BR112016009320B1 - Braço de suspensão para veículo automotivo, e, veículo - Google Patents

Abstract

BRAÇO DE SUSPENSÃO PARA VEÍCULO AUTOMOTIVO, E, VEÍCULO. A invenção refere-se a um braço de suspensão (1) para veículo automotivo formado de um braço (3), um elemento de suporte (2) de rótula e elementos de retenção (4) formando pontos de fixação do braço (3) com o elemento de suporte (2), no qual pelo menos dois planos (P1, P2) tangentes à interface de fixação a nível de dois elementos de retenção (4) são distintos.

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um braço de suspensão para veículo automotivo, bem como a um veículo equipado com tal braço.

[0002] Tradicionalmente, um braço de suspensão é um órgão do chassi que liga um suporte de roda (dianteira ou traseira) de um veículo, como uma junta de direção, à carroceria do veículo ou um berço fixado na carroceria.

[0003] Mais precisamente, o braço de suspensão estende-se transversalmente desde o chassi, ao qual ele é fixado por uma ligação de pivô ou rótula, em direção a uma roda do veículo à qual ele é ligado por meio da junta de direção, estando apto a assegurar a rotação da roda.

[0004] Esta ligação pivô é assegurada por uma rótula compreendida em um alojamento a nível do braço de suspensão, que é ligado ao suporte de roda por intermédio de um prolongamento ou braço de rótula.

[0005] Tal braço de suspensão está previsto para autorizar um movimento vertical e de retrocesso da roda em relação ao chassi do veículo, de modo a assegurar um máximo de conforto aos ocupantes ao absorver, pelo menos, uma parte das forças estáticas e dinâmicas transversais e longitudinais que se exercem sobre a roda do veículo, em particular quando do deslocamento deste último.

[0006] Este braço de suspensão, também chamado triângulo de suspensão devido ao seu formato triangular, comporta, portanto, duas ligações pivôs com eixos longitudinais e/ou verticais confundidos sobre o chassi e a ligação pivô ou de rótula sobre a junta de direção da roda à qual ele é ligado.

[0007] Visando reforçar a rigidez deste tipo de braço de suspensão, é conhecido que ele seja formado de um braço como, por exemplo, um braço inferior, e um elemento de suporte de rótula igualmente chamado caixa de rótula ou ainda paleta. O elemento de suporte de rótula é montado solidário sobre uma extremidade do braço inferior orientado em direção à roda sendo fixada por elementos de retenção a nível de uma zona de ligação do braço de suspensão.

[0008] No entanto, este tipo de braço de suspensão apresenta um inconveniente principal quando a roda, à qual ele é ligado, sofre uma colisão lateral ou longitudinal. Com efeito, a energia resultante de tal colisão é, em parte, absorvida pelo braço de suspensão a nível da zona de ligação que é susceptível de sofrer uma deformação plástica de tipo dobrável provocando, então a descapsulagem da rótula de seu alojamento, este termo significando uma dessolidarização do pivô de rótula de sua caixa. Tal descapsulagem torna o veículo inoperante e pode ser a origem de um grave acidente porque o veículo se torna incontrolável após tal colisão com o braço de suspensão montado a nível do trem dianteiro do veículo.

[0009] A presente invenção tem por objeto remediar a totalidade ou parte dos diferentes inconvenientes citados previamente.

[0010] Um dos objetivos da invenção consiste, portanto, propor um braço de suspensão para veículo automotivo que permite evitar este risco de dano, notadamente quando de uma colisão lateral ou longitudinal.

[0011] Uma vantagem do braço de suspensão, de acordo com a invenção, é apresentar características que autorizam a sua implementação em diferentes modelos de veículos tendo, notadamente, massas diferentes.

[0012] A invenção refere-se a um braço de suspensão para veículo automotivo formado de um braço, um elemento de suporte de rótula e elementos de retenção formando pontos de fixação do braço com o elemento de suporte, no qual pelo menos dois planos tangentes à interface de fixação a nível de dois elementos de retenção são distintos.

[0013] Em outras modalidades: - a zona de ligação apresenta uma seção transversal em forma de Q; - o braço comporta uma parte oca tendo um fundo com uma abertura; - o braço comporta três extremidades; - cada rebordo comporta uma segunda aba cuja altura evolui ao longo do braço; - o fundo da parte oca é formado de primeira e segunda partes apresentando profundidades diferentes, as quais são ligadas entre elas por uma peça estampada interior; - a zona de ligaçao é formada por zonas de montagem do elemento de suporte e a primeira extremidade do braço, as quais zonas de montagem apresentam formas complementares; - o braço compreende três partes de fixação das quais duas estão compreendidas em um mesmo plano, e - o braço de suspensão tem uma forma sensivelmente triangular.

[0014] A invenção refere-se também a um veículo compreendendo tal braço de suspensão.

[0015] Outras vantagens e características da invenção aparecerão melhor com a leitura da descrição de uma modalidade preferida abaixo, com referência às figuras, realizada a título de exemplo indicativo e não limitativo:

[0016] - Figura 1 é uma vista de perfil de um braço de suspensão, de acordo com a modalidade da invenção;

[0017] - Figura 2 é uma vista de baixo do braço de suspensão, de acordo com a modalidade da invenção, e

[0018] - Figuras 3 e 4 são vistas do braço de suspensão, de acordo com a modalidade da invenção, deformado após uma colisão;

[0019] - Figura 5 é uma vista esquemática de um corte parcial ao longo de uma linha A1-A1 da figura 1 de uma interface de fixação do braço de suspensão, de acordo com a modalidade da invenção, e

[0020] - Figura 6 é outra vista esquemática de um corte parcial de uma variante da interface de fixação do braço de suspensão, de acordo com a modalidade da invenção.

[0021] Nas figuras 1 e 2, o braço de suspensão 1 é formado de um braço 3, por exemplo, aqui, um braço inferior, tendo o formato de um triângulo sensivelmente isosceles e um elemento de suporte 2 de rótula. Este braço de suspensão 1 tem, portanto, igualmente uma forma sensivelmente triangular.

[0022] O braço inferior 3 comporta três extremidades 5, 6, 7 e uma parte oca 8, e é provido com dois rebordos 11 laterais, que se estendem da primeira extremidade 5 a cada uma da segunda 6 e terceira 7 extremidades.

[0023] As segunda 6 e terceira 7 extremidades são fixadas ao chassi em rotação em torno de um eixo sensivelmente longitudinal, por exemplo, sendo ligadas a uma longarina (não representada) do chassi.

[0024] A primeira extremidade 5 deste braço inferior 3 é orientada em direção à roda do veículo, seguindo um eixo se estendendo sensivelmente ao longo do eixo longitudinal deste braço inferior 3. Ela comporta uma zona de montagem munida com orifícios, quando o elemento de suporte 2 de rótula deve ser montado solidário a este braço inferior 3 por fixação com cavilhas ou rebites, como descrito a seguir.

[0025] O braço de suspensão 1 comporta uma zona de ligação B, visível na Figura 1, a nível da qual o elemento de suporte 2 é ajustado à primeira extremidade 5 do braço inferior 3. Esta zona de ligação B comporta, pelo menos, duas partes de fixação C. Estas partes de fixação C são, portanto, porções da zona de ligação B que são aptas a cooperar com os elementos de retenção 4, a fim de que o elemento de suporte 2 seja mantido fixado mecanicamente ao braço inferior 3.

[0026] Nesta modalidade, esta zona de ligação B comporta três partes de fixação C visíveis na Figura 2, as quais partes C compreendem, cada uma, um elemento de retenção 4. Estes elementos de retenção 4 permitem assegurar uma montagem solidária do elemento de suporte 2 ao braço inferior 3 a nível das partes de fixação C por meio de fixação com rebites, cavilhas ou ainda por solda.

[0027] A parte oca 8 do braço inferior 3 apresenta o formato de uma cubeta apresentando uma seção transversal em forma de U. O fundo desta parte oca 8 é ligado por paredes 12 aos dois rebordos 11 laterais.

[0028] Este fundo é provido com uma abertura 10 permitindo, por exemplo, remover um liquido como água, que poderia estar localizado na parte oca 8 deste braço inferior 3. A forma desta abertura 10 é, de modo não limitativo, sensivelmente triangular.

[0029] O fundo desta parte oca 8 é constituído por duas partes 9a, 9b, notadamente visíveis na Figura 2, apresentando profundidades diferentes e que são ligadas entre si por uma peça estampada interior 9c.

[0030] A primeira parte 9a deste fundo apresenta uma profundidade maior que a da segunda parte 9b. Na Figura 2, pode-se observar, notadamente, que a profundidade da primeira parte 9a deste fundo é sensivelmente constante enquanto que a da segunda parte 9b do fundo decresce à medida que se aproxima da primeira extremidade 5 do braço inferior 3. Esta segunda parte 9b é inclinada em comparação com a primeira parte 9a deste fundo.

[0031] Com efeito, cada uma destas primeira 9a e segunda 9b partes está contida em um plano. Estes planos formam entre si um ângulo compreendido entre cerca de 0 e 5 graus, preferivelmente 3 graus. A definição deste ângulo permite notadamente configurar a resistência à colisão do braço de suspensão 1.

[0032] Nas Figuras 1 e 2, cada rebordo 11 do braço inferior 3 é formado de duas abas 11a e 11b. Mais precisamente, ele compreende a primeira aba 11a podendo ser sensivelmente horizontal e/ou plana ligando cada parede 12 à segunda aba 11b sensivelmente vertical e/ou plana. Cada primeira aba 11a pode ser perpendicular ao mesmo tempo à segunda aba 11b e à parede 12 da parte oca 8. A segunda aba 11b é então sensivelmente paralelo à parede 12 da parte oca 8 do braço inferior 3 à qual ela é ligada a partir desta primeira aba 11a.

[0033] O braço inferior 3 é feito de material metálico. Preferivelmente, ele é formado de uma ou várias folhas de chapa.

[0034] Como foi visto, o elemento de suporte 2 é montado solidário com o braço inferior 3 a partir de elementos de retenção 4 dispostos a nível das partes de fixação C da zona de ligação B. Este elemento de suporte 2 visível nas Figuras 3 e 4, é provido com uma zona de montagem e um alojamento 15, previsto para receber uma rótula 13.

[0035] A zona de montagem deste elemento de suporte 2 apresenta um formato que é complementar ao da primeira extremidade 5 do braço inferior 3. Em outros termos, a zona de montagem do elemento de suporte 2 casa perfeitamente com o formato das paredes 12 e as duas primeiras abas 11a presentes a nível desta primeira extremidade 5, bem como a de uma porção da segunda parte 9b do fundo da parte oca 8 situada a nível da zona de montagem deste braço inferior 3.

[0036] A zona de ligação B do braço de suspensão 1, que é constituída pela montagem das zonas de montagem do elemento de suporte 2 e do braço inferior 3, apresenta, então, uma seção transversal em forma de Q que permite aumentar a inércia localmente no nível desta zona B do braço de suspensão 1.

[0037] Quando o elemento de suporte 2 é montado solidário no braço inferior 3 por fixação com cavilhas, então ele é munido com orifícios a nível de sua zona de montagem.

[0038] Em tal configuração, os elementos de retenção 4 são parafusos cooperando com porcas, os quais parafusos são aptos a atravessar os orifícios dispostos nas zonas de montagem do braço inferior 3 e do elemento de suporte 2, quando os orifícios de cada zona de montagem são dispostos de modo coaxial uns em relação aos outros. Assim, a zona de ligação B formada pela montagem destas zonas de montagem comporta, então, as partes de fixação C compreendendo, cada uma, um orifício. As superfícies exteriores destas partes de fixação C que correspondem às destas zonas de montagem, são aptas a cooperar com os parafusos inseridos nestes orifícios e as porcas montadas sobre estes parafusos.

[0039] Com efeito, quando desta montagem, um primeiro parafuso permite fixar a zona de montagem do elemento de suporte 2 à porção da segunda parte 9b do fundo da parte oca 8 constituindo a zona de montagem do braço inferior 3. Dois outros parafusos permitem igualmente montar a zona de montagem do elemento de suporte 2 nos rebordos 11, notadamente nas primeiras abas 11a.

[0040] Nas Figuras 1 e 2, os elementos de retenção 4 formam com as partes de fixação C, com as quais eles cooperam, pontos de fixação: um ponto de fixação central e dois pontos de fixação periféricos. As partes de fixação C e, portanto, os pontos de fixação, são deslocados em altura devido à forma particular da zona de ligação B do braço de suspensão 1. Com efeito, pelo menos duas partes de fixação C estão compreendidas em planos P1, P2, que são então tangentes a uma interface de fixação a nível dos elementos de retenção 4. Entende-se por “interface de fixação”, uma superfície a nível da qual o braço inferior 3 e o elemento de suporte 2 de rótula estão em contato, notadamente a nível dos pontos de fixação.

[0041] Estes planos P1, P2, visíveis na Figura 5, podem ser paralelos e apresentar, então, um desvio H de cerca de 5 a 10 mm e preferivelmente de 7 mm. Nesta configuração da zona de ligação B, onde as duas partes de fixação estão compreendidas em planos P1, P2 paralelos, o desvio H corresponde à distância entre os dois planos P1, P2.

[0042] Em uma configuração da zona de ligação B, visível na Figura 6, onde as duas partes de fixação estão compreendidas em planos P1, P2 não paralelos, o desvio H corresponde à menor das distâncias entre os pontos de fixação medidos perpendicularmente a cada um dos planos P1, P2. Além disso, eles têm um desvio angular β que está compreendido entre cerca de 10 e 45, preferível com 30 graus.

[0043] Os dois elementos de retenção 4, cooperando com estas partes de fixação C resultando da montagem da zona de montagem do elemento de suporte 2 com as primeiras abas dos rebordos 11 do braço inferior 3, formam os dois pontos de fixação periféricos que estão compreendidos no mesmo plano P2. O elemento de retenção 4, cooperando com a parte de fixação formada pela montagem da zona de montagem do elemento de suporte 2 com a porção da segunda parte 9b do fundo da parte oca 8, forma o ponto de fixação central. Assim, este ponto de fixação central está compreendido no plano P1 apresentando o desvio H com o plano P2 compreendendo os pontos de fixação periféricos.

[0044] Na figura 2, o ponto de fixação central apresenta, com cada um dos pontos de fixação periféricos, respectivamente, desvios d1 e d2 sensivelmente similares que são de cerca de 30 mm a 50 mm e preferivelmente de 35 mm. A soma destes desvios d1 e d2 corresponde à distância d que está entre os pontos de fixação periféricos.

[0045] Quando de uma variante, apenas dois pontos de fixação asseguram a montagem solidária do elemento de suporte 2 sobre o braço inferior 3, estes correspondem, então, aos pontos de fixação central e periférico. Tal configuração é particularmente adaptada às colisões laterais que podem sofrer a roda e, por extensão, o braço de suspensão 1 ao qual ela é ligada.

[0046] Compreende-se, portanto, que a montagem solidária do elemento de suporte 2 com o braço inferior 3 é feita com a sobreposição dos pontos de fixação e, portanto, dos elementos de retenção 4 cooperando com partes de fixação C.

[0047] Assim, como foi visto previamente, o elemento de suporte 2 comporta o alojamento 15 previsto para receber de rótula 13. O alojamento 15 é ilustrado nas figuras 3 e 4 sobre as quais a rótula 13 não foi representada, a fim de que o alojamento 15 possa ser representado.

[0048] O alojamento 15 apresenta uma forma sensivelmente cilíndrica e oca e possui uma abertura 10 em seu topo. Este alojamento 15 e, notadamente, seu fundo 16, visível na Figura 2, está compreendido sensivelmente em um mesmo plano que a segunda parte 9b do fundo da parte oca 8 da zona de montagem do braço inferior 3.

[0049] Este alojamento 15 compreende, igualmente, um elemento de apoio 14 constituindo uma extremidade do elemento de suporte 2, que está situada em projeção da circunferência da parede cilíndrica do alojamento 15. Nota-se que este elemento de apoio 14 é apto, notadamente quando de uma colisão lateral sofrida pela roda, a tomar apoio sobre uma superfície interior de um disco de freio montado a nível desta roda e orientado em direção ao interior do veículo defronte da junta de direção e do elemento de suporte 2. Tal elemento de apoio contribui para dirigir a deformação programada do braço de suspensão 1.

[0050] A rótula 13, que é disposta móvel neste alojamento 15, é ligada à junta de direção por intermédio de um prolongamento ou braço de rótula a fim de assegurar uma ligação pivô com este último.

[0051] Nota-se que a rótula 13 e o elemento de suporte 2 apresentam eixos longitudinais que são sensivelmente perpendiculares.

[0052] O elemento de suporte 2 é obtido a partir de material metálico, por exemplo, ferro fundido ou aço forjado.

[0053] Com referência à Figura 1, o braço de suspensão 1 pode comportar um elemento de reforço 17. Este elemento de reforço 17 é preferivelmente disposto a nível do braço inferior 3 e, em particular, cada uma de suas extremidades é fixada sobre um rebordo 11 do braço inferior 3, notadamente sobre a primeira aba 11a deste rebordo 11.

[0054] Nas Figuras 3 e 4, são representadas vistas do braço de suspensão 1 deformado após uma colisão.

[0055] Assim como já foi lembrado, esta colisão pode ser longitudinal ou ainda lateral. Quando a roda sofre tal colisão, ela esmaga-se contra o braço de suspensão 1 absorvendo uma certa parte da energia do impacto. Sob o efeito desta colisão, o braço de suspensão 1 deforma-se.

[0056] Na Figura 3, o braço de suspensão 1 ilustrado foi deformado sob a ação de uma colisão longitudinal e o representado na Figura 4 sob a ação de uma colisão lateral.)

[0057] Tal deformação do braço de suspensão 1 é dirigida ao longo de uma linha fictícia 18 de deformação visível nestas Figuras 3 e 4. Esta linha fictícia 18 de deformação atravessa o braço inferior 3 a nível dos rebordos 11 e da abertura 10 deste último. Esta linha fictícia 18 de deformação está compreendida em uma zona A, dita de fusibilidade, que está localizada a nível do braço inferior 3 e não a nível da zona de ligação B do braço de suspensão 1, como é o caso na técnica anterior. Mais precisamente, esta zona de fusibilidade A está situada sobre o braço inferior 3 entre a extremidade da zona B e as articulações 6 e 7 e, mais precisamente, na zona 9c.

[0058] A localização desta linha fictícia 18 na zona de fusibilidade A resulta em parte do deslocamento dos elementos de retenção 4 que estão compreendidos nos planos P1, P2 distintos e tangentes à interface de fixação. Com efeito, este deslocamento resultante do fato de que pelo menos duas partes de fixação C estão compreendidas nos planos P1, P2 diferentes, permite levar a inércia a nível da zona de ligação B do braço de suspensão 1.

[0059] Compreende-se, portanto, que esta zona de ligação B apresenta uma resistência às colisões laterais e longitudinais do braço de suspensão 1, que é considerável em comparação com as outras partes deste braço 1, como notadamente as situadas a nível da abertura 10. Graças à esta configuração, afasta- se a zona de fusibilidade A do braço de suspensão 1 do elemento de suporte 2 e, portanto, da rótula 13, evitando, assim, a sua descapsulagem do alojamento 15.

[0060] Assim, com uma zona de fusibilidade A localizada a nível do braço inferior 3, a ligação do braço de suspensão 1 com a junta de direção é conservada após um choque lateral ou longitudinal.

[0061] Com vantagem, quando o braço de suspensão 1 é deformado, não é mais necessário modificar o mesmo completamente tendo em vista reparar um veículo que teria sofrido uma colisão lateral ou longitudinal. Com efeito, uma simples mudança do braço inferior é, então, suficiente porque o elemento de suporte 2 do braço de suspensão 1 não fica danificado.

[0062] Além disso, o dimensionamento do braço de suspensão 1 pode ser configurado de modo que a linha fictícia 18 de deformação esteja compreendida preferivelmente nesta zona de fusibilidade A.

[0063] Com efeito, a altura h e o comprimento L da segunda aba 11b de cada um dos rebordos 11, o tamanho e/ou o formato da abertura 10 ou ainda o ângulo formado pelos planos compreendendo as primeira 9a e segunda 9b partes do fundo do braço inferior 3 podem ser configurados de modo a poder definir a linha fictícia 18 de deformação que seja compreendida na zona de fusibilidade A e, assim, obter, quando de uma colisão longitudinal ou lateral, uma deformação programada.

[0064] Em complemento, o elemento de reforço lembrado previamente pode ser igualmente adicionado, a fim de contribuir para a definição desta linha fictícia 18 de deformação.

[0065] Tratando-se da segunda aba 11b, nota-se que, aumentando-se sua altura h, aumenta-se a resistência ao esforço da parte do braço inferior 3 onde está compreendida esta segunda aba 11b e, diminuindo-se esta altura h, obtém-se, então, um efeito inverso.

[0066] Do mesmo modo para a abertura 10, aumentando-se o seu tamanho, diminui-se a resistência ao esforço resultante de uma colisão do braço inferior 3 e, inversamente, quando se diminui este tamanho, a resistência ao esforço do braço Inferior 3 aumenta.

[0067] A presente invenção não é limitada à modalidade que foi descrita explicitamente, mas inclui diversas variantes e generalizações contidas no domínio das seguintes reivindicações.

Claims (9)

1. Braço de suspensão (1) para veículo automotivo formado de um braço (3), um elemento de suporte (2) de rótula e elementos de retenção (4) formando pontos de fixação do braço (3) com o elemento de suporte (2), o braço de suspensão compreendendo pelo menos dois planos distintos tangentes à uma interface de fixação a nível de dois elementos de retenção (4), caracterizado pelo fato de compreender uma zona de ligação (b) é formada por zonas de montagem do elemento de suporte (2) e da primeira extremidade (5) do braço (3), as quais zonas de montagem têm formas complementares.

2. Braço de suspensão (1) de acordo com a reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que a zona de ligação (b) apresenta uma seção transversal na forma de Q.

3. Braço de suspensão (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o braço (3) comporta uma parte oca (8) tendo um fundo munido com uma abertura (10).

4. Braço de suspensão (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o braço (3) comporta três extremidades (5, 6, 7).

5. Braço de suspensão (1) de acordo com a reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que cada rebordo (11) comporta uma segunda aba (11b) cuja altura (h) evolui ao longo do braço (3).

6. Braço de suspensão (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizado pelo fato de que o fundo da parte oca (8) é formado de primeira (9a) e segunda (9b) partes apresentando profundidades diferentes, as quais são ligadas entre elas por uma peça estampada interior (9c).

7. Braço de suspensão (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que ele compreende três partes de fixação (C), das quais duas estão compreendidas em um mesmo plano (P2).

8. Braço de suspensão (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que ele tem uma forma sensivelmente triangular.

9. Veículo, caracterizado pelo fato de compreender um braço de suspensão (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8.

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