi6n trasera de rueda para vehfculos autom6viles, que, en lo esencial, se compone de brazos de direcci6n 12, 14 superiores e inferiores, un soporte de rueda 16 conectado a los brazos de direcci6n 12, 14 y una rueda 18 montada giratoria en el soporte de rueda 16.
Los brazos de direcci6n 12, 14 pueden ser brazos de direcci6n individuales y/o brazo de mando triangulares distribuidos espacialmente que estan conectados con la estructura del vehfculo (o un bastidor auxiliar) por medio de cojinetes oscilantes 20 y a los cuales el soporte de rueda 16 esta articulado de manera no dirigible por medio de otros rodamientos 24.
La rueda 18 esta fijada con un disco de freno 26 del freno de servicio del vehfculo a un arbol con brida 28 que, por su parte, esta conectado con un tornillo central 30 en el anillo interior 32a de un rodamiento o un rodamiento a bolas de doble hilera 32.
El aro exterior 32b del rodamiento 32 esta configurado de forma esferica en su perfmetro exterior y es conducido oscilante en un alojamiento de casquete 34 montado fijo al cubo 16a del soporte de rueda 16. Correspondientemente, la rueda 18 puede pivotar sobre un centro de gravedad M definido mediante el alojamiento
de casquete 34.
En el aro exterior 32b del rodamiento 32 esta moldeada una brida 32c a la cual se encuentra fijada mediante tornillos (sin referencia) una palanca de posicionamiento de dos brazos 36.
En la palanca de posicionamiento 36 se encuentran articulados dos actuadores 38, 40 electromotrices (comparese la figura 2) mediante articulaciones esfericas 42 que, por otra parte, estan apoyados por medio de articulaciones 44, 46 con su carcasa 38a, 40a en un brazo 16c moldeado en el brazo superior 16b del soporte de rueda 16.
Los actuadores 38, 40 estan dispuestos espacialmente de tal manera entre el brazo 16c y la palanca de dos brazos 36 que, primeramente, aseguran una gufa de rueda 18 estable y, por lo demas, controlan un ajuste de la inclinaci6n de la rueda 18 al cambiar la longitud del actuador 38 y un ajuste de la convergencia de la rueda 18 por medio del actuador 40. El cambio de longitud se produce mediante un accionamiento apropiado de los husillos de ajuste 38b, 40b. Respecto de la figura 2 debe mencionarse que para una mejor representaci6n la palanca de dos brazos aparece como rectilfnea. Sin embargo, efectivamente, los puntos de apoyo de la palanca de posicionamiento 36 definidos por las articulaciones esfericas 42 se encuentran una vez delante y una vez encima del punto de pivotado de rueda M indicado.
Ademas, en la palanca de posicionamiento 36 esta fijada la pinza de freno 48 del freno de servicio del vehfculo.
El rodamiento 32 con la palanca de posicionamiento 36 y los actuadores 38, 40 forman una unidad de posicionamiento mediante la cual puede regularse la rueda 18 con el disco de freno 26 y la pinza de freno 48 para un ajuste de una inclinaci6n definida y una convergencia definida. De este modo, en funci6n de los parametros de la dinamica de movimiento pueden influenciarse, apropiadamente, la estabilidad en curvas, la estabilidad de frenado y las tendencias de direcci6n (subviraje, sobreviraje) del vehfculo autom6vil.
Para el soporte de los momentos de frenado dirigidos en sentido circunferencial de la rueda 18, producidos al frenar el vehfculo autom6vil por medio del freno de servicio 26, 48, se ha previsto una conexi6n adicional entre el soporte de rueda 16 y la palanca de posicionamiento 36.
La conexi6n esta formada por un fuelle anular 50 de chapa de acero de pared delgada, uno de cuyos anillos de brida 50a esta fijado al cubo 16a del soporte de rueda 16 y cuyo otro anillo de brida 50b esta fijado a prolongaciones en sentido axial 36a de la palanca de posicionamiento 36, por ejemplo, mediante uniones soldadas. Por motivos de claridad se ha omitido el fuelle 50 en la figura 1 y se muestra s6lo en la figura 2.
Entre los anillos de brida 50a, 50b se encuentra realizado el fuelle 50 con ondulaciones circunferenciales 50c que actuan de manera elastica en el sentido de ajuste de la palanca de posicionamiento 36. Contrariamente, en sentido circunferencial el fuelle 50 es en alto grado rfgido en terminos de torsi6n y directamente transfiere los momentos de frenado producidos de la pinza de freno 48 al soporte de rueda 16 por medio de la palanca de posicionamiento 36, sin carga sobre los actuadores 38, 40 y sus apoyos 42, 44, 46.
La invenci6n no se limita al modelo de realizaci6n mostrado. En una realizaci6n simplificada tambien puede haber previsto s6lo un actuador, por ejemplo, para el ajuste de la convergencia de la rueda 18 (para conseguir un autoguiado definido). Entonces, el otro punto de apoyo de la palanca de posicionamiento 36 puede estar disefado s6lo para asegurar una gufa de rueda estable como punto de apoyo correspondiente sin actuador.
La pieza de conexi6n adicional tambien puede estar realizada mediante una o multiples secciones segmentadas del fuelle 50.
En una unidad de posicionamiento 32, 36, 38 o 40 disefada para un solo sentido de ajuste, el apoyo de un par de frenado puede llevarse a cabo porque entre el dispositivo de posicionamiento y el soporte de rueda 16 se ha previsto una gufa de deslizamiento adicional que en el sentido circunferencial de la rueda actua en uni6n positiva.
Dicha gufa de deslizamiento puede ser fabricada de manera particularmente sencilla moldeando en el anillo exterior 32b del rodamiento 32 unos puentes curvados esfericamente (no mostrados) dispuestos en forma diametral que encajan en uni6n positiva en sentido circunferencial en ranuras correspondientes del alojamiento de casquete 34. Consecuentemente, un apoyo del par de frenado se produce de la pinza de freno 48 al soporte de rueda 16 por medio de la palanca de posicionamiento 36 y el anillo exterior de rodamiento 32b.
Los actuadores 38 y/o 40 pueden ser husillos de rosca de bolas ajustables mediante motor electrico o cilindros de posicionamiento hidraulicos del tipo de suyo conocido que, mediante mandos electr6nicos convenientes conformes a parametros de dinamica de marcha y/o programas de marcha controlables de manera aleatoria, controlan ajustes de rueda correspondientes.

Claims (12)

  1. REIVINDICACIONES
    1.
    Dispositivo para el ajuste de una rueda (18) de una suspensi6n de rueda de un vehfculo, que comprende de un soporte de rueda (16) en el que la rueda (18) esta montada de manera giratoria, la cual esta montada giratoria en el soporte de rueda (16) mediante un rodamiento (32) que interactua con la unidad de posicionamiento, estando dispuesto, en particular, de manera pivotante un anillo exterior (32b) del rodamiento (32) en un alojamiento de casquete (34) del soporte de rueda (16), y una unidad de posicionamiento (32, 36, 38, 40) para el ajuste de la inclinaci6n y/o convergencia de la rueda (18) en funci6n de los parametros de la dinamica de marcha, cuya unidad de posicionamiento (32, 36, 38, 40) lleva, al menos en parte, un grupo de freno que interactua con la rueda (18) y/o una unidad de accionamiento para un accionamiento de rueda, por ejemplo un accionamiento de cubo de rueda, caracterizado porque entre la unidad de posicionamiento (32, 36, 38, 40) y el soporte de rueda (16) se encuentra conectado un elemento de transmisi6n de par (50) que transmite un par, en particular un par de frenado y/o un par de apoyo ejercido por la unidad de accionamiento sobre la unidad de posicionamiento, de la unidad de posicionamiento (32, 36, 38, 40) al soporte de rueda (16).
  2. 2.
    Dispositivo segun la reivindicaci6n 1, caracterizado porque la unidad de posicionamiento tiene una pinza de freno (48) del grupo de freno que interactua con un disco de freno (26) de la rueda de vehfculo (18), cuya unidad de posicionamiento absorbe el par de frenado generado al accionar el freno.
  3. 3.
    Dispositivo segun la reivindicaci6n 1 o 2, caracterizado porque el elemento de transmisi6n de par (50) es elastico en un sentido de ajuste de la rueda (18) y rfgido en terminos de torsi6n en un sentido circunferencial de la rueda (18).
  4. 4.
    Dispositivo segun las reivindicaciones 1, 2 o 3, caracterizado porque el elemento de transmisi6n de par (50) se encuentra dispuesto de manera radial fuera del rodamiento (32).
  5. 5.
    Dispositivo segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la unidad de posicionamiento (32, 36, 38, 40) presenta una palanca de posicionamiento (36) que soporta la pinza de freno y/o sobre la que se apoya el elemento de transmisi6n de par (50), a cuya palanca de posicionamiento (36) se articula, en particular, al menos un actuador (38, 40) que se apoya de manera articulada opuesto al soporte de rueda (16).
  6. 6.
    Dispositivo segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el elemento de transmisi6n de par (50) es una articulaci6n cardanica o una articulaci6n semejante a un cardan, por ejemplo una junta homocinetica.
  7. 7.
    Dispositivo segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el elemento de transmisi6n de par
    (50) es al menos una pieza de conexi6n (50) plana, corrugada en el sentido de ajuste, fijada al soporte de rueda (16) y a la unidad de posicionamiento (32, 36, 38, 40).
  8. 8.
    Dispositivo segun la reivindicaci6n 7, caracterizado porque la pieza de conexi6n es un fuelle anular (50) fijado, en particular, en el cubo (16a) del soporte de rueda (16), que aloja el alojamiento de casquete (34), y en la palanca de posicionamiento (36) de la unidad de posicionamiento (32, 36, 38, 40).
  9. 9.
    Dispositivo segun las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado porque la pieza de conexi6n (50) esta fabricada de un metal de pared delgada, en particular chapa de acero.
  10. 10.
    Dispositivo segun una de las reivindicaciones 5 a 9 precedentes, caracterizado porque la palanca de posicionamiento (36) esta conectada de forma articulada a dos actuadores (38, 40) desplazados espacialmente uno del otro y apoyados en el soporte de rueda (16) para el ajuste de la inclinaci6n y la convergencia de la rueda (18).
  11. 11.
    Dispositivo segun la reivindicaci6n 10, caracterizado porque el elemento de transmisi6n de par (50) es una gufa de deslizamiento dispuesta entre el soporte de rueda (16) y la unidad de posicionamiento (32, 36, 38, 40) y actuante en uni6n positiva en sentido circunferencial de la rueda (18).
  12. 12.
    Dispositivo segun la reivindicaci6n 11, caracterizado porque la gufa de deslizamiento esta formada por puentes en el anillo exterior de rodamiento (32b) que interactuan con ranuras correspondientes del alojamiento de casquete
    (34) del soporte de rueda (16).
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