ES2962446T3 - Brazo oscilante de eje y suspensión de eje para un eje de vehículo - Google Patents

Abstract

Disposición de suspensión de eje para un eje de vehículo, que tiene un cuerpo de eje giratorio (3) y que tiene al menos una articulación de eje (10) que cruza el cuerpo de eje giratorio (3) y que está apoyada con respecto al vehículo y que está compuesta por un porción de enlace delantero (11) en una dirección de viaje y de una porción de enlace trasero (12) en la dirección de viaje. Las porciones de enlace (11, 12) están, por medio de superficies de soporte formadas integralmente sobre las mismas, soportadas directamente contra el lado exterior (13) del cuerpo del eje giratorio (3) y conectadas entre sí mediante elementos de tensión (33, 34) que se extienden transversalmente respecto al cuerpo del eje giratorio (3). Para reducir el riesgo de movimientos relativos entre las partes conectadas y permitir una fácil instalación sin restricción a una dirección de instalación particular, la superficie de soporte de la porción de enlace frontal (11) está dividida en carcasas individuales (21, 22) con un contorno de carcasa curvado en una dirección circunferencial del eje. Entre las carcasas (21, 22) está situada una porción circunferencial (27) sin apoyo directo de la porción de articulación (11) en el cuerpo del eje giratorio (3). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Brazo oscilante de eje y suspensión de eje para un eje de vehículo

La invención se refiere al campo técnico de los chasis y, especialmente, los chasis de vehículos comerciales. Específicamente, la invención se refiere a un brazo oscilante de eje para un eje de vehículo, preferiblemente un eje de vehículo comercial, y a una suspensión de eje para un eje de vehículo, preferiblemente un eje de vehículo comercial.

Por el documento WO 2011/059312 A1, que muestra el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 17, se conoce una suspensión de eje de rueda para un vehículo, en donde los brazos oscilantes longitudinales se sujetan mediante elementos tensores a un cuerpo de eje y un cuerpo de sujeción está provisto de un saliente que encaja en el rebaje alargado en el cuerpo de eje. Por los documentos EP 2355988 B1, WO 2011/146163 A y DE 102014008408 A1 se conoce en cada caso la unión entre un cuerpo de eje y los brazos de control de eje o brazos oscilantes longitudinales de un chasis de vehículo comercial, que sirven para guiar el cuerpo de eje. El brazo oscilante de eje como elemento de chasis exterior, es decir, envolvente, está provisto de una estructura superficial rugosa. Esta está configurada para penetrar en el lado exterior del cuerpo de eje para lograr así una unión mejorada entre las piezas de chasis.

Por el documento DE 102013003300 A1 se conoce una suspensión de eje para vehículos comerciales, en la que la fijación de un cuerpo de eje configurado como tubo cuadrado se realiza exclusivamente mediante sujeción, estando sujeto el cuerpo de eje entre una sección de brazo oscilante de eje delantera y una trasera, que aloja un resorte neumático. El apoyo de las secciones de brazo oscilante tiene lugar a través de áreas de apoyo estrechas en forma de tira que se extienden en la dirección longitudinal del cuerpo del eje. El modelo según el documento DE 102013 003 300 A1 ha resultado ser ventajoso para la unión por sujeción entre un brazo oscilante de eje y un cuerpo de eje configurado como tubo cuadrado, en el sentido de se consigue una cierta elasticidad básica de la unión. Sin embargo, bajo cargas pesadas pueden producirse movimientos relativos de las piezas de chasis implicadas, lo que en determinadas circunstancias pueden conducir a un desplazamiento en la dirección longitudinal del cuerpo de eje o también en la dirección circunferencial del cuerpo de eje. Un desplazamiento de este tipo y, especialmente, un desplazamiento permanente, no es deseable en las piezas de chasis de un chasis de vehículo comercial.

Por el documento EP 1912 806 B1 se conoce una suspensión de eje con un cuerpo de eje redondo y un brazo oscilante de eje que se compone de material fundido. El brazo oscilante de eje presenta una abertura circular provista de una ranura en una de sus áreas circunferenciales. Con la disminución de la ranura, casi toda la circunferencia del cuerpo de eje redondo queda sujeta en la abertura redonda del brazo oscilante de eje. Para absorber mayores momentos circunferenciales se recomienda disponer adicionalmente una capa adhesiva en el área de la sujeción redonda. Sin embargo, el brazo oscilante de eje según el documento EP 1912 806 B1 es voluminoso debido a la envoltura completa del cuerpo de eje y, en consecuencia, es pesado. Dado que el brazo oscilante de eje solo puede ensancharse ligeramente en el área de la ranura, el montaje mutuo del brazo oscilante de eje y el tubo de eje resulta complicado. O bien se debe empujar el brazo oscilante de eje sobre el tubo de eje en la dirección longitudinal de este o bien, por el contrario, se debe empujar el tubo de eje por una cierta longitud desde un lateral y con poco juego hacia el interior de la abertura de dimensión ajustada del brazo oscilante de eje. Adicionalmente, el montaje se ve dificultado por el hecho de que, en el caso de un cuerpo de eje continuo, deben fijarse dos brazos oscilantes de eje y, por tanto, deben montarse desde dos direcciones opuestas.

La invención se basa en elobjetivode reducir el riesgo de movimientos relativos entre las piezas conectadas en un brazo oscilante de eje destinado a ser utilizado con un cuerpo de eje redondo, así como en una suspensión de eje correspondiente, y permitir un montaje sencillo sin especificación de una dirección de montaje concreta.

Este objetivo se consigue mediante un brazo oscilante de eje con las características de la reivindicación 1 y mediante una suspensión de eje con las características de la reivindicación 17.

El brazo oscilante de eje propuesto se compone de una sección de brazo oscilante delantera en el sentido de la marcha y una trasera en el sentido de la marcha, estando provistas las secciones de brazo oscilante de superficies de apoyo conformadas en las mismas para apoyarse contra el cuerpo de eje redondo del eje de vehículo, y estando conectadas entre sí mediante elementos de tracción. A este respecto, resulta esencial que al menos la superficie de apoyo en la sección de brazo oscilante delantera esté dividida en cubiertas individuales, preferiblemente en dos cubiertas, en cada caso con un contorno de cubierta curvado en la dirección circunferencial axial. Entre las cubiertas se encuentra una sección circunferencial sin superficie de apoyo. Asimismo, está previsto que la superficie de apoyo presente en la sección de brazo oscilante trasera tampoco sea continua, sino que esté dividida en cubiertas individuales con un contorno de cubierta curvado en la dirección circunferencial axial, en donde entre las cubiertas se encuentra una sección circunferencial sin superficie de apoyo, es decir, un segmento sin apoyo directo de la sección de brazo oscilante trasera en el cuerpo de eje redondo.

La suspensión de eje propuesta para un eje de vehículo comprende un cuerpo de eje redondo y al menos un brazo oscilante de eje que cruza el cuerpo de eje redondo y apoyado con respecto al vehículo. Este se compone de una sección de brazo oscilante delantera en el sentido de la marcha y una trasera en el sentido de la marcha, estando apoyadas las secciones de brazo oscilante directamente contra el lado exterior cilíndrico del cuerpo de eje redondo con superficies de apoyo conformadas en las mismas y estando conectadas entre sí mediante elementos de tracción que se extienden transversalmente al cuerpo de eje redondo. A este respecto, es esencial que al menos la superficie de apoyo de la sección de brazo oscilante delantera esté dividida en cubiertas individuales, preferiblemente en dos cubiertas, con un contorno de cubierta curvado en cada caso en la dirección circunferencial axial. Entre las cubiertas se encuentra una sección circunferencial sobre la cual no tiene lugar un apoyo directo de la sección de brazo oscilante en el cuerpo de eje redondo. Asimismo, está previsto que la superficie de apoyo presente en la sección de brazo oscilante trasera tampoco sea continua, sino que esté dividida en cubiertas individuales con un contorno de cubierta curvado en la dirección circunferencial axial, en donde entre las cubiertas se encuentra una sección periférica sin superficie de apoyo.

A pesar de utilizar un cuerpo de eje con sección transversal redonda, no se sigue el camino obvio de sujeción en toda o casi toda la circunferencia, lo que conduciría a una superficie de sujeción máxima. En lugar de ello, la superficie de apoyo está dividida en cubiertas individuales y el contacto directo entre el brazo oscilante de eje y el lado exterior del cuerpo de eje redondo solo se produce en los contornos de estas cubiertas.

Preferiblemente, la superficie de apoyo de la sección de brazo oscilante delantera está dividida en dos cubiertas, en cada caso con un contorno de cubierta curvado en la dirección circunferencial axial, en donde entre las cubiertas se encuentra una sección circunferencial y, por lo tanto, un segmento sobre el cual no se produce un apoyo directo del brazo oscilante de eje en el tubo de eje.

Dado que el apoyo solo se produce en áreas discretas, concretamente en los contornos de las cubiertas, la superficie de sujeción total disponible se reduce matemáticamente en comparación con el máximo, es decir, una sujeción completamente envolvente. Sin embargo, se ha demostrado que esto no es necesariamente una desventaja, ya que la calidad de una unión permanente entre el brazo oscilante de eje y el cuerpo de eje no solo depende del tamaño de las superficies que transmiten las fuerzas de sujeción, sino que también pueden influir otros factores, por ejemplo, la disposición específica de las zonas de sujeción en el brazo oscilante de eje o en las dos secciones de brazo oscilante.

Al prescindir de una sujeción completamente envolvente o casi completamente envolvente también se pueden conseguir ventajas en el montaje de la suspensión de eje, ya que no es necesaria una dirección de montaje concreta, sino que se puede realizar de forma flexible. Las dos secciones de brazo oscilante pueden colocarse, por ejemplo, desde delante o desde detrás contra el tubo de eje y después conectarse entre sí sujetando el tubo de eje. Alternativamente se puede realizar un montaje en dirección axial. Con una configuración del brazo oscilante de eje y de la suspensión de eje se propone que la sección de brazo oscilante delantera esté compuesta de metal fundido y presente una cavidad, y que sobre la sección circunferencial dispuesta entre las cubiertas y, por tanto, sin superficie de apoyo, se encuentre una abertura que conduce a esta cavidad. Esta abertura hace que sea más fácil retirar el macho de fundición durante el proceso de fundición para fabricar la sección de brazo oscilante. Para el mismo fin, en las superficies laterales de la sección de brazo oscilante también pueden estar presentes aberturas, a través de las cuales se puede retirar el macho de fundición necesario para el proceso de fundición o al menos partes del macho de fundición tras la fundición.

La sección de brazo oscilante trasera también puede estar compuesta de metal fundido. Alternativamente, la sección de brazo oscilante trasera también puede estar realizada como pieza forjada.

Con una configuración del brazo oscilante de eje y de la suspensión de eje se propone que las cubiertas de ambas secciones de brazo oscilante se extiendan por una circunferencia total que asciende en total a entre el 40 % y el 70 % de la circunferencia total del cuerpo de eje redondo, y de manera especialmente preferente a entre el 55 % y el 70 % de la circunferencia total del cuerpo de eje redondo.

También resulta ventajoso que la extensión de las cubiertas en la dirección circunferencial axial sea de 1 a 1,6 veces la extensión del segmento dispuesto entre ellas, es decir, de la sección circunferencial sin superficie de apoyo. Preferiblemente, cada cubierta presenta, transversalmente a la extensión longitudinal principal del brazo oscilante de eje, una anchura mayor que la que presenta la sección de brazo oscilante en su área directamente contigua a la cubierta. Por lo tanto, las cubiertas sobresalen lateralmente más allá de la anchura básica de la sección de brazo oscilante, lo que conduce a un mejor apoyo con respecto a fuerzas laterales. Resulta especialmente ventajoso que la superficie de las cubiertas presentes en la sección de brazo oscilante delantera y/o en la sección de brazo oscilante trasera esté provista de una rugosidad que mejora la adherencia. La rugosidad puede consistir, por ejemplo, en una estructura superficial que se crea por mecanizado mediante un láser de estado sólido. Se ha demostrado que la estructura superficial obtenida mediante un procedimiento de chorreado y, preferiblemente, mediante un procedimiento con rayos láser produce un ajuste especialmente firme en las zonas de contacto directo entre los lados interiores de las cubiertas y el lado exterior y, con ello, la superficie del tubo de eje. La estructura superficial creada por el procedimiento de chorreado, concretamente, un mecanizado con haces de electrones o preferiblemente un mecanizado con rayos láser, tiene una dureza mayor que el material de partida y, en particular, una dureza superficial, gracias a la cual las puntas sobresalientes de la estructura superficial creada por el mecanizado penetran en el material situado enfrente. Adicionalmente a la sujeción, a nivel micro también se produce un arrastre de forma. Este efecto es especialmente fuerte cuando la superficie del cuerpo de eje no presenta una dureza de material relativamente alta. De este modo se consigue una transmisión especialmente eficaz de las fuerzas operativas de una pieza de chasis a la otra, sin que se produzca un desplazamiento duradero, es decir, permanente, ya sea en dirección axial o, debido a las fuerzas de frenado, en dirección circunferencial axial.

La sección de brazo oscilante delantera y preferiblemente también la trasera se componen de una fundición de hierro esferoidal. Este material es especialmente adecuado para el mecanizado por chorreado y, en particular, para el mecanizado con láser, ya que durante el mecanizado se produce un endurecimiento del lado exterior del material. Esto crea la condición previa para que las puntas de material así formadas sean suficientemente duras para penetrar en el material situado enfrente, el cual es menos duro, del tubo de eje.

Ha resultado ser especialmente adecuado el material de fundición de hierro GJS, en particular el que tiene la denominación EN-GJS-600-3. Este material, que pertenece al grupo de los materiales de fundición esferoidal, se caracteriza por grafito incrustado de forma esférica. Esta estructura de material requiere una alta resistencia del material y, en caso de estructuración con un haz de electrones o un rayo láser, tiene la ventaja de que el material refundido presenta una dureza muy alta en el área de la estructura, al mismo tiempo que presenta propiedades de material tenaces. También es adecuado el material de fundición de hierro esferoidal GCS.

El grupo de procedimientos de chorreado que se pueden considerar para dar rugosidad a las áreas de apoyo incluye el mecanizado con haz de electrones y con rayos láser. Mientras que el procedimiento con haz de electrones funciona en vacío con electrones acelerados, el procedimiento con rayos láser genera un haz de luz de alta energía de luz monocromática y coherente. Mediante enfocado se genera una alta densidad de energía. Para el mecanizado con rayos láser existen diversas fuentes de rayos láser que se diferencian en longitudes de onda, potencias de pulso y densidades de energía con potencial de aplicación. Estas fuentes de rayos láser se pueden clasificar según el medio de generación del haz. A este respecto, se puede distinguir entre láseres gaseosos, láseres líquidos y láseres de estado sólido.

El modelo del láser de estado sólido ha resultado ser especialmente adecuado para el procedimiento especificado en el presente documento de estructuración superficial en elementos de chasis. Se prefiere un láser de alta potencia pulsado por diodo con una longitud de onda <1000 nm y una energía de pulso máxima de 80 mJ.

El láser utilizado para crear la rugosidad es, por ejemplo, un láser de nanosegundos de alta potencia. Con este láser de pulso corto altamente eficiente se introduce tanta energía en la superficie mecanizada en el brazo oscilante de eje en el área de enfoque del rayo láser que este pulso desplaza el material fundido y crea una estructura superficial rugosa especial en el área de apoyo. Al mismo tiempo, el material en el área de apoyo se endurece debido al rápido enfriamiento.

En principio, con un gasto energético adecuado se podría hacer rugoso todo el contorno de la cubierta para mejorar la adherencia. Sin embargo, se ha demostrado que este mayor esfuerzo no es necesario, sino que basta con una rugosidad parcial, en cuyo caso la cubierta presenta al menos un área superficial rugosa y al menos un área superficial no rugosa, es decir, esencialmente lisa.

Preferiblemente, en este caso, las áreas superficiales tienen en cada caso un perfil de curvatura que sigue la forma de un círculo primitivo, en donde las puntas de material presentes en el área superficial rugosa sobresalen radialmente con respecto al círculo primitivo definido por el área superficial lisa.

El área superficial rugosa puede ser más pequeña que el área superficial lisa. Tal relación de tamaño puede ser útil si el área superficial rugosa se coloca en una ubicación específica de la cubierta. Por lo tanto, se propone dotar de rugosidad solo un área de la cubierta que es la que está dispuesta más cerca de la otra sección de brazo oscilante. Se ha demostrado que la estructura superficial rugosa en esta área mejora la adherencia de las piezas de chasis en mayor medida que prever una superficie rugosa en otra área. Además se propone que el área superficial rugosa tenga la forma de una franja que predominantemente se extiende transversalmente a la extensión longitudinal principal del brazo oscilante de eje. La franja puede extenderse por todo o casi todo el ancho de la cubierta. Finalmente se propone que los elementos de tracción que tensan mutuamente las dos secciones de brazo oscilante sean componentes de al menos uno y preferiblemente de dos estribos roscados en forma de U. El estribo roscado se guía con su sección de estribo alrededor de un contraapoyo conformado en la sección de brazo oscilante delantera mediante un proceso de función. Otras ventajas y particularidades se desprenden de la siguiente descripción de un ejemplo de realización, que está representado en el dibujo. Muestran:

la Fig. 1 en una vista lateral, componentes de un chasis de vehículo comercial con suspensión neumática, entre los que se incluyen un brazo oscilante de eje en dos partes y un cuerpo de eje redondo que sirve para soportar las ruedas del vehículo;

la Fig. 2 una vista en perspectiva de la sección de brazo oscilante delantera del brazo oscilante de eje;

la Fig. 3 otra vista en perspectiva de la sección de brazo oscilante delantera del brazo oscilante de eje; la Fig. 4 una vista en perspectiva de la sección de brazo oscilante trasera del brazo oscilante de eje;

la Fig. 5 una vista lateral de la sección de brazo oscilante trasera;

la Fig. 6 una sección longitudinal esquemática a través del área de la integración del eje, concretamente en un estado previo a la sujeción definitiva del cuerpo de eje;

la Fig. 7 una sección a través de la integración del eje con una representación muy exagerada de la deformación no redonda del cuerpo de eje durante su sujeción definitiva; y

la Fig. 8 en tres etapas (figuras 8a - 8c) y en una representación muy exagerada, la penetración de picos de material en el cuerpo de eje a medida que se va efectuando la sujeción.

La suspensión de eje que se describe a continuación se utiliza principalmente en ejes de vehículo con suspensión neumática, que están provistos de un cuerpo de eje con la sección transversal de un tubo redondo. Este tipo de ejes de vehículo se emplean sobre todo en vehículos comerciales y, en particular, en remolques y semirremolques. Estos ejes de vehículo están diseñados para pesos de transporte elevados, cargas elevadas en tráfico en carretera y para uso con frenos de disco o tambor. Un soporte de brazo oscilante 1 rígido está fijado a cada lado del vehículo debajo del bastidor de un chasis de vehículo comercial (no representado en detalle en la figura 1). Este aloja un cojinete pivotante para la suspensión de eje. Para el guiado del cuerpo de eje 3 que se extiende de forma continua de un lado al otro del vehículo sirve a cada lado del vehículo un brazo oscilante de eje 10. El brazo oscilante de eje 10 presenta en su extremo delantero en el sentido de la marcha un área de articulación con un ojo de brazo oscilante 4 moldeado de una sola pieza (figura 2). El ojo de brazo oscilante 4 forma parte de un cojinete pivotante para retener el brazo oscilante de eje 10 de forma pivotante en un plano vertical sobre el soporte de brazo oscilante 1 fijado al chasis mediante un perno 4A guiado sin juego a través del soporte de brazo oscilante 1. Entre el perno 4<a>y el orificio transversal en el ojo de brazo oscilante 4 se encuentra un casquillo radialmente elástico.

Detrás, visto en la dirección de marcha, el brazo oscilante de eje 10 está provisto de una superficie de apoyo 8 para un resorte neumático 9 que presenta un orificio de fijación 9A. El resorte neumático 9 se apoya con una placa terminal superior desde abajo contra el bastidor del vehículo. Por lo tanto, para fijar el resorte neumático 9, el brazo oscilante de eje 10 se prolonga hacia atrás más allá del cuerpo de eje 3 mediante su sección de brazo oscilante trasera 12. Por lo tanto, el brazo oscilante de eje 10 está dividido en dos partes y se compone de la sección de brazo oscilante delantera 11 en el sentido de la marcha y el ojo de brazo oscilante 4, y la sección de brazo oscilante trasera 12 en el sentido de la marcha con los orificios de fijación 9A para el resorte neumático 9. La sección delantera 11 del brazo oscilante de eje 10 se extiende desde el ojo de brazo oscilante 4 del cojinete pivotante hasta el cuerpo de eje 3.

Durante el montaje del chasis, la sección de brazo oscilante delantera 11 y la sección de brazo oscilante trasera 12 se conectan entre sí y sujetando el cuerpo de eje redondo 3 dispuesto entre ellas. La estructura en dos piezas del brazo oscilante de eje 10 tiene, entre otras cosas, la ventaja de que las distancias específicas del vehículo entre el cojinete pivotante, el cuerpo del eje 3 y el resorte neumático 9 se pueden implementar individualmente, por ejemplo de forma específica para el cliente, seleccionando la longitud de las secciones de brazo oscilante delantera y trasera.

Para una distribución óptima de la fuerza en el área de la integración del eje, las secciones de brazo oscilante están diseñadas de tal manera que la sección de brazo oscilante delantera 11 topa contra el cuerpo de eje 3 oblicuamente hacia abajo y la sección de brazo oscilante trasera 12 topa con el cuerpo de eje 3 oblicuamente hacia arriba. Las secciones de brazo oscilante 11, 12 se componen preferiblemente ambas de metal fundido y preferiblemente de fundición de hierro esferoidal, en particular del material fundición de grafito nodular GCS. Igualmente, ha resultado ser especialmente adecuado el material de fundición de hierro GJS, y en este caso, sobre todo, el que tiene la denominación EN-GJS-600-3. Este material, que pertenece al grupo de los materiales de fundición esferoidal, se caracteriza por grafito incrustado de forma esférica. Esta estructura del material requiere que el material sea muy resistente. En el caso de la estructuración superficial mediante, por ejemplo, un láser de estado sólido, esta tiene la ventaja de que el material refundido en el área de la estructura tiene una alta dureza y al mismo tiempo propiedades de material tenaces.

El cuerpo de eje 3 está provisto en su extremo situado en el exterior del vehículo de una mangueta para soportar el cubo de rueda de la rueda del vehículo. El freno respectivo también está fijado en el muñón de eje. Si el cuerpo de eje 3 es un tubo de eje alargado, que se extiende de un lado al otro del vehículo, está provisto en ambos extremos de manguetas para soportar los respectivos cubos de rueda de las respectivas ruedas del vehículo.

El tubo de eje 3 es un tubo redondo. Su lado exterior 13 cilíndrico no está tratado. En particular, no es necesario hacer rugoso artificialmente el lado exterior 13.

Para sujetar el cuerpo de eje 3 cilíndrico entre la sección de brazo oscilante delantera 11 y la sección de brazo oscilante trasera 12, el brazo oscilante de eje 10 está provisto de cubiertas 21,22, 23, 24 conformadas mediante un proceso de fundición. Las cubiertas 21, 22, 23, 24 presentan en su lado interior en cada caso un contorno de cubierta curvado parcialmente circular, con el que se apoyan de manera plana contra el lado exterior 13 cilíndrico del tubo de eje. Las cubiertas son una parte material uniforme de la pieza fundida, de la que está compuesta la respectiva sección de brazo oscilante 11, 12.

Preferiblemente, todas las cubiertas 21, 22, 23, 24 se extienden principalmente en la dirección longitudinal del cuerpo de eje 3. En particular, las cubiertas 21,22 formadas en la sección de brazo oscilante delantera 11 presentan en cada caso, transversalmente a la extensión longitudinal principal del brazo oscilante de eje, un ancho mayor que esta sección de brazo oscilante 11 en su área directamente contigua a la cubierta 21, 22. Preferiblemente, cada cubierta 23, 24 formada en la sección de brazo oscilante trasera 11 también tiene, transversalmente a la extensión longitudinal principal del brazo oscilante de eje, un ancho mayor que la sección de brazo oscilante trasero 12 en su área longitudinal principal. En el ejemplo de realización están formadas en total dos cubiertas 21, 22 en la sección de brazo oscilante delantera 11. Como se muestra en la figura 6, estas se extienden respectivamente en forma de círculo primitivo por un ángulo W1, que asciende por ejemplo a entre 50° y 65°, y de manera especialmente preferente por un ángulo W1 entre 55° y 60°. Entre las dos cubiertas 21, 22 se encuentra como segmento intermedio la sección circunferencial 27 sin superficie de apoyo. Este se extiende por ejemplo por un ángulo W2 de 35° a 45°.

El tamaño de la sección circunferencial 27 es suficiente para que quepa una abertura que conduce a una cavidad en la que está provista la sección de brazo oscilante 11 de metal fundido. Debido a que la sección de brazo oscilante 11 es un cuerpo hueco fundido, tiene un peso reducido y al mismo tiempo una gran resistencia. Sin embargo, la cavidad requiere un macho de fundición, que debe retirarse después del proceso de fundición. El macho de fundición se puede retirar parcialmente a través de la abertura 29 presente en la sección circunferencial 27.

Para un desmoldeo aún mejor, la sección de brazo oscilante 11 puede estar provista de otras aberturas 29A en sus superficies laterales, así como de una abertura 29B que conduce desde el ojo de brazo oscilante 4 a la cavidad.

En la sección de brazo oscilante trasera 12 también están formadas dos cubiertas 23, 24. Estas se extienden en cada caso en la dirección circunferencial axial en forma de círculo primitivo por un ángulo de 45° a 60°, preferiblemente por un ángulo de entre 50° y 55°. Entre las dos cubiertas 23, 24 se encuentra como segmento intermedio la sección circunferencial 28 sin superficie de apoyo. Esta se extiende, por ejemplo, por un ángulo de 30° a 40°.

El ángulo en el que la sección de brazo oscilante delantera 11 con sus dos cubiertas 21, 22 y la sección circunferencial 27 situada en medio rodea el cuerpo de eje redondo 3 es mayor que el ángulo en el que la sección de brazo oscilante trasera 12 con sus dos cubiertas 23, 24 y la sección circunferencial 28 situada en medio rodea el cuerpo de eje redondo 3. Por ejemplo, el primer ángulo asciende a de 145° a 175° y el segundo ángulo a de 120° a 150°.

La figura 6 muestra la sujeción del cuerpo de eje redondo 3 dispuesto sobre la línea central axial A entre las dos secciones de brazo oscilante 11, 12, concretamente en una situación de montaje antes de la sujeción propiamente dicha, es decir, antes de que se generen las fuerzas de sujeción mediante dos estribos roscados 30. De acuerdo con la figura 6 puede haber desviaciones entre el radio R1 del lado exterior cilíndrico 13 del cuerpo de eje 3 y los radios que tienen los lados interiores de las cubiertas. Se muestra una forma de realización en la que los dos contornos de cubierta en la sección de brazo oscilante delantera 11 presentan un perfil de curvatura parcialmente circular, cuyo radio es igual al radio R1 del lado exterior 13 del cuerpo de eje 3 cilíndrico, no deformado.

Los contornos de las cubiertas 23, 24 de la sección de brazo oscilante trasera 12 también tienen en cada caso una forma parcialmente circular, pero el radio R2 de estos contornos de cubierta es mayor y preferiblemente entre un 2 % y un 5 % mayor que el radio R1 del lado exterior 13 del cuerpo de eje 3 no deformado.

También en la sección de brazo oscilante delantera 11, el radio de las cubiertas 21, 22 puede ser mayor y preferiblemente puede ser de un 2 % a un 5 % mayor que el radio R1 del lado exterior 13 del cuerpo de eje 3 no deformado.

El cuerpo de eje 3 tiene un grosor de pared inferior a 10 mm y preferiblemente un grosor de pared de solamente 9 mm. Por lo tanto, este es deformable bajo fuerzas apropiadas, por lo que el cuerpo de eje pierde su sección transversal originalmente cilíndrica con un radio R1 uniforme, y las áreas circunferenciales se apoyan de manera plana contra las cubiertas de la sección de brazo oscilante trasera 12 y/o delantera 11, provistas de radios R2 mayores.

Esta deformación del cuerpo de eje 3 cuando se aprietan los estribos roscados 30 se ilustra en la figura 7, aunque muy exagerada.

El exceso de tamaño presente en este sentido en las superficies de apoyo de la sección de brazo oscilante trasera 12 da como resultado que el área de fijación de la sección de brazo oscilante trasera 12 se deforme ligeramente alrededor del cuerpo de eje redondo 3 durante el montaje. Esta deformación se sitúa en el rango reversible, es decir, no es una deformación permanente.

Para mejorar aún más la adherencia entre el brazo oscilante de eje 10 y el cuerpo de eje redondo 3, las cubiertas están provistas de una rugosidad 40 en su contorno de cubierta. Una rugosidad 40 de este tipo debería estar formada preferiblemente en cada una de las cuatro cubiertas 21, 22, 23, 24, pero al menos en las dos cubiertas 21, 22 de la sección de brazo oscilante delantera 11. La rugosidad no se extiende por toda la superficie en el interior de la respectiva cubierta, sino que es solo parcial, ya que la respectiva cubierta presenta un área superficial 41 rugosa y un área superficial 45 no rugosa, es decir, relativamente lisa. De acuerdo con la figura 6, ambas áreas superficiales 41, 45 tienen forma parcialmente circular.

Para una buena transmisión de fuerzas, puede bastar con que el área superficial 41 rugosa sea menor que el área superficial 45 lisa.

La rugosidad es tal que las puntas de material presentes en el área superficial 41 rugosa sobresalen algo radialmente con respecto al círculo primitivo definido por el área superficial 45 lisa. Esto asegura que el área superficial 45 no rugosa esté en contacto metálico directo con el lado exterior 13 del cuerpo de eje. Por lo tanto, las puntas de material solo penetran en el área superficial 41, pero también en el área superficial 45 lisa se produce un contacto metálico directo, es decir, una presión superficial.

El área superficial 41 rugosa tiene la forma de una franja que predominantemente se extiende transversalmente a la extensión longitudinal principal del brazo oscilante de eje 10. Este se extiende preferiblemente por todo o casi todo el ancho de la cubierta 21, 22.

Se ha demostrado que en el caso de una rugosidad parcial y no total del contorno de cubierta, debería estar provista de rugosidad aquella área de las cubiertas 21,22 que esté dispuesta más cerca de la otra, es decir, en este caso de la sección de brazo oscilante trasera 12. Preferiblemente, la rugosidad 40 se extiende incluso directamente hasta el borde 47 (figura 6) en el que la sección de brazo oscilante 11 tiene su extremo opuesto a la otra sección de brazo oscilante 12.

Las figuras 8a a 8c muestran, en tres etapas, una ilustración muy exagerada de cómo, a medida que los estribos roscados se aprietan cada vez más, y debido a que la rugosidad se encuentra en la zona de borde, la rugosidad con sus puntas de material 55 es capaz de penetrar más profundamente en el material situado enfrente, más blando. Esto aumenta la resistencia al aflojamiento en la dirección circunferencial.

También se produce así una especie de "efecto pala de nieve". Esto se debe a que las puntas 55 tratan de penetrar más profundamente. Dado que los elementos de tracción 33, 34 tiran de sus contraapoyos 39, 49 precisamente en estos puntos circunferenciales, se produce, entre otras cosas, un atornillado de las puntas de material 55 por un tramo de palanca en el lado exterior 13 del cuerpo de eje 3. Esto da como resultado un abombamiento relativamente fuerte del lado exterior 13 del cuerpo de eje, en particular también delante del borde 47 y delante de la primera fila de puntas. Este "efecto pala de nieve" se ve reforzado además por el efecto de los diferentes radios R1 y R2 descritos anteriormente con referencia a la figura 7, es decir, la deformación parcial reversible del cuerpo de eje 3 originalmente cilíndrico. Las cubiertas 23, 24 en la sección de brazo oscilante trasera 12 también están provistas de superficies 45 correspondientemente rugosas en una imagen especular respecto al centro del cuerpo de eje. La rugosidad se consigue proporcionando a las áreas superficiales 41 relevantes una estructura superficial creada mediante mecanizado láser. La rugosidad parcial se consigue preferiblemente utilizando un láser pulsado. Esto ha demostrado ser más ventajoso que un láser de funcionamiento continuo en lo que respecta al material fundición de hierro esferoidal, del que están fabricadas preferiblemente las secciones de brazo oscilante 11, 12. Es ventajoso que las cubiertas se traten previamente en toda su superficie parcialmente cilíndrica mediante mecanizado por arranque de virutas antes del tratamiento con láser, por ejemplo, mediante una herramienta de fresado, y que se alisen de este modo. Este tratamiento previo mejora el resultado del mecanizado con láser posterior.

Durante el mecanizado con rayos láser, el láser puede funcionar con una dirección de avance en la dirección longitudinal de las cubiertas 21, 22, 23, 24, o con una dirección de alimentación transversal a la dirección longitudinal de las cubiertas. También es posible un tratamiento de chorreado, primero en una dirección de avance y luego en la dirección de avance transversal a la misma.

La integración con sujeción del cuerpo de eje 3 entre las secciones de brazo oscilante de eje 11, 12 tiene lugar por las fuerzas de tracción K que actúan en elementos de tracción 33, 34 en forma de varilla. El tensado tiene lugar preferiblemente en ángulo oblicuo con respecto a la horizontal.

Como elementos de tracción sirven dos estribos roscados 30, que se componen en cada caso de una sección de estribo curvada 37 y dos secciones rectas, paralelas entre sí, que transmiten la fuerza de tracción como elementos de tracción 33, 34 propiamente dichos. Las secciones en forma de varilla están provistas de roscas exteriores en sus extremos libres. Sobre estas se enroscan tuercas roscadas 38, que se apoyan en bridas 49 que sirven como contraapoyos en la sección de brazo oscilante trasera 12. La sección de estribo 37 de cada estribo roscado 30 está guiada alrededor de un contraapoyo 39 conformado en la sección de brazo oscilante delantera 11. El contraapoyo 39 es un resalte que está conformado en la sección de brazo oscilante 11 mediante un proceso de fundición y que está provisto de un contorno correspondiente a la curvatura de la sección de estribo 37, por ejemplo, con una acanaladura.

La disposición de los estribos roscados transversalmente al tubo de eje 3 garantiza que, en el área de la integración del eje, los elementos de tracción 33, 34 se extiendan esencialmente a lo largo de la trayectoria principal del brazo oscilante de eje 10, y que los extremos de los elementos de tracción 33, 34 con las tuercas roscadas 38 allí enroscadas se extiendan hacia atrás y oblicuamente hacia abajo. De esta manera se consigue una posición óptimamente protegida de los elementos de tracción y de las tuercas roscadas 38. Gracias a la rugosidad parcial de las cubiertas 21, 22, 23, 24 conseguida mediante el procedimiento de chorreado descrito se obtiene un ajuste firme de manera permanente en las zonas de contacto directo entre las áreas de apoyo formadas en el interior de las secciones de brazo oscilante y el lado exterior 13, sin tratar, relativamente liso del cuerpo de eje 3. De esta manera se garantiza una transmisión segura de las fuerzas operativas sin que con el tiempo se produzca ningún desplazamiento, ya sea en la dirección longitudinal axial o, debido a los considerables pares de torsión al frenar el vehículo, en la dirección circunferencial axial.

Al apretar los elementos de tracción 33, 34, las puntas de la estructura superficial rugosa por el mecanizado por chorreado y, a este respecto, al mismo tiempo endurecida, penetran en el lado exterior 13 del cuerpo de eje 3 en las áreas superficiales 45 rugosas.

Claims (33)

REIVINDICACIONES

1. Brazo oscilante de eje para un eje de vehículo, que se compone de una sección de brazo oscilante delantera (11) en el sentido de la marcha y una trasera (12) en el sentido de la marcha, estando provistas las secciones de brazo oscilante (11, 12) de superficies de apoyo conformadas en las mismas para apoyarse contra un cuerpo de eje redondo del eje de vehículo y estando conectadas entre sí mediante elementos de tracción (33, 34),caracterizado por quela superficie de apoyo de la sección de brazo oscilante delantera (11) está dividida en cubiertas (21,22) individuales con un contorno de cubierta curvado en la dirección circunferencial axial, y entre las cubiertas (21, 22) se encuentra una sección circunferencial (27) sin superficie de apoyo, y por que la superficie de apoyo de la sección de brazo oscilante trasera (12) también está dividida en cubiertas (23, 24) individuales con un contorno de cubierta curvado en la dirección circunferencial axial, y entre las cubiertas (23, 24) se encuentra una sección circunferencial (28) sin superficie de apoyo.

2. Brazo oscilante de eje según la reivindicación 1,caracterizado por quela sección de brazo oscilante delantera se compone de metal fundido y presenta una cavidad, y por que sobre la sección circunferencial (27) se encuentra una abertura (29) que conduce a la cavidad.

3. Brazo oscilante de eje según la reivindicación 1 o 2,caracterizado por queel contorno de cubierta en la sección de brazo oscilante delantera (11) presenta un perfil de curvatura que sigue la forma de un círculo primitivo.

4. Brazo oscilante de eje según la reivindicación 1,caracterizado por quela sección de brazo oscilante trasera (12) se compone de metal fundido.

5. Brazo oscilante de eje según la reivindicación 1 o 4,caracterizado por queel contorno de cubierta en la sección de brazo oscilante trasera (12) presenta un perfil de curvatura que sigue la forma de un círculo primitivo.

6. Brazo oscilante de eje según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por quelas cubiertas (21, 22, 23, 24) de ambas secciones de brazo oscilante (11, 12) se extienden por una circunferencia que asciende en total a entre el 40 % y el 70 % de la circunferencia total del cuerpo de eje redondo.

7. Brazo oscilante de eje según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por que, en la dirección circunferencial axial, la extensión de las cubiertas (21, 22; 23, 24) asciende a de 1 a 1,6 veces la extensión de la sección circunferencial (27; 28) dispuesta entre ellas.

8. Brazo oscilante de eje según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por quelas cubiertas (21, 22) de la sección de brazo oscilante delantera (11) tienen, transversalmente a la extensión longitudinal principal del brazo oscilante de eje (10), un ancho mayor que la sección de brazo oscilante (11) en su área contigua en cada caso a la cubierta (21, 22).

9. Brazo oscilante de eje según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por quela superficie de las cubiertas (21,22; 23, 24) está provista de una rugosidad (40) que mejora la adherencia.

10. Brazo oscilante de eje según la reivindicación 9,caracterizado por quela rugosidad (40) es solo parcial al presentar las cubiertas (21, 22, 23, 24) al menos un área superficial (41) rugosa y al menos un área superficial (45) lisa, no rugosa.

11. Brazo oscilante de eje según la reivindicación 10,caracterizado por quelas áreas superficiales (41, 45) tienen en cada caso un perfil de curvatura que sigue la forma de un círculo primitivo, y por que las puntas de material presentes en el área superficial (41) rugosa sobresalen radialmente con respecto al círculo primitivo definido por el área superficial (45) lisa.

12. Brazo oscilante de eje según la reivindicación 10 u 11,caracterizado por queel área superficial (41) rugosa es más pequeña que el área superficial (45) lisa.

13. Brazo oscilante de eje según una de las reivindicaciones 10 a 12,caracterizado por quesolo un área de la cubierta (21, 22, 23, 24) está provista de la rugosidad (40), que es la que está dispuesta más cerca de la otra sección de brazo oscilante.

14. Brazo oscilante de eje según una de las reivindicaciones 10 a 13,caracterizado por queel área superficial (41) rugosa tiene la forma de una franja que predominantemente se extiende transversalmente a la extensión longitudinal principal del brazo oscilante de eje (10), preferiblemente una franja que se extiende por todo o casi todo el ancho de la cubierta (21, 22, 23, 24).

15. Brazo oscilante de eje según una de las reivindicaciones 9 a 14,caracterizado por quela rugosidad (40) consiste en una estructura superficial creada por mecanizado en un procedimiento de chorreado.

16. Brazo oscilante de eje según la reivindicación 15,caracterizado por quela rugosidad (40) consiste en una estructura superficial creada por mecanizado mediante un láser de estado sólido.

17. Suspensión de eje para un eje de vehículo, con un cuerpo de eje redondo (3) y al menos un brazo oscilante de eje (10) que cruza el cuerpo de eje redondo (3) y apoyado con respecto al vehículo, el cual se compone de una sección de brazo oscilante delantera (11) en el sentido de la marcha y de una trasera (12) en el sentido de la marcha, en donde las secciones de brazo oscilante (11, 12) se apoyan directamente contra el lado exterior (13) del cuerpo de eje redondo (3) con superficies de apoyo conformadas en las mismas y están conectadas entre sí mediante elementos de tracción (33, 34) que se extienden transversalmente al cuerpo de eje redondo (3),caracterizada por quela superficie de apoyo de la sección de brazo oscilante delantera (11) está dividida en cubiertas (21,22) individuales con un contorno de cubierta curvado en la dirección circunferencial axial, y por que entre las cubiertas (21, 22) se encuentra una sección circunferencial (27) sin apoyo directo de la sección de brazo oscilante (11) en el cuerpo de eje redondo (3), y por que la superficie de apoyo de la sección de brazo oscilante trasera (12) también está dividida en cubiertas (23, 24) individuales con un contorno de cubierta curvado en la dirección circunferencial axial, y por que entre las cubiertas (23, 24) se encuentra una sección circunferencial (28) sin apoyo directo de la sección de brazo oscilante (12) en el cuerpo de eje redondo (3).

18. Suspensión de eje según la reivindicación 17,caracterizada por quela sección de brazo oscilante delantera se compone de metal fundido y presenta una cavidad, y por que sobre la sección circunferencial (27) se encuentra una abertura (29) que conduce a la cavidad.

19. Suspensión de eje según la reivindicación 17 o 18,caracterizada por queel contorno de cubierta en la sección de brazo oscilante delantera (11) tiene un perfil de curvatura que sigue la forma de un círculo primitivo con un radio que es igual o mayor que el radio (R1) del lado exterior (13) del cuerpo del eje redondo (3) cilíndrico.

20. Suspensión de eje según una de las reivindicaciones 17 a 19,caracterizada por quela sección de brazo oscilante trasera (12) se compone de metal fundido.

21. Suspensión de eje según una de las reivindicaciones 17 a 20,caracterizada por queel contorno de cubierta en la sección de brazo oscilante trasera (12) tiene un perfil de curvatura que sigue la forma de un círculo primitivo con un radio (R2) que es mayor que el radio (R1) del lado exterior (13) del cuerpo del eje redondo (3) cilíndrico.

22. Suspensión de eje según una de las reivindicaciones 21 a 23,caracterizada por quelas cubiertas (21, 22, 23, 24) de ambas secciones de brazo oscilante (11, 12) se extienden por una circunferencia que asciende en total a entre el 40 % y el 70 % de la circunferencia total del cuerpo de eje redondo (3).

23. Suspensión de eje según una de las reivindicaciones 17 a 22,caracterizada por que, en la dirección circunferencial axial, la extensión de las cubiertas (21, 22; 23, 24) asciende a de 1 a 1,6 veces la extensión de la sección circunferencial (27; 28) dispuesta entre ellas.

24. Suspensión de eje según una de las reivindicaciones 17 a 23,caracterizada por quelas cubiertas (21, 22) de la sección de brazo oscilante delantera (11) tienen, transversalmente a la extensión longitudinal principal del brazo oscilante de eje (10), un ancho mayor que la sección de brazo oscilante (11) en su área contigua en cada caso a la cubierta (21, 22).

25. Suspensión de eje según una de las reivindicaciones 17 a 24,caracterizada por quela superficie de las cubiertas (21, 22; 23, 24) están provistas de una rugosidad (40) que mejora la adherencia con respecto al cuerpo de eje redondo (3).

26. Suspensión de eje según la reivindicación 25,caracterizada por quela rugosidad (40) es solo parcial al presentar las cubiertas (21, 22, 23, 24) al menos un área superficial (41) rugosa y al menos un área superficial (45) lisa, no rugosa.

27. Suspensión de eje según la reivindicación 26,caracterizada por quelas áreas superficiales (41, 45) tienen en cada caso un perfil de curvatura que sigue la forma de un círculo primitivo, y por que las puntas de material presentes en el área superficial (41) rugosa sobresalen radialmente con respecto al círculo primitivo definido por el área superficial (45) lisa.

28. Suspensión de eje según la reivindicación 26 o 27,caracterizada por queel área superficial (41) rugosa es más pequeña que el área superficial (45) lisa.

29. Suspensión de eje según una de las reivindicaciones 26 a 28,caracterizada por quesolo un área de la cubierta (21,22, 23, 24) está provista de la rugosidad (40), que es la que está dispuesta más cerca de la otra sección de brazo oscilante.

30. Suspensión de eje según una de las reivindicaciones 26 a 29,caracterizada por queel área superficial (41) rugosa tiene la forma de una franja que predominantemente se extiende transversalmente a la extensión longitudinal principal del brazo oscilante de eje (10), preferiblemente una franja que se extiende por todo o casi todo el ancho de la cubierta (21,22, 23, 24).

31. Suspensión de eje según una de las reivindicaciones 25 a 30,caracterizada por quela rugosidad (40) consiste en una estructura superficial creada por mecanizado en un procedimiento de chorreado.

32. Suspensión de eje según la reivindicación 33,caracterizada por quela rugosidad (40) consiste en una estructura superficial creada por mecanizado mediante un láser de estado sólido.

33. Suspensión de eje según una de las reivindicaciones 17 a 32,caracterizada por quelos elementos de tracción (33, 34) son componentes de al menos un estribo roscado (30) en forma de U, y por que el estribo roscado (30) está guiado con su sección de estribo (37) alrededor de un contraapoyo (39) conformado en la sección de brazo oscilante delantera (11).