BR102015019082A2

BR102015019082A2 - suspensão de veículo

Info

Publication number: BR102015019082A2
Application number: BR102015019082A
Authority: BR
Inventors: James John Alexander Dowle
Original assignee: Norman Trust
Priority date: 2014-08-12
Filing date: 2015-08-10
Publication date: 2016-06-28
Also published as: ZA201505733B; CN105365510A; GB2529175B; CN105365510B; GB201414248D0; GB2529175A

Abstract

resumo patente de invenção: "suspensão de veículo". a maior parte das formas de suspensão usa componentes que são assimétricos ("handed"). é descrito um conjunto de suspensão para um veículo compreendendo um braço de suspensão tendo pelo menos um ponto de fixação em uma extremidade do mesmo para fixar o braço a um veículo, um conjunto vertical compreendendo um cubo de roda e tendo pontos de montagem superior e inferior, sendo que cada um deles permite a rotação do conjunto ao redor de um eixo substancialmente vertical, sendo que o conjunto vertical é conectado ao braço de suspensão através de seus pontos de montagem superior e inferior, através de um suporte que está na parte distinta do braço de suspensão, mas afixado ao mesmo, o suporte é afixável ao braço de suspensão em duas orientações alternativas, desse modo permitindo o acoplamento do conjunto ao lado esquerdo ou direito do veículo. desta forma, um arranjo de braço de suspensão intercambiável é provido, especialmente adequado para as rodas dianteiras de direção de um veículo, que também provê um número mínimo de partes únicas, mas permite que estas partes sejam montadas na unidade esquerda ou direita. em um arranjo preferido, o suporte recebe um dos pontos de montagem superior e inferior, e o braço de suspensão recebe o outro. assim, o braço e o suporte definem os pontos de montagem para o conjunto vertical rotacionável. um braço de direção independente pode ser conectado ao conjunto vertical para controlar sua rotação e direcionar o veículo, quando desejado.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para: "SUSPENSÃO DE VEÍCULO".

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção relaciona-se a suspensões de veículo. TÉCNICA ANTERIOR

[002] Veículos requerem um sistema de suspensão para manter as rodas em contato com a superfície sobre a qual ele transita, e isolar o chassi do veículo de pelo menos algumas ondulações existentes nesta superfície. O primeiro requisito refere-se à necessidade de garantir uma condução segura e efetiva do veículo enquanto a segunda refere-se à necessidade de prover o nível necessário de conforto de rodagem. Geralmente, estes dois requisitos são antagônicos, e, portanto, o sistema de suspensão deve atender um compromisso entre eles. Uma gama de sistemas de suspensão é conhecida [003] A suspensão de amortecimento MacPherson, usada muito frequentemente na suspensão dianteira, compreende um braço triangular ou uma ligação de suspensão substancial estabilizada por uma ligação secundária que provê um ponto de montagem inferior para o cubo da roda ou eixo. Este sistema de braço inferior provê ambas as localizações lateral e longitudinal da roda. A parte superior do cubo é rigidamente fixada à parte interna de uma mola e de um suporte amortecedor que se estende para cima diretamente para uma montagem na carroçaria do veículo [004] Uma suspensão de braço triangular duplo localiza a roda através do uso de dois braços (superior e inferior), cada um deles tendo a forma de A ou braço triangular. Cada braço tem dois pontos de montagem no chassi e uma junta no cubo ou na articulação. Um amortecedor e mola helicoidal são montados nos braços triangulares para controlar o movimento vertical. Desenhos do braço triangular duplo permite que o engenheiro controle cuidadosamente o movimento da roda ao longo do curso da suspensão, controlando tais parâmetros como ângulo de curvatura, ângulo de caster, padrão de convergência (toe), altura do centro de rolamento, raio de rolagem, aerodinâmica e mais.

[005] Uma suspensão de múltipla ligação tem três ou mais braços laterais junto com um ou mais braços longitudinais para definir e restringir o movimento do cubo da roda. Estes braços têm comprimentos diferentes e podem ser angulados em relação a sua direção óbvia. Tipicamente, cada braço tem uma junta esférica (junta de bola) ou bucha de borracha em cada extremidade, e, por conseguinte, reage a cargas ao longo de seu próprio comprimento, quer em tensão ou compressão, mas não em flexão. Algumas suspensões de múltiplas ligações também usam um braço ou braço triangular posterior, que têm duas buchas em cada extremidade.

[006] Todas elas oferecem vantagens e desvantagens, tipicamente refletindo uma variação no nível de conforto de rodagem ou manuseio que é alcançável em relação custo e complexidade do sistema.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[007] Todas as formas acima da suspensão usam componentes que são assimétricos ("handed"), ..isto é, adequados apenas para o lado direito ou esquerdo do veículo. Arranjos de braço triangular duplo também tipicamente têm braço superior e braço inferior não idênticos. Arranjos de suspensões de múltiplas ligações também podem ter diversos braços projetados individualmente, todos eles assimétricos e diferentes. Ainda que seja benéfico em termos de desempenho da suspensão que é obtido, isso significa que um grande inventário de partes deve ser mantido e que as reparações de campo são problemáticas. Para veículos fora-de-estrada,(off-road) e de expedição onde qualidades mais aprimoradas de rodagem e manuseio são menos cru- ciais, seria benéfico adotar uma suspensão com um número substancialmente menor de partes únicas.

[008] A presente invenção, por conseguinte, provê um conjunto de suspensão para um veículo, compreendendo um braço de suspensão tendo pelo menos um ponto de fixação em uma extremidade para fixar o braço a um veículo e um conjunto vertical compreendendo o cubo da roda, e tendo pontos de montagem superior e inferior, cada um deles permitindo a rotação do conjunto ao redor de um eixo substancialmente vertical, sendo que o conjunto vertical é conectado ao braço de suspensão nos seus pontos de montagem superior e inferior via um suporte, que é uma parte distinta do braço de suspensão, mas afixada ao mesmo, o suporte sendo afixável ao braço de suspensão em duas orientações alternativas, daí permitindo o ajuste do conjunto no lado esquerdo ou no lado direito do veículo, onde o suporte recebe um ,dos pontos de montagem superior e inferior e o braço de suspensão recebe o outro. Assim, provê-se o arranjo de braço de suspensão intercambiável especialmente adequado para rodas dianteiras de direção de um veículo, que também provê um número mínimo de partes únicas, mas permite que aquelas partes sejam montadas na unidade esquerda ou dianteira.

[009] O suporte recebe um dos pontos de montagem superior e inferior e o braço de suspensão recebe o outro. Assim, o braço e o suporte definem os pontos de montagem para o conjunto vertical rotacio-nável. Um braço de direção independente pode ser conectado ao conjunto vertical para controlar sua rotação e direcionar o veículo, quando desejado.

[0010] O suporte pode ser afixado ao braço de suspensão por meio de um ou mais parafusos, o que é conveniente, mesmo no campo, e permite que uma suspensão montada seja desmontada, e re-montá-la em uma configuração oposta. Uma forma adequada para o suporte é um braço em forma de C, uma extremidade a qual pode ser fixada ao braço da suspensão e a outra extremidade que pode ser adaptada para receber um dos pontos de montagem superior ou inferior.

[0011] O braço da suspensão preferivelmente tem dois pontos de fixação, lateralmente espaçados um em relação ao outro. Eles podem ser adaptados para permitir a rotação do braço da suspensão em relação ao veículo ao redor de um eixo de rotação comum. Este eixo é idealmente nivelado (em relação ao veículo) para permitir que o braço se mova, de modo que sua extremidade remota tenha a articulação vertical necessária para prover um percurso de suspensão utilizável.

[0012] Deve ser notado que descreve-se o conjunto vertical como tendo um eixo "substancialmente vertical", em torno do qual o conjunto pode girar para direcionar o veículo. Na prática, com certeza, o eixo raramente vai ser verdadeiramente vertical, uma vez que a maior parte das rodas de direção no campo automotivo apresenta um grau de cas-ter e/ou curvatura que faz o eixo sair da vertical perfeita nas direções longitudinal e lateral (respectivamente). Assim, o termo "substancialmente vertical" deve ser interpretado levando em conta tais variações normais.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0013] Uma concretização da presente invenção será agora descrita por meio de exemplo com referência às figuras anexas, nas quais: [0014] as Figuras 1A e 1B são vistas em planta das primeiras concretizações de conjuntos de suspensão de veículo para os lados direito e esquerdo de um veículo, respectivamente;

[0015] as Figuras 2A e 2B são vistas em perspectiva de conjuntos das Figuras 1A e 1B, respectivamente;

[0016] as Figuras 3A e 3B são vistas em planta dos conjuntos das Figuras 1A e 1B, que mostram uma roda afixada aos mesmos;

[0017] as Figuras 4A e 4B são vistas em perspectiva de conjuntos das Figuras 1Ae 1B, respectivamente;

[0018] a Figura 5 é uma vista esquemática explodida de parte do conjunto de suspensão das Figuras 1A e 2A;

[0019] as Figuras 6A e 6B são vistas em planta das segundas concretizações de conjuntos de suspensão de veículo para os lados esquerdo e direito de um veículo, respectivamente;

[0020] as Figuras 7A e 7B são vistas em perspectiva dos conjuntos das Figuras 6A e 6B, respectivamente; e [0021] a Figura 8 é uma vista esquemática explodida do conjunto de suspensão das Figuras 6A e 7A.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS CONCRETIZAÇÕES

[0022] Nos desenhos, os mesmos números de referência são usados nos diferentes desenhos para indicar os mesmos elementos; ademais, os conjuntos mostrados são assimétricos ("handed"), aqueles nas figuras com o sufixo "A" são para o lado esquerdo de um veículo, substancialmente, imagens de espelho daqueles nas figuras com o sufixo "B", que são para o lado direito de um veículo.

[0023] Nas Figuras 1A e 1B, de acordo com uma primeira concretização da invenção, um conjunto de suspensão 1 compreende um braço de suspensão 3 em uma extremidade, pontos de fixação externo e interno 5 e 7 para montar no chassi do veículo (não mostrado), sendo que cada um destes pontos de fixação compreende um suporte 9 (ver Figura 2A), que é montado no veículo, sendo que o braço de suspensão 3 compreende rolamentos 11 com um eixo geométrico comum A (ver Figura 5), através do qual o braço de suspensão 3 é conectado ao suporte 9, de modo a permitir que eles girem em torno do eixo geométrico A, como mostrado pela seta R na Figura 5.

[0024] Montado na outra extremidade do braço de suspensão 3 está um conjunto vertical 13 que compreende um cubo de roda 15 com parafusos de roda 17 (através dos quais, em uso, a roda 19 (ver Figuras 3 e 4) é conectada) e um disco de freio 21 e uma pinça de freio 23 que são convencionais no desenho. O conjunto vertical 13 é montado no braço de suspensão através do braço em forma de C 25, como será descrito adicionalmente abaixo, em conexão com a Figura 5, que permite a rotação do conjunto vertical ao redor de um eixo geométrico substancialmente vertical (isto é, substancialmente perpendicular ao plano das Figuras 1A e 1B). Também montado no conjunto vertical 13 está um braço de direção independente 27, através do qual o conjunto de roda pode ser girado em torno de um eixo geométrico substancialmente vertical, de modo a direcionar o veículo.

[0025] Como mostrado mais claramente nas Figuras 2A e 2B, um conjunto de amortecedor MacPherson convencional 29 compreendendo uma mola helicoidal 31 coaxialmente anexado a um amortecedor 33 é montado em uma de suas extremidades no braço de suspensão 3 por meio de um suporte de montagem de amortecedor 35 e pela outra extremidade 37 na carroceria ou chassi do veículo. O conjunto de amortecedor, ,é em uso, convencional, no entanto, nota-se que o desenho do conjunto de suspensão é tal que o eixo geométrico do conjunto de amortecedor 29 se distancia deslizavelmente transversalmente do eixo de direção do conjunto vertical 13 (descrito adicionalmente abaixo em conexão com a Figura 5).

[0026] As Figuras 3 e 4 mostram os conjuntos das Figuras 1 e 2, com uma roda 19 montada nos parafusos da roda 17.

[0027] Passando para a Figura 5, uma extremidade do braço em forma de C 25 e suporte de montagem de amortecedor 35 são montados no braço de suspensão 3 por meio de parafusos 39, aqueles para o braço em forma de C 25 sendo recebidos nos furos 41 e aqueles para o suporte de montagem de amortecedor nos furos 43. A extremida- de do braço de suspensão 3 distante dos rolamentos 11 é provida com um ponto de montagem inferior 45, que, em uso, recebe um ponto pivô inferior (não mostrado) do conjunto vertical; o conjunto vertical também possui um ponto de pivô superior (não mostrado) que é recebido por um ponto de montagem superior 47, que é provido na extremidade da outra extremidade do braço em forma de C 25 (isto é, a extremidade distante da extremidade que é montada no braço de suspensão 3). O braço em forma de C 25 e os furos 41 no braço de suspensão são configurados e dispostos de modo que os pontos de montagem inferior e superior 45, 47 definem o eixo substancialmente vertical em torno do qual o conjunto vertical 13 pode girar para direcionar o veículo, com os pontos pivô superior e inferior que fazem parte do conjunto vertical 13 são mantidos entre os pontos de montagem inferior e superior 45, 47 de modo que tenham um único grau de liberdade de movimento e, ,sejam capazes de girar ao redor de conjunto vertical. Alternativamente, os pontos pivô podem ser juntas esféricas, que podem se mover com dois graus de liberdade, permitindo que os pontos pivô propiciem um movimento para cima e para baixo da suspensão, em uso, e giro de direção.

[0028] Como deve ser apreciado, os arranjos de montagem mostrados na Figura 5, em particular os pontos de montagem 45, 47 e suporte de montagem de amortecedor 35, eliminam o eixo geométrico do conjunto de amortecedor 29 sendo coaxial com o eixo geométrico em torno do qual o conjunto vertical 3 pode girar, para direcionar, o eixo de pivô de direção, no entanto, estes arranjos de montagem permitem uma remoção e substituição fácil e independente de partes para reparo ou manutenção. Preferivelmente, o suporte de montagem de amortecedor é montado de modo a permitir que a extremidade do conjunto de amortecedor 29 fique próximo do pivô de direção tanto quanto possível de modo a minimizar forças não verticais no conjunto de amorte- cedor 29. Como também será apreciado, embora os elementos ilustrados na Figura 5 estejam dispostos para montagem no lado esquerdo do veículo, (isto é, como na Figura 1A) eles podem ser usados facilmente no lado oposto do veículo fazendo sua inversão, com o único item adicional a ser provido sendo a provisão de furos no lado de baixo do braço de suspensão 3 para aceitar parafusos 39 de modo a montar o suporte de montagem de amortecedor 35 no lado oposto do braço de suspensão 3 àquele mostrado na Figura 5 (ou furos 43 podem simplesmente passar direto através do braço de suspensão 3 e ser preso por porcas 43, em que caso a reversão do braço 3 para uso no lado oposto do veículo é simples e direto.

[0029] As Figuras 6 a 8 mostram uma segunda concretização de um conjunto de suspensão 201 de acordo com a invenção. Um braço de suspensão 203 é provido em uma extremidade com pontos de fixação externo e interno 205, 207 para montar na carroceria ou no chassi do veículo (não mostrado), cada um desses pontos de fixação compreende um suporte 209 (ver Figura 7A) que é montado no veículo, sendo que o braço de suspensão 203 tem rolamentos 211 com um eixo comum A (ver Figura 8), através do qual o braço de suspensão 203 é conectado ao suporte 209, de modo que possa girar em torno do eixo geométrico A, como na primeira concretização.

[0030] Montado na outra extremidade do braço de suspensão 203 está um conjunto vertical 213, tendo montado nele (por fixações libe-ráveis, não mostradas) um cubo de roda 215 com parafusos de roda 217 (com quais, em uso, uma roda é conectada), e um disco de freio 221 e uma pinça de freio 223 os quais estão em um desenho convencional. O conjunto vertical 213 é montado no braço de suspensão 203 por meio de juntas esféricas superior e inferior 224, 226 que engata com soquete superior 228, que fazem parte de um braço em forma de U invertido (que será descrito ainda em conexão com a Figura 8) e so- quete inferior 232 respectivamente que permitem a rotação do conjunto vertical 213 em torno de um eixo geométrico substancialmente vertical (isto é, substancialmente perpendicular ao plano das Figuras 6A e 6B). Também, montado no conjunto vertical 213, está um braço de direção independente 227, com qual o conjunto de roda pode girar em torno de um eixo geométrico substancialmente vertical para direcionar o veículo.

[0031] Como mostrado mais claramente nas Figuras 7A e 7B, é provido um conjunto de amortecedor MacPherson convencional 229 que compreende uma mola helicoidal 231 coaxialmente anexado a um amortecedor 233. A extremidade inferior 229 do amortecedor 229 é montada no braço em forma de U 230 através de um pino ou parafuso (não mostrado), que é liberavelmente inserível no soquete 236, formado no braço 230 e pela sua outra extremidade 237 à carroceria ou ao chassi do veículo. O conjunto de amortecedor 229,, é , em uso, convencional, no entanto, deve ser notado que é mais curto que aquele mostrado na primeira concretização, e que o desenho do conjunto de suspensão é tal que o eixo geométrico do conjunto de amortecedor 229 esteja ligeiramente para dentro (isto é, transversalmente em relação à direção do movimento para frente do veículo) distanciado do eixo de direção do conjunto vertical 213, como na primeira concretização.

[0032] Como pode ser visto na Figura 8, as extremidades do braço em forma de U 230 são montadas no braço de suspensão 203 nos suportes 238 usando parafusos (não mostrados) ou outros fixadores libe-ráveis. O braço em forma de U 230 e o braço de suspensão 230 são configurados e dispostos de modo que os soquetes superior e inferior 228, 232, definam eixo geométrico substancialmente vertical em torno do qual o conjunto vertical 213 pode girar para direcionar o veículo, sendo que as juntas esféricas superior e inferior 224, 226, que fazem parte do conjunto vertical 213, ficam presas entre os soquetes superior e inferior 228, 232, de modo que possam se mover com dois graus de liberdade, permitindo um movimento para cima e para baixo da suspensão, durante uso, e também que o conjunto vertical 213 possa virar ou girar em torno do eixo geométrico vertical definido com propósito de direção. O braço em forma de U 230, quando montado no braço de suspensão 203, define uma abertura, através da qual um eixo motriz (não mostrado) pode passar para mover o cubo da roda 215; o braço em forma de U 230 é conformado e dimensionado de modo que esta abertura seja suficiente para permitir que o eixo de acionamento pivo-tar livremente em um plano substancialmente vertical, conforme necessário, para permitir o curso da suspensão em uso. Será apreciado que o lado inferior do braço de suspensão 203 que não está visível em qualquer uma das figuras seja uma imagem de espelho do lado que está visível, de modo que o braço de suspensão 203 possa ser usado em qualquer lado do veículo; o braço em forma de U é simétrico em torno de um plano que é paralelo ao eixo geométrico A na Figura 8, de modo que possa ser usado em qualquer lado do veículo. Preferivelmente, o conjunto vertical 213, o braço de direção 227 e a pinça de freio 223 são também reversíveis, de modo que possam ambos ser usados em qualquer lado do veículo; o disco de freio 221 e conjunto de amortecedor não são orientados ("handed"), e, portanto, também podem ser usados em qualquer lado do veículo.

[0033] Deve ser entendido que muitas variações podem ser efetuadas à concretização acima descrita, sem, contudo, se afastar do escopo da presente invenção. Por exemplo, embora as buchas tenham sido mostradas dispostas transversalmente em relação à direção de movimento do veículo, em algumas aplicações pode ser vantajoso que os dois suportes sejam montados em diferentes posições no veículo; neste caso os eixos dos dois rolamentos 11, 211 poderiam ser escalo- nados verticalmente e/ou iongitudinalmente em relação ao veículo, desde que tenham um eixo geométrico de rotação em comum. O eixo em torno do qual o conjunto vertical 3, 203 pode girar para direcionar, o eixo pivô de direção, é descrito como substancialmente vertical; aqueles versados na técnica ainda deverão entender que modificar o conjunto para permitir vários graus de caster e/ou curvatura pode ser efetuado de maneira simples, na primeira concretização, modificando uma ou mais de forma e configuração do braço em forma de C 25 e a orientação e/ou localização dos furos 41 em relação ao ponto de montagem inferior 45, e, na segunda concretização, modificando uma ou mais de forma e configuração do braço em forma de U 230 e a orientação e/ou a localização do soquete superior 228 em relação aos suportes 238 e/ou soquete inferior 232 em relação aos suportes 238 e/ou às localizações relativas das juntas esféricas superior e inferior 224, 226. Ademais, quando diferentes variações, ou arranjos, alternativos foram descritos acima, deve ser entendido que as concretizações da invenção podem incorporar tais variações ou alternativas em qualquer combinação.

Claims

1. Conjunto de suspensão para um veículo, caracterizado pelo fato de compreender: um braço de suspensão tendo pelo menos um ponto de fixação, em uma extremidade do mesmo para fixar o braço ao veículo; um conjunto vertical compreendendo um cubo de roda e tendo pontos de montagem superior e inferior, sendo que cada um deles permite a rotação do conjunto em torno de um eixo substancialmente vertical; o conjunto vertical sendo conectado ao braço de suspensão em seus pontos de montagem superior e inferior, através de um suporte, que é uma parte distinta do braço de suspensão, mas afixado ao mesmo; o suporte sendo afixável ao braço de suspensão em duas orientações alternativas dessa forma permitindo o acoplamento do conjunto no lado esquerdo ou no lado direito do veículo, sendo que o suporte recebe um dos pontos de montagem superior e inferior e o braço de suspensão recebe o outro.

2. Conjunto de suspensão, de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o suporte ser afixado ao braço de suspensão através de um ou mais parafusos.

3. Conjunto de suspensão, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de o suporte ser um braço em forma de C, uma extremidade do qual é afixada ao braço de suspensão e a outra extremidade do qual é adaptada para receber um dos pontos de montagem superior e inferior.

4. Conjunto de suspensão, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de o braço de suspensão ter dois pontos de fixação, espaçados lateralmente um com relação ao outro.

5. Conjunto de suspensão, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de os dois pontos de fixação serem adaptados para permitir a rotação do braço de suspensão em relação ao veículo, ao redor de um eixo de rotação comum.