BR112020003012A2

BR112020003012A2 - barra para conjuntos de suspensão de sistemas de suspensão/eixo de veículo de serviço pesado

Info

Publication number: BR112020003012A2
Application number: BR112020003012-0A
Authority: BR
Inventors: Benedetto A. Naples; Donald R. Hester
Original assignee: Hendrickson Usa, L.L.C.
Priority date: 2017-08-14
Filing date: 2018-08-10
Publication date: 2020-08-11
Also published as: AU2018318057B2; US20190047343A1; EP3668728A1; WO2019036293A1; CA3066280A1; AU2018318057A1

Abstract

Uma barra (218) para um conjunto de suspensão de um sistema de suspensão/eixo de veículo de serviço pesado que inclui espessura de placa e/ou parede reduzida e a área rebaixada (252) para reduzir o peso total da barra. A estrutura da barra (218) habilita uma mola pneumática (224) para ser movida diretamente sobre a barra (18) sem componentes de montagem de mola pneumática adicionais.

Description

“BARRA PARA CONJUNTOS DE SUSPENSÃO DE SISTEMAS DE SUSPENSÃO/EIXO DE VEÍCULO DE SERVIÇO PESADO” REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO RELACIONADO

[001] Este pedido reivindica o benefício do Pedido de Patente Provisório sob no de série U.S. 62/544.942 depositado em segunda-feira, 14 de agosto de 2017.

FUNDAMENTOS CAMPO DA TÉCNICA

[002] A matéria deste pedido refere-se, de modo geral, a conjuntos de suspensão para sistemas de suspensão/eixo de veículos de serviço pesados, como caminhões e caminhões-reboque. Mais particularmente, a matéria deste pedido se refere a barras para conjuntos de suspensão de sistemas de suspensão/eixo de veículo de serviço pesado. Mais especificamente, a matéria deste pedido é direcionada para uma barra para um conjunto de suspensão de um sistema de suspensão/eixo de veículo de serviço pesado que tem uma estrutura otimizada com espessura de placa e/ou parede reduzida e uma área rebaixada, que reduz o peso da barra e, portanto, o peso total do conjunto de suspensão e sistema de suspensão/eixo, ao mesmo tempo em que mantém a funcionalidade e durabilidade da barra. Além disso, a barra inclui uma estrutura que habilita uma mola pneumática para ser montada diretamente sobre a barra, o que elimina a necessidade por componentes de montagem de mola pneumática adicionais, reduzindo, assim, adicionalmente o peso total dos conjuntos de suspensão e, portanto, o sistema de suspensão/eixo, e reduz os custos e complexidade de fabricação exigindo-se menos componentes.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

[003] O use de sistemas de suspensão/eixo do tipo barra rígida de braço dianteiro e traseiro a ar tem sido muito popular na indústria de caminhão- reboque e caminhão de serviço pesado por muitos anos. Embora estes sistemas de suspensão/eixo possam ser encontrados em formas estruturais amplamente variadas, em geral sua estrutura é semelhante em que cada sistema tipicamente inclui um par de conjuntos de suspensão. Em alguns veículos de serviço pesados, os conjuntos de suspensão são conectados diretamente à armação primária do veículo. Em outros veículos de serviço pesados, a armação primária do veículo suporta uma subarmação, e os conjuntos de suspensão se conectam diretamente à subarmação para aqueles veículos de serviço pesados que suportam uma subarmação, a subarmação pode ser não móvel ou móvel, o anterior é referido comumente como uma caixa deslizante, subarmação deslizante, parte inferior da carroceria deslizante, armação deslizante secundária ou rolete oscilante. Para o propósito de concisão e clareza, referência no presente documento será feita a membros principais, com a compreensão de que esta referência é a título de exemplo, e que a matéria revelada se aplica a sistemas de suspensão/eixo de veículo de serviço pesado suspensos de membros principais de armações primárias, subarmações móveis e subarmações não móveis e similares.

[004] Cada conjunto de suspensão de um sistema de suspensão/eixo geralmente inclui uma barra alongada que se estende longitudinalmente. Cada barra está, tipicamente, localizada adjacente a e abaixo de um membro dentre um par de membros principais e uma ou mais travessas que se estendem longitudinalmente separados, que formam a armação do deslizante ou veículo. Mais especificamente, cada barra está conectada de modo pivotante em uma de suas extremidades a um suspensor, que, por sua vez, é fixada a e depende de respectivo membro dentre os membros principais do veículo. Um eixo se estende transversalmente entre e está, tipicamente, conectado a ou capturado pelas barras do par de conjuntos de suspensão em uma localização selecionada de cerca do ponto intermediário de cada barra à extremidade da barra oposta de sua conexão pivotante ao suspensor. A barra oposta à sua conexão pivotante ao suspensor está, tipicamente, conectada a uma componente de suspensão de reação a força, como uma mola pneumática, ou seu equivalente, que, por sua vez, é conectado a um membro respectivo dentre os membros principais. Uma válvula de controle de altura é montada sobre o membro principal ou outra estrutura de suporte e é conectada de modo operacional à barra e à mola pneumática a fim de manter a altura da condução ou do veículo. Um sistema de freio e/ou um ou mais absorvedores de choque para fornecer amortecimento ao sistema de suspensão/eixo do veículo também pode ser montado sobre o sistema de suspensão/eixo. A barra pode se estender para trás ou para frente a partir da conexão pivotante em relação à frente do veículo, definindo, assim, o que é tipicamente definido como um sistema de suspensão/eixo de braço traseiro ou braço dianteiro, respectivamente. Entretanto, para propósitos da descrição contida no presente documento, deve ser compreendido que o termo "braço traseiro" abrangerá barras que se estendem para trás ou para frente em relação à extremidade frontal do veículo.

[005] Os sistemas de suspensão/eixo do veículo de serviço pesado atuam para a abafar a condução, amortecer vibrações e estabilizar o veículo. Mais particularmente, à medida que o veículo está se deslocando sobre a estrada, suas rodas encontram condições de estrada que conferem várias forças, cargas, e/ou estresses, referidos coletivamente como no presente documento como forças, ao respectivo eixo em que as rodas são montadas, e por sua vez, aos conjuntos de suspensão que são conectados e suportam o eixo. A fim de minimizar o efeito prejudicial destas forças sobre o veículo na medida em que está operando, o sistema de suspensão/eixo é projetado para reagir pelo menos alguns dos mesmos.

[006] Estas forças incluem forças verticais causadas pelo movimento vertical das rodas à medida em que os mesmos encontram determinadas condições de estrada, forças frontais e traseiras causadas pela aceleração e desaceleração do veículo, e lateral e forças torcionais associadas a um movimento de veículo transversal, como viragem do veículo e manobras de mudança de faixa. A fim de abordar estas forças díspares, os sistemas de suspensão/eixo têm requisitos estruturais diferentes. Mais particularmente, é desejável para um sistema de suspensão/eixo ser ligeiramente rígido a fim de minimizar a quantidade de oscilação experimentada pelo veículo e, portanto, fornecer o que é conhecido na técnica como estabilidade de rolagem. Entretanto, é desejável para um sistema de suspensão/eixo ser relativamente flexível para auxiliar no amortecimento do veículo de impactos verticais, e para fornecer concordância de modo que os componentes do sistema de suspensão/eixo resistam a falha, aumentando, assim, a durabilidade do sistema de suspensão/eixo.

[007] As barras da técnica anterior de conjuntos de suspensão para veículos de serviço pesados têm, tipicamente, paredes relativamente espessas para fornecer a dureza e/ou rigidez necessária para suportar forças conferidas sobre a barra durante a operação do veículo, o que aumenta o peso total dos conjuntos de suspensão e, portanto, o veículo de serviço pesado. Além disso, as barras de técnica anterior dos conjuntos de suspensão para veículos de serviço pesados incluem, tipicamente, componentes de montagem de mola pneumática complementares, como pedestais fabricados ou fundidos e similares, para montar a mola pneumática à barra, o que aumenta a complexidade de fabricação e aumenta adicionalmente o peso total dos conjuntos de suspensão e, portanto, do veículo de serviço pesado. Devido ao fato de que a maioria das jurisdições têm limites de peso máximo para veículos de serviço pesados, ter barras mais pesadas e, portanto, os conjuntos de suspensão tipicamente resultam em menor capacidade de carga para o veículo.

[008] Portanto, existe uma necessidade na técnica por uma barra para conjuntos de suspensão de veículos de serviço pesados com peso reduzido, que mantém a funcionalidade e durabilidade da barra, e que reduz o peso de veículo total e aumenta a quantidade de carga que pode ser carregada pelo veículo. Existe também uma necessidade na técnica por uma barra que elimina a necessidade por componentes de montagem de mola pneumática complementares para montar uma mola pneumática à barra, para reduzir adicionalmente o peso de veículo total e reduzir a complexidade de fabricação do sistema de suspensão/eixo exigindo-se menos componentes para montar as molas pneumáticas às barras. A barra for conjuntos de suspensão dos sistemas de suspensão/eixo de veículo de serviço pesado ou a matéria revelada satisfaz estas necessidades, como será descrito abaixo.

BREVE SUMÁRIO DA MATÉRIA REVELADA

[009] Um objetivo da matéria revelada é fornecer uma barra para conjuntos de suspensão de sistemas de suspensão/eixo de veículo de serviço pesado que é otimizado a fim de reduzir a espessura de parede da barra.

[010] Outro objetivo da matéria revelada é fornecer uma barra para conjuntos de suspensão de sistemas de suspensão/eixo de veículo de serviço pesado que habilitam uma mola pneumática do sistema de suspensão/eixo para ser montada diretamente à barra.

[011] Ainda outro objetivo da matéria revelada é fornecer uma barra para conjuntos de suspensão de sistemas de suspensão/eixo de veículo de serviço pesado que elimina componentes de montagem de mola pneumática complementares adicionais.

[012] Outro objetivo da matéria revelada é fornecer uma barra para conjuntos de suspensão de sistemas de suspensão/eixo de veículo de serviço pesado com peso reduzido, que mantém funcionalidade e durabilidade.

[013] Ainda outro objetivo da matéria revelada é fornecer uma barra para conjuntos de suspensão de sistemas de suspensão/eixo de veículo de serviço pesado que reduz custos e complexidade de fabricação.

[014] Esses objetivos e outros são alcançados pela barra para conjuntos de suspensão de sistemas de suspensão/eixo de veículo de serviço pesado da matéria revelada que inclui uma primeira extremidade, sendo que a barra é conectada de modo pivotante a uma armação do veículo de serviço pesado adjacente à primeira extremidade; uma segunda extremidade, em que uma mola pneumática é montada na barra adjacente à segunda extremidade sem estrutura intermediária entre a mola pneumática e a barra, sendo que a mola pneumática é conectada à armação de veículo de serviço pesado; uma área rebaixada formada na barra; e um eixo fixado de modo rígido à barra.

BREVE DESCRIÇÃO DAS VÁRIAS VISTAS DOS DESENHOS

[015] A seguinte descrição e desenhos apresentam determinados aspectos e implantações ilustrativas da matéria revelada. Esses são indicativos de alguns das várias formas em que um ou mais aspectos ou implantações ou conceitos da matéria revelada podem ser empregues. As particularidades e vantagens adicionais da matéria revelada se tornarão evidentes àqueles indivíduos versados na técnica a partir da leitura da seguinte descrição com referência aos desenhos anexos, em que:

[016] A Figura 1 é uma vista em corte fragmentária de uma porção de um sistema de suspensão/eixo de veículo de serviço pesado, buscando por uma direção interna, mostrando um conjunto de suspensão de lado de passageiro do sistema de suspensão/eixo que incorpora uma barra da técnica anterior, mostrando um eixo no corte transversal disposto através e fixado à barra, e mostrando um mola pneumática montada à barra com um pedestal;

[017] A Figura 2 é uma vista em elevação ampliada de componentes selecionados do sistema de suspensão/eixo mostrado na Figura 1 olhando em uma direção interna, incluindo a barra da técnica anterior e o eixo (mostrado na seção);

[018] A Figura 3 é uma vista em perspectiva traseira superior, olhando em uma direção externa, de um conjunto de suspensão de lado de condutor de um sistema de suspensão/eixo pneumático de braço traseiro que incorpora uma barra de modalidade exemplificativa da matéria revelada, mostrando um eixo no corte transversal disposto através e fixado à barra, e mostrando um pistão de uma mola pneumática montada diretamente à barra;

[019] A Figura 4 é uma vista em perspectiva traseira superior, olhando em uma direção interna, da barra e pistão de mola pneumática do conjunto de suspensão incorporando a barra de modalidade exemplificativa da matéria revelada mostrada na Figura 3, com o conjunto de disco de freio e eixo removido;

[020] A Figura 5 é uma vista plana inferior da barra de modalidade exemplificativa de lado de condutor da matéria revelada mostrada na Figura 4;

[021] A Figura 6 é uma vista em perspectiva traseira inferior, olhando em uma direção interna, da barra de modalidade exemplificativa de lado de condutor da matéria revelada mostrada na Figura 4;

[022] A Figura 7 é uma vista em perspectiva traseira superior, olhando em uma direção interna, da barra de modalidade exemplificativa da matéria revelada mostrada na Figura 3; e

[023] A Figura 8 é uma vista em elevação, olhando em uma direção interna, da barra de modalidade exemplificativa da matéria revelada mostrada na Figura 3, mostrando a orientação da placa superior de barra em relação a uma linha que estende entre o ponto de pivô de barra e a linha central de eixo e em relação às aberturas de parede lateral de barra.

[024] Números e caracteres semelhantes se referem a partes semelhantes por todos os desenhos.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA MATÉRIA REVELADA

[025] A fim de melhor compreender a barra da modalidade exemplificativa para conjuntos de suspensão de veículos de serviço pesados da matéria revelada, e o ambiente que a mesma opera, um sistema de suspensão/eixo pneumático do tipo de barra de braço traseiro para veículos de serviço pesados que incorporam um par de barras da técnica anterior é mostrado na Figura 1, e é indicado geralmente em 110. Referência será feita geralmente a veículos de serviço pesados para fins de concisão e clareza, com a compreensão de que essa referência inclui caminhões, reboques, caminhões-reboque, semirreboques, e similares.

[026] O sistema de suspensão/eixo 110 é tipicamente montado sobre um par de membros principais separados que se estendem longitudinalmente 112 (apenas um mostrado) de um veículo de serviço pesado, que é geralmente representativo de vários tipos de armações usadas para veículos de serviço pesados, incluindo armações primárias que não suportam uma subarmação e armações primárias e/ou estruturas de piso que suportam uma subarmação. Para armações primárias e/ou estruturas de piso que suportam uma subarmação, a subarmação pode ser não móvel ou móvel, o anterior é comumente referido como uma caixa deslizante.

[027] Com referência particular à Figura 1, o sistema de suspensão/eixo 110 inclui um par de conjuntos de suspensão 114 (apenas um mostrado). Devido ao fato de que o sistema de suspensão/eixo 110 geralmente inclui um par idêntico de conjuntos de suspensão 114, para propósitos de concisão e clareza, apenas um dos conjuntos de suspensão será descrito abaixo. Cada conjunto de suspensão 114 inclui uma barra apoiada atravessante de braço traseiro da técnica anterior 118, que é conectada de modo pivotante a um respectivo suspensor dentre um par de suspensores espaçados transversalmente 116 (apenas um mostrado) que são montados a e dependem de seu respectivo membro principal 112 da armação ou subarmação do veículo de serviço pesado. Mais especificamente, e com referência adicional à Figura 2, a barra de técnica anterior 118 inclui uma extremidade frontal 120 com um conjunto de buchas 122, que é utilizado para conectar de modo pivotante a barra a um respectivo suspensor dentre os suspensores 116. A barra da técnica anterior 118 também inclui uma extremidade traseira 126. Um par de aberturas transversalmente alinhadas 168 é formado em um par de paredes laterais 166 da barra da técnica anterior 118 próxima à extremidade traseira 126 da barra. Um eixo 132 é disposto através das aberturas 168 das paredes laterais 166 de cada barra da técnica anterior 118 e se estende transversalmente entre as barras. Um envoltório de eixo 131 é disposto em torno do eixo 132 entre o eixo e as aberturas 168 de cada respectiva barra da técnica anterior 118 e é fixado de modo rígido ao eixo por meio de soldas ou outros meios adequados. Mais especificamente, o envoltório de eixo 131 é fixado, por sua vez, de modo rígido a cada uma dentre o par de paredes laterais 166 de uma respectiva barra da técnica anterior 118 por meio de soldas circunferenciais CW (apenas um mostrado na Figura 2) dispostas entre o envoltório de eixo e as paredes laterais.

[028] Com referência particular à Figura 1, o conjunto de suspensão 114 também includes uma mola pneumática 124 montada em um pedestal de montagem de mola pneumática 167, que é fixado a uma parede superior 162 da barra da técnica anterior 118 próxima à barra extremidade traseira I 26. A mola pneumática 124 se estende entre a barra da técnica anterior 118 e o membro principal 112 e é fixada de modo rígido ao membro principal por meios adequados, como soldas ou prendedores. Uma válvula de controle de altura 134 é montada no suspensor 116 por meio da braçadeira 136 de modo bem conhecido na técnica. A válvula de controle de altura 134 inclui uma alavanca 148 que é fixada à barra da técnica anterior 118 por meio de um elo 150 e uma braçadeira (não mostrada). Pelo bem da completude relativa, uma câmara de freio 130 de um conjunto de tambor de freio 128 é mostrada montada no conjunto de suspensão 114.

[029] Como mencionado acima, o sistema de suspensão/eixo 110 é projeto para reagir a forças que atuam sobre o veículo de serviço pesado durante a operação. Mais particularmente, é desejável para o sistema de suspensão/eixo 110 ser rígido ou duro a fim de resistir forças de rolagem e, portanto, fornecer estabilidade de rolagem para o veículo. Isso é tipicamente realizado usando-se a barra da técnica anterior 118. Também é desejável, entretanto, para o sistema de suspensão/eixo 110 ser flexível para auxiliar no amortecimento do veículo (não mostrado) de impactos verticais e fornecer concordância de modo que o sistema de suspensão/eixo resista a falhas. Esta flexibilidade é tipicamente alcançada através da conexão pivotante da barra da técnica anterior 118 ao suspensor 116 com o conjunto de buchas 122. A mola pneumática 124 e um absorvedor de choque (não mostrado) não assistem no amortecimento e controle, respectivamente, da condução para cargas e passageiros.

[030] Com referência contínua às Figuras 1 a 2, a barra da técnica anterior 118 é tipicamente formada de um material rígido, como aço, e inclui paredes laterais 166 formadas integralmente com a parede superior 162 em um formado de U geralmente invertido. Uma placa inferior 163 é fixada às extremidades inferiores de paredes laterais 166 por meio de soldas. A placa inferior 163, paredes laterais 166 e parede superior 162 têm uma espessura de material de cerca de 0,56 centímetros (0,22 polegadas). A barra da técnica anterior 118 também inclui um tubo de montagem 142 formado de aço robusto fixado de modo rígido às extremidades frontais das paredes laterais 166, parede superior 162 e placa inferior 163. O conjunto de bucha 122 é de um tipo que é bem conhecido na técnica e inclui uma bucha elastomérica 144, que é encaixada por pressão no tubo de montagem 142 da barra da técnica anterior

118. A bucha 144 é moldada em torno e fixada de modo adesivo a uma manga central 146 formada com uma abertura contínua 147. A manga central 146 passa completamente através da bucha 144 e se estende externamente a partir das paredes laterais da mesma, e facilita a montagem pivotante da barra da técnica anterior 118 ao suspensor 116 por meio de um conjunto de prendedor 170.

[031] A parede superior 162, placa inferior 163 e paredes laterais 166 da barra da técnica anterior 118 têm paredes relativamente espessas para fornecer rigidez/resistividade necessária para reagir suficientemente a forças conferidas sobre a barra durante a operação do veículo, o que aumenta o peso total do conjunto de suspensão 114 e, portanto, o peso total do sistema de suspensão/eixo 110 e do veículo de serviço pesado. Além disso, a barra da técnica anterior 118 exige um pedestal de montagem de mola pneumática 167, ou outros componentes de montagem de mola pneumática suplementares, para montar a mola pneumática 124 à barra, o que aumenta adicionalmente o peso do conjunto de suspensão 114 e, portanto, do sistema de suspensão/eixo 110 e do veículo de serviço pesado, e também aumenta os custos e complexidade de fabricação. Embora a barra da técnica anterior 118 realize satisfatoriamente sua função pretendida, devido ao fato de que a maioria das jurisdições têm limites de peso máximos para veículos de serviço pesados, o uso de barras mais pesadas resulta, tipicamente, em menos capacidade de carregamento para o veículo. Portanto, é tipicamente desejável reduzir o peso da barra, ao mesmo tempo em que mantém a funcionalidade e durabilidade da barra, a fim de aumentar a quantidade de carga que pode ser carregada pelo veículo. Ademais, é desejável ter uma barra que reduz os custos e complexidade de fabricação exigindo-se menos componentes para montar uma mola pneumática a uma barra. A barra da matéria revelada supera as desvantagens associadas a barras da técnica anterior e será descrita agora.

[032] Uma barra de modalidade exemplificativa para conjuntos de suspensão de veículos de serviço pesados da matéria revelada é mostrada nas Figuras 3 a 8, e é indicada geralmente em 218. A barra de modalidade exemplificativa 218 é mostrada utilizada com um dentre um par de conjuntos de suspensão idênticos 214 de um sistema de suspensão/eixo de veículo de serviço pesado (não mostrado) semelhante em estrutura ao sistema de suspensão/eixo 110 (Figuras 1 a 2) descrito acima, para propósitos de concisão e clareza, apenas um conjunto de suspensão 214 que incorpora a barra de modalidade exemplificativa 218 será descrito abaixo.

[033] O conjunto de suspensão 214 inclui a barra de modalidade exemplificativa 218, cuja estrutura será descrita em maiores detalhes abaixo. A barra de modalidade exemplificativa 218 é conectada de modo pivotante a um respectivo suspensor dentre um par de suspensores espaçados transversalmente (não mostrado) que são montados e dependem de um respectivo membro principal de uma armação ou subarmação (não mostrada) do veículo de serviço pesado. Mais especificamente, a barra de modalidade exemplificativa 218 inclui uma extremidade frontal 220 que tem um conjunto de buchas (não mostrado) semelhante ao conjunto de buchas 122 descrito acima (Figuras 1 a 2), que é utilizado para conectar de modo pivotante a barra a um respectivo suspensor dentre os suspensores. A barra de modalidade exemplificativa 218 pode se estender para trás ou para frente a partir da conexão pivotante em relação à frente do veículo, definindo, assim, o que é tipicamente definido como um sistema de suspensão/eixo de braço traseiro ou braço dianteiro, respectivamente. Entretanto, para propósitos da descrição contida no presente documento, é compreendido que o termo "braço traseiro" abrangerá barras que se estendem para trás ou para frente em relação à extremidade frontal do veículo. Com referência particular às Figuras 3 a 4 e 8, a fixação pivotante da barra de modalidade exemplificativa 218 ao suspensor cria um ponto de pivô de barra BPP em torno do qual a barra pode pivotar. A barra de modalidade exemplificativa 218 também inclui uma extremidade traseira 226, que é soldada ou, de outro modo, fixada de modo rígido a um eixo que se estende transversalmente 232 (Figura 3), como será descrito em maiores detalhes abaixo.

[034] Com referência às Figuras 3 a 6, o conjunto de suspensão 214 inclui uma mola pneumática 224 (apenas um pistão 225 e um para-choque 227 ou a mola pneumática é mostrada), ou outro componente de suspensão de reação a força adequado, montado sobre a extremidade traseira 226 da barra de modalidade exemplificativa 218, como será descrito em maiores detalhes abaixo. A mola pneumática 224 se estende entre e é conectado a um respectivo membro principal dentre os membros principais de subarmação ou armação de veículo de serviço pesado ou (não mostrado). O conjunto de suspensão 214 também pode incluir um absorvedor de choque (não mostrado) montado à barra de modalidade exemplificativa 218 e se estendendo entre e sendo fixado ao suspensor ou membros principais de armação ou subarmação. Pelo bem da completude relativa, uma câmara de freio 230 e calibrador 229 de um conjunto de disco de freio 228 é mostrado montado no eixo 232.

[035] A barra de modalidade exemplificativa 218 inclui uma placa 262, um par dede paredes laterais externa e interna 266, e uma parede inferior 263. A placa superior 262, paredes laterais 266 e parede inferior 263 podem ser formados a partir de qualquer material rígido adequado, como um metal. Por exemplo, a placa superior 262, paredes laterais 266 e parede inferior 263 podem ser cortados a partir de lâminas planas ou aço e, então, soldados juntos. Alternativamente, duas ou mais dentre a placa superior 262, paredes laterais 266, e parede inferior 263 pode ser formado como um único pedaço de aço e, então, deformado para formar duas ou mais superfícies de parede. Por exemplo, as paredes laterais 266 e parede inferior 263 podem ser formadas a partir de uma única lâmina de metal, através da qual as paredes laterais são dobradas 90 graus a partir da placa inferior para uma estrutura geralmente em formato de U para formar as três paredes. Em algumas configurações, placa superior 262 e parede inferior 263 podem sobrepor paredes laterais 266. Aqueles indivíduos de habilidade comum na técnica entenderão que a placa superior 262, paredes laterais 266 e parede inferior 263 podem ser formados a partir de outros materiais, conformados de outros modos, conectados juntos de outros modos e/ou até mesmo ser formados a partir de um único pedaço de material, como um compósito e impresso com uma impressora 3-D, por exemplo. A placa superior 262 é curvada para baixo e para trás e, então, para cima e para trás, se movendo na direção da extremidade frontal de barra 220 em direção à barra extremidade traseira 226, para criar uma área rebaixada 252 para acomodar a câmara de freio 230, enquanto mantém o espaçamento desejado entre o conjunto de disco de freio 228 e a barra de modalidade exemplificativa 218.

[036] A barra de modalidade exemplificativa 218 inclui um tubo de montagem 242, que é fixado de modo rígido às extremidades frontais da placa superior 262, paredes laterais 266 e parede inferior 263. O tubo de montagem 242 pode ser formado cortando-se o mesmo de uma seção de metal circular que tem um diâmetro adequado. O tubo de montagem 242 inclui uma abertura

243. Uma bucha elastomérica (não mostrada) do conjunto de buchas é encaixado por pressão na abertura 243 e facilita a conexão pivotante da barra de modalidade exemplificativa 218 ao respectivo suspensor por meio de um conjunto de prendedor (não mostrado).

[037] As paredes laterais 266 da barra de modalidade exemplificativa 218 são, cada uma, formadas com uma respectiva abertura dentre um par de aberturas de barra alinhadas transversalmente 295. Com referência à Figura 3, o eixo 232 é disposto através das aberturas de barra 295. Um par de envoltórios de eixo 231 são soldados ou, de outro modo, fixados de modo rígido ao eixo 232 e são espaçados transversalmente entre si no eixo de modo que um dentre o par de envoltórios seja disposto entre as aberturas de barra 295 de uma respectiva barra de modalidade exemplificativa 218. Cada envoltório de eixo 231 é, por sua vez, soldado ou, de outro modo, fixado de modo rígido à sua respectiva barra de modalidade exemplificativa 218 nas aberturas de barra 295 por meio de soldas circunferenciais CW 1 (apenas uma mostrada) para fixar de modo rígido cada barra ao eixo 232, em que cada eixo é substancialmente circundado por paredes laterais 266 de cada barra.

[038] De acordo com um aspecto importante da matéria revelada, a barra de modalidade exemplificativa 218 tem uma estrutura otimizada que reduz o peso da barra em comparação a barras da técnica anterior, como a barra 118 descrita acima (Figuras 1 a 2), enquanto mantém a funcionalidade e durabilidade da barra. Mais especificamente, a placa superior 262 inclui uma porção central que tem uma curvatura para baixo genericamente côncava quando vista a partir do lado de condutor ou lado de passageiro do veículo. As paredes laterais 266 têm bordas superiores côncavas/curvadas 290 (Figura 8) semelhantes/complementares à placa superior 262 de modo que a placa superior seja confortavelmente posicionado nas paredes laterais. Juntos, a curvatura para baixo genericamente côncava da placa superior 262 e bordas superiores côncavas/curvadas correspondentes 290 das paredes laterais 266 formam a área rebaixada 252 sobre a superfície superior da barra de modalidade exemplificativa 218. Devido ao fato de que a barra de modalidade exemplificativa 218 inclui a área rebaixada 252, a barra requer menos material para fabricar, o que reduz o peso da barra em comparação a barras da técnica anterior. Além disso, a área rebaixada 252 habilita a câmara de freio 230 para ser posicionado acima de pelo menos uma posição da barra 218 adjacente à área rebaixada. Deve ser compreendido que a curvatura para baixo genericamente côncava da placa superior 262 e bordas superiores côncavas/curvadas 290 das paredes laterais 266 pode ser de qualquer formato adequado para criar uma área rebaixada desejada 252, que reduz a quantidade de material necessários para formar a /barra.

[039] Com referência à Figura 8, a área rebaixada 252 é preferencialmente posicionada acima de uma linha Z desenhada através do ponto de pivô de barra BPP e um centro C do eixo 232. Mais preferencialmente, a área rebaixada 252 é posicionada pelo menos cerca de 1,27 cm (0,50”) acima da linha Z desenhada através do ponto de pivô de barra BPP e centro C do eixo 232. Com máxima preferência, a área rebaixada 252 é posicionada pelo menos cerca de 1,78 cm (0,70”) acima da linha Z desenhada através do ponto de pivô de barra BPP e centro C do eixo 232. Entretanto, dependendo da configuração (ou configurações) desejada do sistema de suspensão/eixo e/ou configuração (ou configurações) de conjunto de suspensão geral, outras localizações desejadas da área rebaixada 252 podem ser empregues. Em algumas configurações, como aquelas mostradas, algumas porções das bordas superiores côncavas/curvadas 290 das paredes laterais 266 podem traçar uma curva geralmente circular. Por exemplo, a porção das bordas superiores côncavas/curvadas 290 entre os pontos P1 e P2 mostrados na Figura 8 podem ser geralmente circulares em formato entre os dois pontos com um raio de R e um ponto central de CP. Portanto, a porção curvada forma um ângulo teta 0 entre P1 e P2. Deve ser compreendido que as bordas superiores côncavas/curvadas 290 não precisem incluir curvas contínuas, mas podem ser parcialmente conformadas tendo um segmento de um círculo sem afetar o conceito ou operação geral da matéria revelada. Alternativamente, cada borda superior curvada/côncava 290 pode ser formada com duas ou mais bordas de linha reta sem ter quaisquer porções curvadas para formar a área rebaixada 252 sem afetar o conceito ou operação geral da matéria revelada.

[040] Ademais, a estrutura da barra de modalidade exemplificativa 218 habilita a parede inferior 263, paredes laterais 266 e placa superior 262 para ser relativamente mais finas em comparação às barras da técnica anterior, como a barra da técnica anterior 118 descrita acima (Figuras 1 a 2), que reduz adicionalmente o peso da barra, enquanto mantém funcionalidade e durabilidade suficiente para suportar as forças conferidas sobre a barra durante a operação do veículo de serviço pesado. A parede inferior 263, paredes laterais 266 e/ou placa superior 262 têm, de preferência, uma espessura de material menor do que cerca de 0,56 centímetros (0,22 polegadas). A parede inferior 263, paredes laterais 266 e/ou placa superior 262 têm, com máxima preferência, uma espessura de material de cerca de 0,45 centímetros (0,179 polegadas).

[041] Além disso, a barra de modalidade exemplificativa 218 inclui uma estrutura e geometria em que paredes laterais 266 substancialmente circundam o eixo 232, enquanto satisfazem requisitos de seção de parede lateral de barra mínimos para capacidade de fabricação e durabilidade da barra quando colocados em serviço. Por exemplo, o conjunto de suspensão 214 inclui uma estrutura em que o envoltório de eixo 231 é uma distância X de pelo menos cerca de 2,54 centímetros (1 polegada) da placa superior 262 de barra de modalidade exemplificativa 218, que reduz tensão sobre a solda circunferencial CW. Adicionalmente, a posição de mola pneumática 224 em relação ao ponto de pivô de barra BPP da barra de modalidade exemplificativa 218 e o eixo 232 fornece desempenho dinâmico aperfeiçoado ao conjunto de suspensão 214 e, portanto, o sistema de suspensão/eixo, fornecendo-se uma razão de braço de alavanca mais desejável e habilitando a pressão ou mola pneumática 224 para ser diminuída. Por exemplo, o conjunto de suspensão 214 que incorpora a barra de modalidade exemplificativa 218 da matéria revelada inclui uma razão de braço de alavanca de pelo menos cerca de 1,34, enquanto que os conjuntos de suspensão com barras da técnica anterior incluem tipicamente razões de braço de alavanca relativamente menores, como o conjunto de suspensão 114 com a barra da técnica anterior 118 (Figuras 1 a 2), que inclui uma razão de braço de alavanca de 1,26. Ademais, manter uma altura das paredes laterais 266 acima da linha Z desenhada através do ponto de pivô de barra 13PP e centro C do eixo 232 fornece reação desejável a forças em serviço.

[042] Conforme mencionado acima, o sistema de suspensão/eixo com conjuntos de suspensão 214 que incorpora barras de modalidade exemplificativa 218 é projetado para reagir a forças que atuam sobre o veículo à medida que está operando. Estas forças incluem forças verticais causadas pelo movimento vertical das rodas à medida em que os mesmos encontram determinadas condições de estrada, forças frontais e traseiras causadas pela aceleração e desaceleração do veículo, e lateral e forças torcionais associadas a um movimento de veículo transversal, como viragem do veículo e manobras de mudança de faixa. A barra de modalidade exemplificativa 218 da matéria revelada que tem uma espessura de material reduzida reage suficientemente a todas essas forças conferidas sobre o conjunto de suspensão 214. Além disso, um sistema de suspensão/eixo precisa ser ligeiramente rígido a fim de minimizar a quantidade de oscilação experimentada pelo veículo e, portanto, fornecer o que é conhecido na técnica como estabilidade de rolagem. Mais particularmente, é desejável para o sistema de suspensão/eixo ser rígido ou duro a fim de resistir forças de rolagem, e, portanto, fornecer estabilidade de rolagem para o veículo. A barra de modalidade exemplificativa 218 ou uma matéria revelada que tem uma espessura de material reduzida é suficientemente rígida ou dura para resistir forças de rolagem conferidas sobre o conjunto de suspensão 214 e, portanto, fornece suficiente estabilidade de rolagem ao sistema de suspensão/eixo e ao veículo de serviço pesado. A barra de modalidade exemplificativa 218, ao mesmo tempo em que tem espessura de material reduzida, mantém funcionalidade e durabilidade para uso em conjuntos de suspensão de sistemas de suspensão/eixo com um peso máximo autorizado de até cerca de 9.071,85 kg/eixo (20.000 libras/eixo).

[043] De acordo com outro aspecto importante da matéria revelada, a placa superior 262 da barra de modalidade exemplificativa 218 inclui uma plataforma de montagem de mola pneumática formada de modo integral 265 na extremidade traseira 226. Uma plataforma de montagem de mola pneumática 265 inclui uma borda de perímetro geralmente curvada 267 que se estende para dentro e para fora a partir da barra de modalidade exemplificativa 218 (Figura 7). A plataforma de montagem de mola pneumática 265 é formada com uma abertura circular 268 através da qual um prendedor 269 é disposto e é utilizado para fixar o pistão 225 e, portanto, a mola pneumática 224, diretamente à plataforma de montagem de mola pneumática (Figuras 5 a 6). Uma abertura elíptica 270 é formada na plataforma de montagem de mola pneumática 265. Devido ao fato de que a barra de modalidade exemplificativa 218 habilita a mola pneumática 224 para ser montada diretamente à barra sem estrutura intermediária, a barra elimina a necessidade por componentes de montagem de mola pneumática suplementares, como pedestais e similares, que são tipicamente necessários para montar as molas pneumáticas sobre barras da técnica anterior, o que reduz o peso total ou a barra e/ou conjunto de suspensão 214 e reduz a complexidade e custos de fabricação do sistema de suspensão/eixo exigindo-se menos componentes. Além disso, montando-se a mola pneumática 224 diretamente na barra 218, as forças conferidas sobre o conjunto de suspensão 214 durante a operação do veículo são mais bem distribuídas.

[044] Portanto, a barra de modalidade exemplificativa 218 para conjuntos de suspensão de sistemas de suspensão/eixo de veículo de serviço pesado da matéria revelada supera os problemas da técnica anterior fornecendo-se uma barra com espessura de placa e/ou parede reduzida e uma área rebaixada, que reduz o peso da barra e, portanto, o peso total dos conjuntos de suspensão e sistema de suspensão/eixo, enquanto mantém a funcionalidade e durabilidade da barra. Além disso, a barra de modalidade exemplificativa 218 inclui uma estrutura que habilita uma mola pneumática para ser montada diretamente sobre a barra, o que elimina a necessidade por componentes de montagem de mola pneumática adicionais, reduzindo, assim, adicionalmente o peso dos conjuntos de suspensão e, portanto, o sistema de suspensão/eixo, e reduz os custos e complexidade de fabricação exigindo-se menos componentes.

[045] Contempla-se que a barra de modalidade exemplificativa 218 da matéria revelada poderia ser utilizada em caminhões, caminhões-reboque ou outros veículos de serviço pesados que têm um ou mais eixos sem alterar o conceito geral ou operação da matéria revelada. Contempla-se, adicionalmente, que a barra de modalidade exemplificativa 218 ou a matéria revelada poderia ser utilizada em veículos que têm armações ou subarmações que são móveis ou não móveis sem alterar o conceito ou operação geral da presente invenção. Contempla-se adicionalmente que a barra de modalidade exemplificativa 218 da matéria revelada poderia ser utilizada em todos os tipos de designs de sistema de suspensão/eixo do tipo de barra de braço traseiro/dianteiro pneumático conhecido por aqueles indivíduos versados na técnica sem alterar o conceito ou operação geral da presente invenção. Por exemplo, a matéria revelada encontra aplicação em barras ou braços que são produzidos a partir de materiais além de aço, como alumínio, outros materiais, ligas de metal, compósitos e similares, incluindo combinações dos mesmos. Contempla-se também que a barra de modalidade exemplificativa 218 da matéria revelada poderia ser utilizada em sistemas de suspensão/eixo que têm conjuntos de suspensão com formato geralmente em U ou configurações em formato de U invertido sem alterar o conceito geral ou operação da presente invenção. Contempla-se também que a barra de modalidade exemplificativa 218 da matéria revelada poderia ser utilizada com outros tipos de envoltórios de eixo ou mangas, como aqueles que incluem depressões ou soldas de janela, sem alterar o conceito geral ou operação da presente invenção.

[046] Consequentemente, a barra para conjuntos de suspensão de veículos de serviço pesados da matéria é simplificada, fornece uma estrutura eficaz, segura, não dispendiosa e eficiente que alcança todos os objetivos enumerados, proporciona a eliminação de dificuldades encontradas com sistemas de suspensão/eixo da técnica anterior, e soluciona problemas e obtém novos resultados na técnica.

[047] Na descrição anterior, determinados termos foram usados para brevidade, clareza e compreensão, mas nenhuma limitação desnecessária é implicada a partir da mesma além dos requisitos da técnica anterior, devido ao fato de que esses termos são usados para fins descritivos e se destinam a ser interpretados amplamente. Ademais, a matéria revelada foi descrita com referência a uma modalidade específica. Será compreendido que essa ilustração é a título de exemplo e não a título de limitação, na medida em que o escopo da invenção não é limitado aos detalhes exatos mostrados ou descritos. As modificações e alterações potenciais ocorrerão a outros mediante a leitura e compreensão da matéria, e compreende-se que a matéria revelada inclui todas essas modificações, alterações e equivalentes das mesmas.

[048] Tendo descrito agora as particularidades, descobertas e princípios da matéria revelada, a forma na qual a barra da matéria revelada é construída, disposta e usada, as características da construção e disposição, e os resultados vantajosos, novos e úteis obtidos; as estruturas, dispositivos, elementos, disposições, partes e combinações úteis e novas são apresentadas nas reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Barra para um conjunto de suspensão de um sistema de suspensão/eixo de veículo de serviço pesado, sendo que a dita barra é CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: uma primeira extremidade, em que a dita barra é conectada de modo pivotante a uma armação do dito veículo de serviço pesado adjacente à dita primeira extremidade; uma segunda extremidade, em que uma mola pneumática é montada na barra adjacente à dita segunda extremidade sem estrutura intermediária entre a dita mola pneumática e a dita barra, sendo que a mola pneumática é conectada à dita armação de veículo de serviço pesado; uma área rebaixada formada em uma superfície superior da barra: e um eixo fixado de modo rígido à dita barra.

2. Barra para um conjunto de suspensão de um sistema de suspensão/eixo de veículo de serviço pesado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita barra compreende adicionalmente uma parede superior, uma parede inferior, uma parede lateral interna, e uma parede lateral externa conectadas entre si para formar a dita barra, pelo menos uma dentre a dita parede superior, a dita parede inferior, a dita parede lateral interna, e a dita parede lateral externa que tem uma espessura de material menor do que 0,56 centímetros (0,22 polegadas).

3. Barra para um conjunto de suspensão de um sistema de suspensão/eixo de veículo de serviço pesado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita barra compreende adicionalmente uma parede superior, uma parede inferior, uma parede lateral interna, e uma parede lateral externa conectadas entre si para formar a dita barra, pelo menos uma dentre a dita parede superior, a dita parede inferior, a dita parede lateral interna, e a dita parede lateral externa que tem uma espessura de material de cerca de 0,45 centímetros (0,179 polegadas).

4. Barra para um conjunto de suspensão de um sistema de suspensão/eixo de veículo de serviço pesado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita área rebaixada é formada por uma geometria da conexão de uma parede superior da dita barra a uma parede lateral interna e uma parede lateral externa da barra.

5. Barra para um conjunto de suspensão de um sistema de suspensão/eixo de veículo de serviço pesado, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita área rebaixada tem um formato genericamente curvado.

6. Barra for a conjunto de suspensão ou um sistema de suspensão/eixo de veículo de serviço pesado, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita parede lateral interna e a dita parede lateral externa são formadas com aberturas transversalmente alinhadas, sendo que o dito eixo é disposto através das ditas aberturas e é substancialmente circundado pela dita barra.

7. Barra para um conjunto de suspensão de um sistema de suspensão/eixo de veículo de serviço pesado, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende adicionalmente um envoltório de eixo disposto ao redor do dito eixo, sendo que o dito envoltório é disposto através das ditas aberturas transversalmente alinhadas e fixando de modo rígido o eixo à dita barra.

8. Barra para um conjunto de suspensão de um sistema de suspensão/eixo de veículo de serviço pesado, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito envoltório de eixo é posicionado pelo menos 2,54 centímetros (1 polegada) da dita parede superior de barra.

9. Barra para um conjunto de suspensão de um sistema de suspensão/eixo de veículo de serviço pesado, de acordo com a reivindicação 7,

CARACTERIZADA pelo fato de que a dita área rebaixada é posicionada acima de uma linha desenhada através de um centro do dito eixo e um ponto de pivô da dita barra.

10. Barra para um conjunto de suspensão de um sistema de suspensão/eixo de veículo de serviço pesado, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita área rebaixada é posicionada pelo menos 1,27 centímetro (0,50 polegada) acima de uma linha desenhada através de um centro do dito eixo e um ponto de pivô da dita barra.

11. Barra para um conjunto de suspensão de um sistema de suspensão/eixo de veículo de serviço pesado, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita área rebaixada é posicionada 1,78 centímetro (0,70 polegada) acima de uma linha desenhada através de um centro do dito eixo e um ponto de pivô da dita barra.

12. Barra para um conjunto de suspensão de um sistema de suspensão/eixo de veículo de serviço pesado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito conjunto de suspensão inclui uma razão de braço de alavanca de pelo menos 1,34.

13. Barra para um conjunto de suspensão de um sistema de suspensão/eixo de veículo de serviço pesado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que um par das ditas barras incorporadas em respectivas conjuntos de um par das ditas conjuntos de suspensão fornece o dito sistema de suspensão/eixo com uma peso máximo autorizado de aproximadamente 9.071,85 kg/eixo (20.000 libras/eixo).