BR112014018774B1

BR112014018774B1 - Montagem de feixe de molas de suspensão de veículo, suspensão de veículo, e veículo compreendendo a suspensão de veículo

Info

Publication number: BR112014018774B1
Application number: BR112014018774-6A
Authority: BR
Inventors: Preijert Stefan
Original assignee: Volvo Lastvagnar Ab
Priority date: 2012-01-31
Filing date: 2012-01-31
Publication date: 2021-07-13
Also published as: WO2013115685A1; US20140353936A1; EP2809532A1; CN104080626A; BR112014018774A8; EP2809532B1; BR112014018774A2; CN104080626B; EP2809532A4; US9108483B2

Abstract

suspensão de veículo compreendendo montagem de feixe de molas de peso leve. a presente invenção se refere a uma montagem de feixe de molas de suspensão de veículo disposta para ser montada na direção longitudinal do veículo, sobre as laterais opostas do mesmo. a montagem de feixe de molas possui uma primeira extremidade, que é disposta para conexão articulável para uma primeira abraçadeira sobre o veículo; e uma segunda extremidade, que é disposta para conexão para um elo de mola sobre o veiculo. a montagem de feixe de molas é disposta para ser conectada para um eixo de rodas se estendendo transversalmente de referida montagem de feixe de molas em uma posição intermediária da primeira extremidade e da segunda extremidade de referida montagem de feixe de molas. a montagem de feixe de molas compreende dois feixes de molas individuais dispostos lado a lado com um espaçamento pré-determinado e se estendendo entre referida primeira extremidade e referida segunda extremidade.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção se refere a uma suspensão de veículo compreendendo feixes de molas, em particular a uma suspensão para um veículo comercial, e a um feixe de molas para utilização em uma tal suspensão.

PANORAMA DO ESTADO DA TÉCNICA

[002] Em geral, a maior parte dos veículos comerciais com uma estrutura compreendendo feixes (longarinas) longitudinais é equipada com montagens dirigíveis (direcionáveis), únicas, tandem (eixos de rodas duplos), ou de eixos de rodas múltiplos. Convencionalmente, os sistemas de suspensão proporcionados para suporte e amortecimento da movimentação relativa entre cada eixo de rodas e a estrutura de veículo têm incluído feixes de mola múltiplos de estágio único, sistemas de mola pneumáticos ou uma combinação dos mesmos. Muitos veículos são equipados com feixes de mola múltiplos de estágio único que são projetados para mecanicamente amortecer a movimentação entre a estrutura e os eixos de rodas durante operação do veículo.

[003] É comum suportar um tal veículo com um feixe de molas que é atado em cada extremidade para o chassi de veículo e para um eixo de rodas perto do centro da mola. Em uma tal disposição, quando a suspensão é carregada, o momento de encurvamento máximo na mola ocorre no ponto onde o eixo de rodas é atado para a mola e diminui em qualquer direção a partir daquele ponto ao longo da mola. De maneira a fazer utilização a mais eficiente do material de mola e para economizar peso, uma opção é a de utilizar um feixe de molas único. A mola pode ser feita afilada (cônica) em qualquer direção em direção de suas extremidades a partir de um ponto de espessura máxima onde o eixo de rodas é atado. De maneira a conseguir características de deflexão (flexão) aceitáveis em uma mola afilada, é necessário que esta venha a ser manufaturada em um grau de precisão relativamente alto. O custo de manufaturação de um feixe de molas de aço afilado é relativamente alto devido para o fato de que requer a utilização de máquinas de laminação (calandras) afiladas especiais. Como um resultado, embora feixes de mola únicos afilados estejam geralmente disponíveis atualmente para utilização com veículos maiores (grandes), tais como caminhões pesados, estes são significativamente mais dispendiosos do que molas planas convencionais.

[004] Um outro importante fator no projeto de suspensões de feixe de molas é a taxa de mola desejada. A taxa de mola, que é definida como a taxa de aumento de força necessária para flexionar (defletir) a mola com deflexão, é uma função do momento de inércia de área de seção transversal, do comprimento da mola, e do módulo elástico do material de mola. Em geral, um feixe de molas único tem que ser projetado de maneira que este seja forte o suficiente para resistir às (suportar as) cargas impostas sobre o mesmo em operação e ainda apresentar uma taxa de mola que seja baixa o suficiente para proporcionar qualidades de rodagem aceitáveis. Adicionalmente, a taxa de mola desejada tem que ser conseguida dentro das restrições geométricas particulares colocadas sobre a suspensão, tais como o comprimento permissível máximo e deflexão das molas.

[005] Para conseguir um compromisso entre estes vários projetos (designs) e fatores econômicos, projetistas frequentemente utilizam montagens de mola de aço “construídas” que consistem de um número de feixes de mola separados diminuindo em comprimento a partir do topo da montagem para o fundo da mesma para conseguir uma configuração afilada global. Normalmente, os feixes são travados firmemente juntamente em seus centros onde o eixo de rodas é montado, mas são livres para deslizar longitudinalmente relativamente uns para os outros quando a mola é defletida. Estes feixes são usualmente de espessura constante para reduzir custos de manufaturação, mas a utilização de feixes afilados obtém uma maior eficiência. Como precedentemente mencionado, entretanto, o custo de manufaturação de tais feixes afilados é relativamente alto.

[006] Uma das principais deficiências de uma montagem de feixe de molas construída é a de seu peso. Devido para o fato do aumento dramático nos custos de combustível em anos recentes e a conseqüente necessidade para reduzir peso de veículo, projetistas estão examinando todos os componentes principais (mais importantes) de veículo, incluindo suspensões, para verificar se maneiras podem ser encontradas para reduzir seus pesos sem adversamente afetar seus custos ou desempenhos. Em particular, foi sugerido que molas muito mais leves e mais eficientes poderiam ser feitas a partir de vários plásticos ou materiais compósitos do estado da técnica mais preferivelmente do que aço. Alguns destes materiais são particularmente atrativos para utilização em construção de molas com seções transversais não uniformes, devido para o fato da facilidade com as quais as mesmas podem ser moldadas.

[007] A despeito destes esforços, feixes de molas únicos de plástico e de material compósito não foram utilizados comercialmente por uma variedade de razões. É genericamente aceitável que molas feitas integralmente de plástico deveriam ser impraticáveis devido para o fato do excessivo volume einsuficiente resistência ao desgaste e ao impacto. Uma molade plástico conhecida, vendida sob a marca registrada GRAFTEK por uma divisão da Exxon Corporation, é feita a partir de películas de grafite com um núcleo de epóxi reforçado por fibra de vidro. Esta mola se provou impraticável devido para o fato de alto custo e sua capacidade de transporte de estresse unidirecional extrema. O que significa, a mola é forte o suficiente na direção vertical, mas excessivamente fraca na direção transversal ou torsional (de torsão) para ser utilizável em suspensões comuns. Na medida em que molasde veículo têm que absorver cargas em curva (em canto) ealtas cargas de impacto a partir de pedras e outros detritos; grafite é insatisfatório como um componente de um feixe de molas viável. Compósitos de metal e de plástico foram sugeridos para aliviar alguns destes problemas de grafite. O custo de manufaturação destas molas de compósitos, entretanto, é, por conseqüência, bem longe excessivamente grande para justificar substituição das mesmas para todas as montagens de mola de aço.

[008] Uma desvantagem adicional com feixes de mola únicos é a de que a instalação tem que ser assegurada por um sistema ou dispositivo de segurança em cada extremidade, em caso de falha de mola. Para um eixo de rodas dianteiro direcionável, a extremidade dianteira é proporcionada com um olho de segurança para bloquear um deslocamento de eixo de rodas dianteiro e a extremidade traseira é proporcionada com uma cinta ou bloqueador de aço. Um tal sistema de segurança aumenta tanto o custo e quanto o peso e determina um deslocamento de eixo de rodas menor em quebra de mola que poderia conduzir para problemas para manter controle de direção depois de uma quebra de feixe de molas. Depois de uma quebra de mola o veículo pode não ser tracionado e tem que ser rebocado para uma facilidade de serviço (serviço de assistência, serviço de manutenção).

[009] A solução em concordância com a presente invenção tem como objetivo proporcionar uma disposição de feixe de molas aperfeiçoada que supera os problemas anteriormente mencionados.

APRESENTAÇÃO DA INVENÇÃO

[010] Os problemas anteriormente mencionados são solucionados por uma suspensão e um feixe de molas em concordância com as reivindicações de patente acompanhantes.

[011] No texto subseqüente, o veículo referenciado é um veículo do tipo comercial compreendendo uma estrutura construída de um par de feixes substancialmente paralelos, por exemplo, feixes com uma seção transversal configurada em (I) ou em (C). A suspensão em concordância com a presente invenção é preferivelmente, mas não necessariamente, intencionada para suspensões de roda dianteira compreendendo rodas dirigíveis (direcionáveis). Deveria ser observado que todas as distâncias referenciadas são tomadas quando o veículo está estacionário e a suspensão está em seu estadodescarregado, a menos que de outra maneira especificado.

[012] A presente invenção se refere a uma montagem defeixe de molas para uma suspensão de veículo disposta para ser montada na direção longitudinal do veículo, sobre ambas as laterais do mesmo. Cada montagem de feixe de molas é atada sobre laterais opostas de um chassi ou estrutura e é disposta para suportar uma extremidade de um eixo de rodas rígido transversal. O eixo de rodas é preferivelmente, mas não necessariamente, um eixo de rodas de veículo dirigido (direcionado, manobrado).

[013] A montagem de feixe de molas possui uma primeira extremidade, que é disposta para conexão articulável para uma primeira abraçadeira sobre o veículo e uma segunda extremidade, que é disposta para conexão para um elo de mola sobre o veículo. Em uma suspensão de veículo convencional, a primeira abraçadeira é um gancho ou abraçadeira de mola dianteira e a segunda abraçadeira é um gancho ou abraçadeira de mola traseira. Como indicado anteriormente, a montagem de feixe de molas é disposta para ser conectada para um eixo de rodas se estendendo transversalmente de referida montagem de feixe de molas em uma posição intermediária da primeira extremidade e da segunda extremidade de referida montagem de feixe de molas. A extremidade de cada mola compreende um olho de mola, também chamado de um envoltório de olho.

[014] Em concordância com a presente invenção, a montagem de feixe de molas compreende dois feixes de molasindividuais dispostos lado a lado com um espaçamento pré-determinado e se estendendo entre referida primeira extremidade e referida segunda extremidades. Os feixes de mola individuais são preferivelmente feixes de mola parabólicos idênticos.

[015] A montagem de feixe de molas é disposta para substituir um feixe de molas único convencional, onde a largura total da montagem de feixe de molas é igual para a largura do feixe de molas único convencional. Desta maneira, a montagem de feixe de molas pode ser montada para primeira abraçadeira e segunda abraçadeira existentes, com um mínimo de modificação. Neste contexto, um feixe de molas único é definido como um feixe de molas sólido se estendendo entrereferidas abraçadeiras, enquanto uma montagem de feixe de molas é definida como um par de feixes de mola espaçados esubstancialmente paralelos, individuais. A montagem de feixe de molas em concordância com a presente invenção preferivelmente compreende molas parabólicas, onde a largura e a altura de cada mola parabólica podem variar ao longo de sua extensão.

[016] Os feixes de mola individuais possuem um espaçamento pré-determinado e uma largura selecionada para proporcionar uma largura total pré-determinada da montagem de feixe de molas. O espaçamento pode ser constante ou variarao longo do comprimento da montagem de feixe de molas. Porexemplo, o espaçamento pode variar dependendo do raio de borda selecionado e da seção transversal dos feixes de molas individuais. Preferivelmente, os feixes de molas individuais possuem uma largura, uma espessura e um espaçamento em qualquer posição ao longo de suas extensões entre os olhos de mola, selecionados de maneira que o segundo momento de inércia combinado da montagem de feixe de molas é pelo menos igual para aquele de um feixe de molas único com a mesma largura total na mesma posição.

[017] O segundo momento de inércia (Ix; Iy), nos planos(x) e (y) através de um eixo geométrico longitudinal central para um feixe de molas único, sólido, com uma seção transversal retangular é definido como:

onde (b1) é a largura e (h1)é a altura, ouespessura, do feixe de molas sólido.

[018] Para uma montagem de molas em concordância com a presente invenção, o segundo momento de área (Ix2; Iy2) é definido como:

* onde (b2) é a largura e (h2) é a altura, ouespessura, de cada um dos dois feixes de molas individuais.

[019] A Figura 6 mostra seções transversais esquemáticas em um plano vertical, em ângulos retos para a direção principal de uma mola do estado da técnica e de uma montagem de molas em concordância com a presente invenção. As mensurações anteriormente mencionadas são indicadas na respectiva seção transversal, mostrada como compreendendo configurações retangulares por simplicidade.

[020] Por exemplo, utilizando as equações anteriormente mencionadas (1) - (5), um feixe de molas único padrão(standard) pode possuir uma largura (b1) de 100 mm e uma espessura (h1) de 100 mm. Se a mola padrão é para sersubstituída por uma montagem de molas possuindo a mesma largura total (b1) de 100 mm, larguras individuais (b2) de 29 mm e um espaçamento (b3) de 42 mm, então a espessura (h2) tem que ser de pelo menos de 12 mm. Neste caso, o aumento em espessura é determinado por (Ix2), na medida em que adisposição de molas lado a lado somente possui um efeito limitado sobre (Iy2) no plano vertical. Neste exemplo, o plano vertical é disposto no ponto o mais espesso de uma montagem de molas compreendendo duas molas parabólicas, este ponto é localizado adjacente ao ponto de atamento do eixo de rodas neste caso.

[021] Pela utilização dos valores anteriormente mencionados pode ser calculado que (Ix2) é marginalmente maior do que (Ix1) enquanto que o valor para (Iy2) é 111 % do valorpara (Iy1). Também, a área de seção transversal total (A2) das duas molas na montagem de molas é somente de 70 % da área de seção transversal (A1) da mola padrão. Consequentemente, pela utilização de uma montagem de molas em concordância com a presente invenção, a economia de peso sobre cada lateral do veículo para o exemplo anteriormente mencionado é de aproximadamente 30 %. A partir disto, pode ser observado que uma montagem de molas em concordância com a presente invenção pode substituir um feixe de molas sólido, padrão, requerendo um aumento em espessura limitado por uns poucos milímetros. As abraçadeiras e elos de mola padrão podem também ser conservados. De maneira a conseguir uma economia de peso substancial sem um aumento significativo em espessura de mola, as larguras individuais (b2) dos feixes de mola dapresente invenção são preferivelmente, mas nãonecessariamente, selecionadas na faixa de 25 % até 45 % dalargura total (b1), mais precisamente dentro da faixa de 30% até 40 % da largura total (b1). O tamanho mínimo da fenda entre os feixes de molas individuais é limitado pelo tamanho ou diâmetro de um pino localizador utilizado para manutenção do espaçamento pré-determinado entre as molas. O pino localizador em si mesmo pode ser utilizado como um espaçador, ou ser proporcionado com um espaçador cilíndrico colocado em cima do pino localizador.

[022] Cada feixe de molas individual compreende um olho de mola, ou envoltório de mola, na primeira extremidade da montagem de feixe de molas e é montado sobre um casquilho(mancal) comum. O casquilho é substancialmente cilíndrico ecompreende um primeiro espaçador central com uma largura igual para o espaçamento pré-determinado. O primeiro espaçador pode estar na forma de um flange radial que possui superfícies de contato anulares opostas em contato com uma superfície lateral de um olho de mola sobre o respectivo feixe de molas.

[023] Os feixes de mola individuais são dispostos lado a lado com um espaçamento pré-determinado na posição intermediária, separados por segundo espaçador com uma largura igual para o espaçamento pré-determinado. O segundo espaçador faz preferivelmente parte de uma montagem de eixo de rodas utilizada para atamento do eixo geométrico transversal para a montagem de feixe de molas.

[024] A presente invenção também se refere a uma suspensão de veículo compreendendo um par de montagens de feixes de molas disposto para se estender longitudinalmente sobre laterais opostas de uma estrutura de veículo. Cada montagem de feixe de molas possui uma primeira extremidade articuladamente conectada para o veículo com uma primeira abraçadeira atada rigidamente para a estrutura em uma primeira posição. Uma segunda extremidade da montagem de feixe de molas é conectada para a estrutura de veículo com um elo de mola articuladamente conectado para uma segunda abraçadeira atada rigidamente para a estrutura em uma segunda posição. O elo de mola é proporcionado para compensar para mudanças de comprimento do feixe de molas sob condições de carga. A suspensão adicionalmente compreende um eixo de rodas se estendendo transversalmente da estrutura de veículo, eixo de rodas que é montado para cada feixe de molas em uma posição intermediária de sua primeira extr4emidade e de sua segunda extremidade. Um recurso de amortecedor, tal como uma mola a ar ou uma escora de suspensão, é montado entre o eixo de rodas e a estrutura de veículo. A montagem de feixe de molas em concordância com a presente invenção compreende dois feixes de molas individuais dispostos lado a lado com um espaçamento pré-determinado e se estendendo entre referida primeira extremidade e referida segunda extremidade.

[025] Como estabelecido anteriormente, a montagem de feixe de molas é disposta para substituir um feixe de molas único convencional, onde a largura total da montagem de feixe de molas é igual para a largura do feixe de molas único convencional. O feixe de molas da montagem possui um espaçamento pré-determinado e largura selecionada para proporcionar uma largura total pré-determinada da montagem de feixe de molas. Também, os feixes de mola individuais possuem uma largura e uma espessura em qualquer posição aolongo de suas extensões selecionadas de maneira que o segundo momento de inércia combinado (Ix; Iy) da montagem de feixe demolas é pelo menos igual para aquele de um feixe de molas único com a mesma largura total na mesma posição. Um exemplo descrevendo o efeito dos feixes de mola espaçados paralelos sobre as propriedades mecânicas da montagem de mola é proporcionado anteriormente. A partir de anteriormente citado, pode ser mostrado que uma montagem de mola em concordância com a presente invenção pode substituir um feixe de molas sólido, padrão (standard), requerendo um aumento em espessura limitado por uns poucos milímetros. As abraçadeiras e elos de mola padrão (standard) podem, por conseqüência, serem retidos (mantidos), possibilitando modificação de veículos já existentes.

[026] Cada feixe de molas individual compreende um olho de mola na primeira extremidade da montagem de feixe de molas, e em que cada olho de mola é montado sobre um casquilho (mancal) comum compreendendo um primeiro espaçador centralcom uma largura igual para o espaçamento pré-determinado. Osfeixes de molas individuais são dispostos lado a lado com umespaçamento pré-determinado na posição intermediária, separados por segundo espaçador fazendo parte de uma montagem de eixo de rodas conectando o eixo de rodas para a montagem de feixe de molas.

[027] A presente invenção é também relacionada para um veículo proporcionado com uma suspensão compreendendo pelo menos uma montagem de feixe de molas como descrita nos exemplos anteriormente.

[028] Um veículo compreendendo uma suspensão proporcionada com uma montagem de feixe de molas em concordância com a presente invenção não requer ser assegurado por um sistema de segurança ou dispositivo de segurança em cada extremidade. Isto é requerido para um feixe de molas padrão (standard) em caso de falha de mola. Para um eixo de rodas dianteiro dirigível (direcionável), o olho de segurança proporcionado na extremidade dianteira para bloquear um deslocamento de eixo de rodas dianteiro pode ser eliminado. Similarmente, a correia ou bloqueador de aço proporcionado na extremidade traseira pode ser dispensado/a. Por eliminação deste sistema de segurança tanto os custos e quanto o peso podem ser diminuídos.

[029] Uma quebra de mola em uma montagem de mola em concordância com a presente invenção irá ainda deixar um feixe de molas individual intacto. Desta maneira, um deslocamento de eixo de rodas que deveria normalmente conduzir para problemas para manter controle de direção depois de uma quebra de feixe de molas padrão (standard) pode ser evitado. Depois de uma quebra de mola, o veículo pode ainda ser tracionada e pode ser conduzido por si mesmo para uma facilidade de serviço (serviço de assistência, serviço de manutenção).

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS DA INVENÇÃO

[030] A presente invenção irá ser descrita em maiores detalhes posteriormente com referência aos desenhos acompanhantes. É para ser compreendido que os desenhos são representados unicamente para o propósito de ilustração e não são intencionados como uma definição dos limites da presente invenção, referência para os quais deveria ser feita em relação para as reivindicações de patente. Deveria ser adicionalmente compreendido que os desenhos não são necessariamente desenhados em escala e que, a menos que outro modo indicado, são meramente intencionados paraesquematicamente ilustrar as estruturas e os procedimentos aqui descritos, nos quais:Figura 1 mostra uma suspensão de veículo comercial esquemática com uma montagem de feixe de molas em concordância com a presente invenção;Figura 2A mostra uma vista em perspectiva esquemática de uma suspensão dianteira de veículo do estado da técnica com um feixe de molas padrão (standard);Figura 2B mostra uma vista em perspectiva esquemática de uma suspensão dianteira de veículo com uma montagem de feixe de molas em concordância com a presente invenção;Figura 3A mostra uma vista lateral esquemática de um atamento de gancho de mola para uma extremidade dianteira deuma montagem de feixe de molas;Figura 3B mostra uma seção transversal esquemática doatamento de gancho de mola na Figura 3A;Figura 3C mostra uma vista em perspectiva do atamentode gancho de mola na Figura 3A;Figura 4 mostra uma vista em perspectiva expandida (alçada) esquemática de um atamento de eixo de rodas de uma montagem de feixe de molas em concordância com a presente invenção; eFigura 5 mostra uma seção transversal através do atamento de eixo de rodas na Figura 4.

CONCRETIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[031] A Figura 1 mostra um veículo comercial esquemático (101) na forma de uma unidade de trator. O veículo comercial (101) compreende um chassi (102) e uma cabine do motorista (103) montada sobre o chassi (102). Debaixo da cabine do motorista (103) está um motor de combustão interna (104),que atua sobre um par de rodas de tração (106) do veículo comercial (101) por intermédio de um trem de tração (105)compreendendo uma embreagem e uma transmissão manual ou uma transmissão automática. O motor de combustão interna (104) compreende um sistema de gás de exaustão (107) com um primeiro silencioso e um segundo silencioso conectados para um escapamento (não mostrado) que expele os gases de exaustão para a atmosfera. A cabine do motorista (103) é também suportada por um par de rodas dianteiras dirigíveis (direcionáveis) (108). As rodas direcionáveis (108) são montadas sobre um eixo de rodas rígido (109) atado para uma disposição de suspensão (110). A disposição de suspensão (110) compreende uma montagem de feixe de molas (111) em concordância com a presente invenção suportada por uma abraçadeira dianteira (112) e uma abraçadeira traseira (113) com um elo de mola (114). No exemplo mostrado na Figura 1, amontagem de mola é conectada para a estrutura (102) por uma mola a ar ou fole (115). A disposição de suspensão (110) iráser descrita em detalhes adicionais posteriormente.

[032] A Figura 2A mostra uma vista em perspectiva esquemática de uma suspensão dianteira de veículo (201) compreendendo um feixe de molas único padrão (standard) do estado da técnica sobre laterais opostas de uma estrutura de veículo (202). Para componentes idênticos e/ou em imagem espelhada proporcionados sobre laterais opostas da estrutura de veículo (202) foi determinado o mesmo numeral de referência. A suspensão sobre a lateral próxima da estrutura de veículo (202) é descrita posteriormente.

[033] A Figura 2A mostra uma suspensão dianteira de feixe de molas plano (201) proporcionado com um feixe de molas único sólido (203) com um envoltório de olho dianteiro (204) e um envoltório de olho traseiro (205). O envoltório de olho dianteiro (204) é conectado para uma conexão de gancho de mola (206), que é atada para um gancho de mola (207) atado para a estrutura de veículo (202). O envoltório de olho traseiro (205) é conectado para uma conexão de elo de mola (208), que é atado para um elo de mola (210) conectado para um atamento de elo de mola (211). O atamento de elo de mola (211) é atado para a estrutura de veículo (202). Um eixo de rodas dirigível dianteiro rígido (212) é atado para o feixe de molas único (203) por um atamento de eixo de rodas (213). A suspensão dianteira de feixe de molas plano (201) mostrada na Figura 2A é proporcionada com um elemento de amortecedor (214), elemento de amortecedor (214) que é conectado para a estrutura (203) e para o eixo de rodas dianteiro rígido (212) no ou próximo do atamento de eixo de rodas (213). A Figura 2A mostra um elemento de amortecedor (214) na forma de uma escora de suspensão, mas um fole pode também ser utilizado.

[034] A Figura 2B mostra uma vista em perspectiva esquemática de uma suspensão dianteira de veículo (219) compreendendo uma montagem de mola em concordância com a presente invenção sobre laterais opostas de uma estrutura de veículo (202). Para componentes idênticos e/ou em imagem espelhada proporcionados sobre laterais opostas da estrutura de veículo (202) foi determinado o mesmo numeral de referência. Também, partes de componentes utilizadas em comum com a suspensão dianteira (201) na Figura 2A compartilham o mesmo numeral de referência. A suspensão sobre a lateral traseira da estrutura de veículo (202) é descrita posteriormente.

[035] A Figura 2B mostra uma suspensão dianteira de mola de veículo (219) proporcionada com uma montagem de feixe de molas compreendendo dois feixes de molas individuais (221, 222) dispostos lado a lado com um espaçamento pré- determinado. Os feixes de molas paralelos (221, 222) cada um possuem um envoltório de olho dianteiro ou olho de mola (223, 224) e um envoltório de olho traseiro ou olho de mola (225, 226). Os envoltórios de olho dianteiro (223, 224) são conectados para uma conexão de gancho de mola comum (227), que é atada para um gancho de mola (207) atado para a estrutura de veículo (202). A conexão de gancho de mola (227) irá ser descrita em detalhes adicionais em conexão com as Figuras 3A - 3C. Os envoltórios de olho traseiro (225, 226) são conectados para uma conexão de elo de mola comum (208), que é atada para um elo de mola (210) conectado para um atamento de elo de mola (211). O atamento de elo de mola ou abraçadeira (211) é atado para a estrutura de veículo (202). Um eixo de rodas dirigível dianteiro rígido (212) é atado para os feixes de molas individuais (221, 222) por um atamento de eixo de rodas (228). O atamento de eixo de rodas (228) irá ser descrito em detalhes adicionais em conexão com a Figura 4. A suspensão dianteira de feixe de molas (219) mostrada na Figura 2B é proporcionada com um elemento de amortecedor (214), elemento de amortecedor (214) que é conectado para a estrutura (203) e para o eixo de rodas dirigível dianteiro rígido (212) no ou próximo do atamento de eixo de rodas (229). A Figura 2B mostra um elemento de amortecedor (214) na forma de uma escora de suspensão, mas uma mola a ar ou um fole pode também ser utilizada/o.

[036] Referindo-se agora para a Figura 2A e as Figuras3A - 3C, a respectiva extremidade dianteira dos feixes de molas individuais (221, 222) são cada uma atada para umaconexão de gancho de mola comum (227). O envoltório de olhodianteiro ou olho de mola (223, 224) de cada feixe de molasindividual (221, 222) é atado em torno de um casquilho(mancal) de articulação (301) na conexão de gancho de mola (227). A conexão de gancho de mola (227) é conectada para umgancho de mola (227) atado para a estrutura de veículo (202).O casquilho (mancal) de articulação (301) é disposto entre feixes de molas individuais (221, 222) e ao gancho de mola(207) para acomodar movimentação entre estes dois componentes e para isolar o veículo a partir de choque.

[037] Enquanto a presente invenção esteja sendo ilustrada como possuindo somente um casquilho (mancal) de articulação (301) disposto entre feixes de molas individuais (221, 222) e estrutura de veículo (202), está dentro doescopo da presente invenção a apresentação de dois ou possivelmente de três ou de mais casquilhos (mancais) de articulação entre feixes de molas individuais (221), (222) eestrutura de veículo (202) se desejado for. Em adição, enquanto a presente invenção esteja sendo descrita como possivelmente apresentando três casquilhos (mancais) de articulação idênticos (301) dispostos entre feixes de molas individuais (221), (222) e estrutura de veículo (202), estádentro do escopo da presente invenção a utilização de um diferente projeto para cada posição de casquilho (mancal) se desejado for.

[038] O atamento de gancho de mola sendo ilustrado nas Figuras 3A - 3C é intencionado para uma extremidade dianteira da montagem de mola, que é conectada para a estrutura de veículo (202) por um gancho de mola (207). Entretanto, a solução pode também ser utilizada para a extremidade traseira da montagem de mola, que é conectada para a estrutura de veículo (202) por um elo (210) dispo sto entre os circuitos (loops) traseiros dos feixes de molas individuais (221, 222)e um atamento de elo de mola (211) conectado para a estrutura de veículo (202).

[039] A conexão de gancho de mola (227) referenciada na Figura 2B é proporcionada com um casquilho (mancal) de articulação (301) compreendendo um componente de metal interno (302) e um par de casquilhos (mancais) elastoméricos (303, 304) com luvas de metal externas associadas (305, 306).O componente de metal interno (302) inclui uma seção central genericamente cilíndrica (307) e um par de seções genericamente retangulares (308), uma seção (308) sendo disposta em cada extremidade da seção central (307). Cada seção retangular (308) possui uma abertura (309) se estendendo através dela que é utilizada para assegurar o casquilho (mancal) de articulação (301) para uma conexão de gancho de mola apropriada, ou abraçadeira de gancho de mola. A seção central (307) é proporcionada com um flange radial central (310), que forma um espaçador. A largura do flange radial central (310) é igual para o espaçamento desejado entre os feixes de molas individuais (221, 222). Também, aextensão radial do flange radial central (310) é preferivelmente igual para a ou de menos do que a espessura das seções adjacentes dos feixes de molas individuais (221, 222). O flange radial central (310) pode ser uma parte de uma seção central forjada ou compreender um componente configurado em anel separado soldado ou de outra forma atado para a seção central. Enquanto a seção central (307) seja ilustrada como uma seção sólida genericamente cilíndrica, está dentro do escopo da presente invenção a utilização de um projeto (design) de metal interno tubular, um pino configurado em bola ou qualquer outro projeto, se desejado for. Se um metal interno tubular é utilizado, seções genericamente retangulares (308) podem ser eliminadas e um parafuso de lado a lado pode ser utilizado para assegurar o casquilho (mancal) de articulação para a estrutura. Neste caso, o flange pode compreender um componente configurado em anel separado como indicado anteriormente.

[040] Os casquilhos (mancais) elastoméricos (303, 304)são membros anulares, que são localizados entre o componentede metal interno (302) e suas respectivas luvas de metal externas (305, 306) sobre ambas as laterais do flange radialcentral (310). O diâmetro livre dos casquilhos (mancais) elastoméricos (303, 304) é maior do que o espaço entre ocomponente de metal interno (302) e as luvas de metal externas (305, 306) de maneira tal que uma compressão deporcentagem especificada é aplicada para os casquilhos (mancais) elastoméricos (303, 304) quando montados para ocasquilho (mancal) de articulação (301). A montagem do casquilho (mancal) de articulação (301) pode ser concretizada por primeiros casquilhos (mancais) elastoméricos de aglutinação (303, 304) para o componente de metal interno(302) sobre ambas as laterais do flange radial central (310) e, então, inserção desta combinação para cada das luvas de metal externas (305, 306). Um outro método de montagem decasquilho (mancal) de articulação (301) deveria ser primeiramente aglutinar casquilhos (mancais) elastoméricos dentro de cada luva de metal externa (305, 306) e, então,inserção do componente de metal interno (302) para o respectivo casquilho (mancal) elastomérico (303, 304). Apresente invenção pode utilizar ambos os métodos de montagem. Os casquilhos (mancais) elastoméricos podem ser aglutinados tanto para o componente de metal interno (302) ou quanto para as luvas de metal externas (305, 306); podem ser aglutinadostanto para o componente de metal interno (302) ou quanto para as luvas de metal externas (305, 306) ou podem ainda sermontados para o componente de metal interno (302) ou quanto para a luva de metal externa (305, 306) sem aglutinação.

[041] Em concordância com um primeiro exemplo, cada luva de metal externa (305) é parte de um corpo configurado em copo (taça), como indicado na lateral esquerda do flange (310) na Figura 3B. Neste caso, dois corpos configurados em copo idênticos e opostos deveriam ser montados em cima do componente de metal interno (302) com os casquilhos (mancais) elastoméricos (303, 304) a partir de extremidades opostas dereferido componente de metal interno (302). Os corpos configurados em copo são formados pela luva de metal externa (305) e uma parede radial (311) localizada nas extremidades externas, opostas, das respectivas luvas de metal externas (305). A parede radial (311) se estende em direção da, mas não em contato com a, seção central (307).

[042] Em concordância com um segundo exemplo, mostrado na Figura 3B, as luvas de metal externas (305, 306) fazem parte de um primeiro corpo e de um segundo corpo configurado em copo sobre ambas as laterais do flange radial central (310). O primeiro corpo configurado em copo compreende uma primeira luva na forma da luva de metal externa (305) e uma parede radial (311) localizada na extremidade externa das luvas de metal externas (305). A parede radial (311) se estende em direção da, mas não em contato com a, seção central (307). O primeiro corpo configurado em copo engloba o primeiro casquilho (mancal) elastomérico (303). O segundo corpo configurado em copo compreende uma segunda luva (306)e uma cobertura (312) na forma de uma parede anular (313)que possui um flange se estendendo externamente (314) na extremidade externa da segunda luva (306). A segunda luva (306) pode também incluir uma porção escalonada opcional (315) adj acente para sua extremidade externa de maneira a compensar para distorção de mola. O corpo configurado em copo (306, 313) é montado ao longo do (sobre o) segundo casquilho(mancal) elastomérico (304). Devido para o fato de que o flange (314) se estende externamente, o casquilho (mancal) elastomérico (304) pode ser montado a partir desta extremidade em flange. O flange se estendendo externamente (314) é formado precedentemente para a montagem do corpo configurado em copo (306, 313) e do segundo casquilho(mancal) elastomérico (304). A extremidade em flange do corpo configurado em copo (306, 313) possibilita para a montagemdo corpo configurado em copo (306, 313) e do casquilho(mancal) elastomérico (304). Uma vez que estes dois componentes sejam montados, a cobertura (312) é assegurada para o flange se estendendo externamente (314) para completar o encapsulamento do casquilho (mancal) elastomérico (304).

[043] A parede anular (313) possui uma porção de anel (320), uma porção contornada (321) e uma pluralidade de porções de ondulação se estendendo externamente (322). A porção de anel (320) é disposta adjacente para o flange (314) e as porções de ondulação (322) são encurvadas em torno do flange (314) como é mostrado na Figura 3B para assegurar a parede anular (313) para a segunda luva (306) para formar o corpo configurado em copo (306, 313). A porção contornada(321) proporciona a superfície de emparelhamento para o segundo casquilho (mancal) elastomérico (304) e irá, por conseqüência, controlar a taxa de mola para o casquilho (mancal) de articulação (301) por controle do encapsulamento e da deformação do casquilho (mancal) elastomérico (304). Uma outra vantagem associada com o casquilho (mancal) de articulação (301) é a de que movimentação axial do casquilho(mancal) de articulação (301) com respeito para os feixes demolas individuais (221, 222) é limitada em uma direção devida para o fato do flange (314) e da cobertura (312). Devido para o fato do carregamento axial para um casquilho (mancal) de articulação ser significativamente mais alto em uma direção, o casquilho (mancal) de articulação (301) pode ser montado para os feixes de molas individuais (221, 222) na direçãoapropriada de uma maneira tal que o flange (314) e a cobertura (312) podem resistir ao carregamento axialsignificativamente mais alto.

[044] Quando de adaptação do atamento de feixe de molas dianteiro a partir de se fixação (ajuste) de um feixe de molas único padrão (standard) para fixar (ajustar) uma montagem de feixe de molas em concordância com a presente invenção, é meramente requerido substituir a conexão de gancho de mola padrão (standard) por uma conexão de mola padrão (standard) como mostrado nas Figuras 3A - 3C. Como indicado anteriormente, esta conexão de gancho de mola pode também ser utilizada para o atamento de feixe de molas traseiro.

[045] A Figura 4 mostra uma vista em perspectiva expandida (alçada) de um atamento de eixo de rodas (401) parauma montagem de eixo de rodas (402) conectada para umamontagem de feixe de molas em concordância com a presenteinvenção. A montagem de eixo de rodas é intencionada para umveículo comercial com um eixo de rodas dianteiro único (403) possuindo uma montagem de feixe de molas compreendendo umpar de feixes de molas paralelos espaçados (401, 405) sobrecada lateral (uma delas mostrada) de uma estrutura de veículo (ver a Figura 2B). O eixo de rodas (403) preferivelmente possui um coxim de montagem alargado (aumentado) (406) na área adjacente para a extremidade do eixo de rodas (403). O propósito fundamental para o coxim de montagem (406) é o de proporcionar uma localização de montagem para os feixes demolas (404, 405). Na medida em que o peso de um caminhão estárepousando sobre as molas (404, 405), o coxim de montagem(406) está fundamentalmente recebendo uma carga de mancal (rolamento) de peso. Como é bem conhecido, grampos (travas) de parafusos configurados em (U) (407, 408) são adaptadospara engatar um bloco de mola (409) sobre o topo das molas (404, 405) e travar firmemente as partes juntamente.

[046] Os grampos de parafusos configurados em (U) (407,408) passam através de correspondentes aberturas (410) no coxim de montagem (406) com um encaixe de prendedor com folga e são presos por porcas (não mostradas) na lateral de baixo do coxim de montagem (406). Todos os grampos de parafusos configurados em (U) (407, 408) são intencionados para assegurar que as molas permaneçam centradas sobre o coxim de montagem (406) e são travados firmemente para prevenir movimentação relativa. Não existe nenhuma função de localização crítica associada com os grampos de parafusos configurados em (U) (407, 408). A força ascendente da carroceria de caminhão contra os grampos de parafusos configurados em (U) (407, 408) atuando através da mola (404, 405) é l imitada para momento ascendente e forças centrífugas relativamente menores na medida em que o caminhão se movimenta ao longo de lombadas (irregularidades) e em torno de curvas.

[047] Uma abertura de localização única (411) é formada no eixo de rodas padrão (standard) (403) no coxim de montagem (406). Isto é utilizado para possibilitar que as molas (404, 405) venham a ser localizadas com respeito para o coxim de montagem (406) durante montagem. Um pino de localização (412) montado na abertura (411) se e stende ascendentemente a partir do coxim de montagem (406) e é ajustado (fixado) com um espaçador cilíndrico (413) colocado em cima do pino de localização (412). Um pára-choque (414) é proporcionado sobre o topo do bloco de mola (409) para absorção do choque no evento em que a carga de veículo provoca que as molas (404, 405) venham de baixo para cima. O atamento de eixo de rodas (401) adicionalmente compreende uma placa de montagem (415) com porções de saia dianteira e traseira (416, 417), respectivamente, se estendendo descendentemente em contato com as superfícies dianteira e traseira do coxim de montagem (406). No exemplo mostrado, a placa de montagem (415) é proporcionada com um atamento (418) para uma escora de suspensão (“214”; Figura 2B), mas deveria também ser possível utilizar uma mola a ar para este propósito.

[048] Localizada centralmente na placa de montagem (415) está uma abertura de localização (419) alinhada com a abertura central (411) sobre o coxim de montagem (406). O pino de localização (412) é feito a partir de aço endurecidoe possui um módulo de cisalhamento alto o suficiente parasegurar (suportar) as partes rigidamente juntamente. O tamanho do pino de localização (412) e das correspondentes aberturas de localização (411, 419) é calculado para otamanho do carregamento sobre a montagem de eixo de rodas. Os grampos de parafusos configurados em (U) (407, 408) seestendem através das aberturas (420) na placa de montagem (415) com um encaixe de prendedor com folga para assegurar fácil montagem destas partes. O bloco de mola superior (409) e os grampos de parafusos configurados em (U) (407, 408) nãosão requeridos para desempenhar qualquer função de resistência e, por conseqüência, podem ser partes padrão (standard) previamente utilizadas.

[049] Em montagem dos feixes de molas (404, 405) sobreum eixo de rodas padrão (standard) (403), a placa de montagem (415) é colocada ao longo do (sobre o) pino de localização (412) e do espaçador cilíndrico (413). O pino de localização (412) e o espaçador cilíndrico (413) irão se estender para fora da abertura de localização (419) para um espaçamento pré-determinado entre os feixes de molas paralelos (404, 405). A superfície superior do espaçador cilíndrico (413) é preferivelmente localizada nivelada com a ou abaixo da superfície superior da respectiva mola (404, 405). O pino de localização (412) se estende ascendentemente a partir do coxim de montagem (406) nivelado com a ou acima da superfície superior do espaçador cilíndrico (413). No último caso, um recesso é proporcionado na superfície inferior do bloco de mola (409). O espaçador cilíndrico (413) pode ser atado para o pino de localização (412) por intermédio de um encaixe de força ou por intermédio de roscas de cooperação.

[050] Alternativamente, o espaçador cilíndrico (413) pode ser colocado em cima do pino de localização (412) e em contato com a superfície superior da placa de montagem (415). Em concordância com uma alternativa adicional da presente invenção, o espaçador cilíndrico (413) pode ser uma parte integral da placa de montagem (415).

[051] Quando de adaptação do atamento de eixo de rodas (401) a partir de encaixe (montagem) de um feixe de molas único padrão (standard) para encaixe (montagem) de uma montagem de feixe de molas em concordância com a presente invenção, é meramente requerido ampliar (aumentar) a abertura de localização (411) na placa de montagem (415) e atar o espaçador cilíndrico (413) para o pino de localização (412).

[052] A Figura 5 mostra uma seção transversal através da montagem de eixo de rodas (401) entre os grampos de parafusos configurados em (U) (407, 408). A Figura 5 mostra os grampos de parafusos configurados em (U) (407, 408) segurando (suportando) o bloco de mola (409), os feixes de molas (404, 405) e a placa de montagem (415) em cima do eixo de rodas (403). Os grampos de parafusos configurados em (U) (407, 408) são presos por porcas (511, 512) na lateral de baixo do coxim de montagem (406). Os componentes são localizados pelo pino de localização (412) e pelo espaçador cilíndrico (413). O pino de localização (412) se estende ascendentemente para um recesso que é proporcionado na superfície inferior do bloco de mola (409). O espaçador cilíndrico (413) é localizado imediatamente abaixo da superfície superior da respectiva mola (404, 405).

[053] A presente invenção não é limitada para as concretizações anteriormente descritas, mas pode ser variada livremente e aqueles especializados no estado da técnica irão apreciar que muitas outras diferentes formas com um número de modificações, variações e mudanças são conceptíveis sem afastamento a partir do espírito inventivo e do escopo de proteção como estabelecido pelas reivindicações de patente acompanhantes.

Claims

1. Montagem de feixe de molas de suspensão de veículo disposta para ser montada na direção longitudinal do veículo, sobre ambas as laterais do mesmo, referida montagem de feixe de molas possuindo uma primeira extremidade (223, 224), que é disposta para conexão articulável à uma primeira abraçadeira (207) sobre o veículo; e uma segunda extremidade (225, 226), que é disposta para conexão a um elo de mola (210) sobre o veículo, em que referida montagem de feixe de molas é disposta para ser conectada a um eixo de rodas (212) se estendendo transversalmente de referida montagem de feixe de molas em uma posição intermediária da primeira e da segunda extremidades de referida montagem de feixe de molas, caracterizada pelo fato de que a montagem de feixe de molas compreende dois feixes de molas individuais (221, 222) dispostos lado a lado com um espaçamento pré-determinado e se estendendo entre referida primeira e segunda extremidades (223, 224; 225, 226), em que a montagem de feixe de molas de suspensão de veículo adicionalmente compreende um pino localizador para manutenção do espaçamento pré-determinado entre as molas, o pino localizador se estendendo em um espaçamento pré-determinado entre os dois feixes de molas individuais (221, 222).

2. Montagem de feixe de molas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que referida montagem de feixe de molas é disposta para substituir um feixe de molas único, onde a largura total da montagem de feixe de molas é igual a largura do feixe de molas único.

3. Montagem de feixe de molas, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que cada feixe de molas individual (221, 222) possui uma largura pré- determinada selecionada dentro da faixa de 25 % a 45 % da largura total da montagem de feixe de molas.

4. Montagem de feixe de molas, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que os feixes de mola individuais (221, 222) possuem uma largura e uma espessura em qualquer posição ao longo de suas extensões selecionadas de maneira que o segundo momento de inércia (Ix; Iy) da montagem de feixe de molas nos planos vertical e horizontal é pelo menos igual para aquela de um feixe de molas individual (221, 222) com a mesma largura total.

5. Montagem de feixe de molas, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que cada feixe de molas individual compreende um olho de mola (223, 224; 225, 226) na primeira e na segunda extremidades da montagem de feixe de molas, e de que cada olho de mola (223, 224; 225, 226) é montado sobre um casquilho comum (301) compreendendo um primeiro espaçador central (310) com uma largura igual à do espaçamento pré-determinado.

6. Montagem de feixe de molas, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que os feixes de molas individuais (221, 222) são dispostos lado a lado com um espaçamento pré-determinado na posição intermediária, separados por um segundo espaçador (413) com uma largura igual à do espaçamento pré-determinado.

7. Suspensão de veículo compreendendo um par de montagens de feixe de molas disposto para se estender longitudinalmente sobre laterais opostas de uma estrutura de veículo (202), cada montagem de feixe de molas possuindo uma primeira extremidade (223, 224) articularmente conectada ao veículo com uma primeira abraçadeira (207) atada rigidamente a estrutura (202) em uma primeira posição; e uma segunda extremidade (225, 226) conectada a estrutura de veículo com um elo de mola (210) articuladamente conectado a uma segunda abraçadeira (211) atada rigidamente a estrutura (202) em uma segunda posição, de maneira a compensar para mudanças de comprimento do feixe de molas sob condições de carga, referida suspensão adicionalmente compreendendo um eixo de rodas (212) se estendendo transversamente da estrutura de veículo, eixo de rodas (212) que é montado para cada feixe de molas (221, 222) em uma posição intermediária de suas primeira e segunda extremidades (223, 224; 225, 226), e um recurso de amortecedor (114; 214) montado entre o eixo de rodas (109; 212) e a estrutura de veículo (102; 202), caracterizada pelo fato de que referida montagem de feixe de molas compreende dois feixes de molas individuais (221, 222) dispostos lado a lado com um espaçamento pré-determinado e se estendendo entre referidas primeira e segunda extremidades (223, 224; 225, 226), em que a montagem de feixe de molas de suspensão de veículo adicionalmente compreende um pino localizador para manutenção do espaçamento pré-determinado entre as molas, o pino localizador se estendendo em um espaçamento pré-determinado entre os dois feixes de molas individuais (221, 222).

8. Suspensão de veículo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que referida montagem de feixe de molas é disposta para substituir um feixe de molas único, onde a largura total da montagem de feixe de molas é igual a largura do feixe de molas único.

9. Suspensão de veículo, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizada pelo fato de que cada feixe de molas individual (221, 222) possui uma largura pré- determinada selecionada dentro da faixa 25 % a 45 % da largura total da montagem de feixe de molas.

10. Suspensão de veículo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 7 a 9, caracterizada pelo fato de que os feixes de molas individuais (221, 222) possuem uma largura e uma espessura em qualquer posição ao longo de suas extensões selecionadas de maneira que o segundo momento de inércia (Ix; Iy) da montagem de feixe de molas nos planos vertical e horizontal é pelo menos igual para aquela de um feixe de molas individual único com a mesma largura total na mesma posição.

11. Suspensão de veículo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 7 a 10, caracterizada pelo fato de que cada feixe de molas individual (221, 222) compreende um olho de mola (223, 224; 225, 226) na primeira extremidade da montagem de feixe de molas, e de que cada olho de mola é montado sobre um casquilho comum (301) compreendendo um primeiro espaçador central (310) com uma largura igual ao espaçamento pré-determinado.

12. Suspensão de veículo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 7 a 11, caracterizada pelo fato de que os feixes de mola individuais (221, 222) são dispostos lado a lado com um espaçamento pré-determinado na posição intermediária, separados por segundo espaçador (413) fazendo parte de um atamento de eixo de rodas conectando o eixo de rodas (212; 403) a montagem de feixe de molas.

13. Veículo, caracterizado pelo fato de que referido veículo é proporcionado com uma suspensão conforme definida em qualquer uma das reivindicações 7 a 12.