ES2203489T3 - Eje auto-director para vehiculo. - Google Patents
Eje auto-director para vehiculo.Info
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Abstract
Un eje auto-director para un vehículo, en particular, un automóvil, el cual está formado por dos semiejes (10) situados opuestamente y que comprenden, cada uno de ellos, un brazo (12) independiente y sensiblemente longitudinal, que está montado de forma pivotante en un árbol transversal (14) unido a la caja o chasis del vehículo, del tipo en el cual un extremo libre posterior (16) de cada brazo (12) lleva incorporado un porta-eje (18) que comprende un palier de eje transversal para una rueda (22) del vehículo, del tipo en el cual el porta-eje (18) está unido al brazo (12) con la intermediación de al menos un palier elástico de unión (20), de eje longitudinal (A), que es susceptible, cuando la rueda (22) es solicitada transversalmente en su apoyo, de deformarse separándose de su eje longitudinal (A), a fin de articular el porta-eje (18) en rotación alrededor de un eje sensiblemente vertical, y provocar un basculamiento o rotación inducida en la rueda (22), estando el porta-eje (18) unido albrazo, por detrás del eje (B) de la rueda, por dicho al menos un palier elástico (20) de unión de eje longitudinal (A), y estando unido al brazo (12), por delante del eje (B) de la rueda (22), con la intermediación de al menos una barra de guía (24), caracterizado por que dicha barra de guía (24) tiene una dirección general comprendida en un plano horizontal, y por que su extremo (26) de unión con el brazo está guiado por un palier elástico de guía deformable (28).
Description
Eje auto-director para
vehículo.
La invención se refiere a un eje
auto-director para un vehículo, particularmente un
vehículo automóvil.
La invención se refiere, más en particular, a un
eje auto-director para un vehículo, de acuerdo con
el preámbulo de la reivindicación 1.
Los ejes auto-directores de este
tipo presentan la ventaja, con respecto a los ejes convencionales
para los cuales el porta-eje está unido rígidamente
al brazo, de mejorar considerablemente el agarre a la carretera de
los vehículos que equipan.
En efecto, cuando el vehículo se desplaza
siguiendo una curva, las ruedas de éste que se encuentran en el
exterior de la curva son necesariamente solicitadas
transversalmente en su apoyo. Un vehículo que esté equipado, por
ejemplo, con un eje director convencional en la parte delantera y
con un eje auto-director del tipo anteriormente
descrito en la parte trasera, presenta la ventaja, con respecto a un
vehículo equipado con un eje trasero convencional, de beneficiarse
de un mejor agarre a la carretera, debido al basculamiento o
rotación inducida en el porta-eje cuya rueda trasera
asociada es solicitada en torno a un eje vertical.
En efecto, un eje trasero convencional
"sigue" en el viraje la trayectoria del vehículo, la cual viene
impuesta por el eje director delantero, lo que provoca un
pivotamiento de eje vertical, o
"micro-rotación", de la rueda, de tal forma que
este eje vertical pasa por el punto de contacto entre la rueda y la
calzada, es decir, en el contacto entre el neumático de la rueda y
el revestimiento de la calzada.
En ciertas configuraciones de curvas dotadas de
un firme de un trazado concreto, y, en particular, cuando la calzada
se encuentra mojada o cubierta de gravilla, la rueda exterior
solicitada puede, por efecto del esfuerzo transversal que se le
aplica, derrapar sobre el revestimiento de la calzada.
Por el contrario, un eje trasero
auto-director sigue en el viraje la trayectoria del
vehículo que viene impuesta por el eje director delantero, al
realizar, dentro del límite angular de rotación que permite el
palier elástico de unión, un pivotamiento de eje vertical de la
rueda a la altura de su unión con el porta-eje. La
posición del eje vertical de pivotamiento de la rueda no depende
del contacto entre el neumático y la calzada.
El documento WO 97 31794 describe un eje
auto-director de acuerdo con el preámbulo de la
reivindicación 1. Los documentos FR 2.726.227, FR 2.701.001, DE
3.808.430, FR 2.707.560, US 4.828.279 y DE 2.822.058 describen otros
tipos de eje.
El documento
FR-A1-2.621.277 describe un eje
auto-director.
Este documento describe y representa un eje de
ruedas independientes, provistas de brazos longitudinales dispuestos
a tracción o a compresión, y que comprende, para cada rueda, un
porta-eje o porta-rueda que está
montado sobre el brazo correspondiente por medio de al menos tres
elementos elásticos, dos de los cuales están dispuestos en la parte
de atrás con respecto al plano vertical que pasa por el eje de la
rueda siguiendo un eje sensiblemente vertical, siendo estos
elementos elásticos de eje longitudinal y presentando una
elasticidad relativamente pequeña en el sentido transversal del
vehículo, y una elasticidad relativamente grande en el sentido
longitudinal del vehículo.
En particular, el eje
auto-director descrito y representado en el
documento FR-A1-2.621.277 comprende
cuatro elementos elásticos de ejes longitudinales que están
dispuestos sensiblemente en los cuatro vértices de un trapecio
comprendido en el plano de la rueda, estando dicho trapecio
centrado en el eje de la rueda.
Cuando la rueda se somete a una solicitación en
su apoyo, estos elementos elásticos son susceptibles de deformarse
en torno a un eje vertical sensiblemente perpendicular al eje de la
rueda.
Como consecuencia del confinamiento de estos
elementos en el interior de la rueda, la distancia entre cada uno de
estos elementos y el eje vertical de pivotamiento se reduce, y se
requiere el empleo de valores elevados de rigidez para los
elementos elásticos, con el fin de evitar los desplazamientos
longitudinales por efecto del esfuerzo.
Por otra parte, en función de la carga de la
rueda, estos elementos elásticos pueden hacer que el eje de
pivotamiento, teóricamente vertical, se incline en el plano de la
rueda por "efecto de persecución o seguimiento". Éste es
particularmente el caso cuando el vehículo frena. La inclinación
del eje de pivotamiento en el plano de la rueda modifica el valor
de la rotación inducida, ya que el porta-eje es
susceptible de pivotar alrededor de este eje.
De esta forma, con un tal eje
auto-director cuyo principio de funcionamiento se
basa únicamente en la deformación de elementos elásticos, no es
posible, en función de las condiciones de rodadura del vehículo,
obtener una rotación inducida controlada de un modo riguroso. Esto
resulta particularmente perjudicial para el agarre a la carretera y
para el desgaste de los neumáticos, lo que puede tener como
consecuencia una variación importante del abrazamiento o sujeción
de las ruedas que conduzca a una falta de paralelismo del eje
auto-director.
Por fin, el confinamiento de los elementos
elásticos en el interior de la rueda resulta poco favorable para una
construcción a gran escala, que, por su propia esencia, depende de
tolerancias de fabricación que estén en relación con costes de
producción razonables.
Con este objeto, la invención propone un eje
auto-director de acuerdo con el preámbulo de la
reivindicación 1, caracterizado porque dicha barra de guiado tiene
una dirección general comprendida en un plano horizontal, y por que
su extremo de unión con el brazo está guiado por un palier elástico
deformable de guía.
De acuerdo con otras características de la
invención:
- la barra de guía está inclinada en dicho plano
horizontal en un ángulo determinado con respecto al eje del palier
elástico deformable de guía,
- el eje del palier elástico deformable de guía
es transversal,
- el ángulo de inclinación de la barra con
respecto al eje transversal del palier elástico deformable de guía
es de un valor pequeño, y el palier elástico deformable de guía es
susceptible de deslizarse transversalmente según su eje
transversal,
- el porta-eje se encuentra unido
al brazo por medios suplementarios de guiado que comprenden una
biela de guía de dirección generalmente comprendida en un plano
horizontal, la cual está inclinada en un ángulo de un valor elevado
con respecto al eje transversal del palier elástico deformable de
guía,
- el ángulo de inclinación de la barra con
respecto al eje transversal del palier elástico deformable es de un
valor elevado, por cuanto que el palier elástico deformable de guía
está montado sin juego en la dirección transversal,
- la barra de guía comprende medios de
solicitación elástica ejercida contra su movimiento hacia el semieje
opuesto, y comprende medios de tope en contra de su movimiento de
alejamiento del semieje opuesto,
- los medios de solicitación elástica de la barra
de guía en contra de su movimiento en dirección al semieje opuesto
se obtienen gracias a la rigidez reducida según la dirección
transversal del palier elástico deformable de guía que se opone al
movimiento de la barra hacia el semieje opuesto solamente al final
del recorrido del movimiento de deslizamiento transversal del
palier elástico deformable de guía, y los medios de tope de la
barra de guía contra su movimiento de alejamiento del semieje
opuesto están constituidos por la biela de guía que está unida al
porta-eje y al brazo por medio de rótulas, y que se
opone a tracción al movimiento de la barra en el sentido de
alejamiento del semieje opuesto,
- los medios de solicitación elástica de la barra
de guía en contra de su movimiento hacia el semieje opuesto se
obtienen gracias al palier elástico deformable de guía, el cual
presenta una rigidez reducida según la dirección transversal hacia
el semieje opuesto, y los medios de tope de la barra de guía contra
su movimiento de alejamiento del semieje opuesto están constituidos
por el palier elástico deformable de guía, que presenta una rigidez
elevada según la dirección transversal de alejamiento del semieje
opuesto,
- el eje auto-director comprende
medios de tope vertical del porta-eje con respecto
al brazo, a fin de oponerse al basculamiento del
porta-eje según un eje que pasa por el palier
elástico longitudinal trasero de unión y por el palier elástico
deformable transversal de guía,
- los medios de tope vertical del
porta-eje con respecto al brazo comprenden una
espiga o pasador de inmovilización de la dirección vertical que se
encuentra dispuesto por delante del eje de la rueda y cuyos
extremos están fijados en el porta-eje y en el
brazo,
- los medios de tope vertical del
porta-eje con respecto al brazo comprenden una junta
elástica de retención vertical, que une directamente el
porta-eje con el brazo y que es de una rigidez
elevada según la dirección vertical,
- la junta elástica de retención vertical
presenta una rigidez reducida según una dirección horizontal hacia
el semieje opuesto, y una rigidez elevada según una dirección
horizontal de alejamiento del semieje opuesto,
- el eje auto-director comprende
una pequeña biela con forma de Y tumbada y de dirección generalmente
comprendida en el plano horizontal, que está inclinada en un ángulo
elevado con respecto al eje transversal del palier elástico
deformable, que está unida al porta-eje por una
rótula dispuesta en el extremo de su rama convergente, y que está
unida al brazo por dos palieres elásticos de ejes verticales,
dispuestos en los extremos de sus ramas divergentes, a fin de
constituir, simultáneamente, dichos medios suplementarios de guía y
los medios de tope vertical de porta-eje,
- la barra de guía presenta la forma de una placa
triangular flexible de dirección generalmente comprendida en dicho
plano horizontal, cuyo vértice principal se encuentra unido al
palier elástico deformable transversal de guía y cuyos dos vértices
de la base están unidos al porta-eje,
-los dos vértices de la base de la placa
triangular están articulados sobre el porta-eje por
medio de dos anillos elásticos de eje vertical,
- los dos vértices de la base de la placa
triangular están unidos rígidamente al
porta-eje,
- las barras de guía de cada semieje están
unidas, por sus extremos de unión que portan los palieres elásticos
de guía, por medio de una barra de acoplamiento transversal rígida,
a fin de acoplar los movimientos de rotación del eje vertical de
cada uno de los porta-ejes del eje.
Otras características y ventajas de la invención
se pondrán de manifiesto a partir de la lectura de la descripción
detallada que sigue, para cuya comprensión se hará referencia a los
dibujos que se acompañan, en los cuales:
- la Figura 1a es una vista esquemática tomada
desde abajo de un semieje auto-director de acuerdo
con un primer modo de realización de la invención, representado en
una posición de reposo de la rueda exterior;
- la Figura 1b es una vista detallada, de
conformidad con la Figura 1a, de un palier elástico deformable de
guía, según un corte que pasa por un plano horizontal medio del
palier;
- la Figura 2a es una vista esquemática tomada
desde abajo del semieje auto-director de la Figura
1a, representado en una posición de solicitación transversal de la
rueda exterior;
- la Figura 2b es una vista detallada de
conformidad con la Figura 2a, del palier elástico deformable de guía
según un corte que pasa por un plano horizontal medio del
palier;
- la Figura 3 es una vista en perspectiva de un
semieje auto-director según el primer modo de
realización de la invención, representado en posición de reposo de
la rueda exterior;
- la Figura 4 es una vista esquemática tomada
desde abajo de un eje auto-director según un
segundo modo de realización de la invención, en el cual los
semiejes auto-directores se encuentran acoplados,
representado en posición de solicitación transversal de la rueda
exterior;
- la Figura 5 es una vista esquemática tomada
desde abajo de un semieje auto-director según un
tercer modo de realización de la invención;
- la Figura 6 es una vista esquemática tomada
desde abajo de un semieje auto-director según un
cuarto modo de realización de la invención, representado en una
posición de reposo de la rueda exterior;
- la Figura 7 es una vista esquemática tomada
desde abajo de un semieje auto-director según un
quinto modo de realización de la invención, representado en una
posición de reposo de la rueda exterior;
- la Figura 8 es una vista en perspectiva de un
semieje auto-director según el cuarto modo de
realización de la invención, representado en posición de reposo de
la rueda exterior; y
- la Figura 9 es una vista en perspectiva de un
semieje auto-director según el quinto modo de
realización de la invención, representado en posición de reposo de
la rueda exterior.
En la descripción que se proporciona a
continuación, las mismas referencias numéricas designan piezas
idénticas o que tienen funciones similares, y los términos
"horizontal", "vertical", "transversal", etc. se
utilizan, a título no limitativo, con referencia a los dibujos.
En las Figuras 1 a 9 se han representado
diferentes modos de realización de un eje
auto-director realizado de acuerdo con la
invención.
De manera conocida, un tal eje
auto-director está destinado a equipar un vehículo
con el fin de provocar una rotación inducida, hacia el interior del
viraje o curva, de la rueda que es solicitada transversalmente en su
apoyo hacia el exterior del viraje. El eje
auto-director puede, por ejemplo, estar montado en
la parte trasera de un vehículo automóvil que comprende un eje
delantero director convencional, o bien, incluso, de un modo que no
supone una limitación de la invención, incorporarse en un vehículo
rodante de otro tipo, como un remolque, que puede comprender uno o
varios ejes del tipo de éste que constituye el objeto de la
presente invención.
De manera conocida, un eje
auto-director está formado por la combinación de dos
semiejes 10 que se disponen opuestos transversalmente con respecto a
la dirección sensiblemente longitudinal del vehículo.
De forma conocida, cada semieje 10 comprende un
brazo 12 que está articulado de manera rotativa con respecto a un
eje de brazo 14 transversal y solidario con la caja o chasis del
vehículo.
En los modos de realización de la invención que
se exponen en la presente descripción, se han representado
diferentes tipos de semiejes 10 que comprenden brazos 12 dispuestos
a tracción y que se extienden sensiblemente hacia la parte trasera
del vehículo, situada en la parte de abajo en las Figuras 1a, 2a, 4
y 5.
Esta disposición no constituye restricción alguna
de la invención, y se comprenderá que los brazos 12 pueden ser
también brazos dispuestos a compresión que se extienden hacia la
parte delantera del vehículo. De forma no limitativa de la
invención, estos brazos 12 tienen sensiblemente formas de L tumbada,
y pueden, bien ser independientes, o bien estar unidos entre sí a la
altura de sus ramas transversales, dependiendo de que la suspensión
sea de ruedas independientes o no. Cada brazo 12 está articulado
sobre el eje de brazo 14, a la altura del codo de la L.
Un extremo libre trasero o posterior 16 de cada
brazo 12 lleva incorporado un porta-eje 18. De
acuerdo con la invención, el porta-eje 18 está unido
al extremo libre posterior 16 del brazo 12 por la intermediación de
al menos un palier 20 elástico de eje A longitudinal de unión al
brazo 12, el cual está dispuesto en la parte trasera de un eje B de
rueda, y que es susceptible de deformarse alejándose de su eje A en
respuesta a una solicitación transversal de una rueda 22 montada de
forma giratoria en el porta- eje 18, de tal forma que se articula el
porta-eje 18 de forma rotativa alrededor de un eje
vertical, con el fin de provocar una rotación inducida de la rueda
22 en dirección al semieje 10 opuesto.
Con este propósito, el extremo posterior 16 del
brazo 12 está conformado con la forma de un elemento de apoyo
cilíndrico que es recibido en un anillo interior del palier 20 de
unión, recibiendo el porta-eje 18 un anillo exterior
del palier 20 de unión. El palier 20 de unión se realiza, de forma
no limitativa de la invención, de un material elastómero.
Esta disposición no es limitativa de la
invención, y cualquier otro medio de unión que comprenda un palier
20 de unión de eje A longitudinal puede ser utilizado, de la misma
forma que el brazo 12 puede estar unido al porta-eje
18 por medio de varios palieres 20 de unión con ejes A
longitudinales y paralelos, puesto que éstos están sensiblemente
alineados según un eje vertical, en posición longitudinal y detrás
del eje B de la rueda, a fin de permitir un pivotamiento del eje
vertical común de los palieres de unión 20.
Por otra parte, de acuerdo con la invención, el
porta-eje 18 está unido al brazo, en posición
longitudinal por delante del eje B de la rueda, por la
intermediación de una barra de guía 24 cuyo extremo 26 de unión al
brazo 12 está guiado por un palier 28 de guía deformable.
De acuerdo con las Figuras 1 a 9, y de forma no
limitativa de la invención, el extremo 26 de la barra de guía 24 se
encuentra unido, más precisamente, a una rama transversal 30 en
disposición de L con el brazo 12, por la intermediación del palier
28 de guía deformable, cuyo eje C es, igualmente, transversal. La
rama transversal 30 del brazo se extiende transversalmente hacia el
semieje opuesto.
La rama 30 está dispuesta claramente por delante
del porta-eje 18, cerca del eje de articulación 14
del brazo 12. Una rama longitudinal 32 de la L del brazo 12 hace
posibles las oscilaciones angulares indispensables para que el brazo
12 pueda desempeñar su papel de elemento de suspensión del
vehículo.
En consecuencia, en la configuración representada
en las Figuras 1 a 9, la barra de guía 24 se extiende siguiendo una
dirección general comprendida en el plano horizontal, entre al
menos un punto de anclaje 34 del porta-eje 18,
dispuesto por delante del eje B de la rueda, y el palier
transversal y deformable de guía 28 que está unido a la rama
transversal 30 del brazo, formando un ángulo \alpha o \beta
determinado con la rama transversal 32 del brazo 12.
De esta manera, la barra de guía 24 juega el
papel de un brazo de palanca que permite la transmisión de los
esfuerzos transversales procedentes de la rueda 22 en dirección al
palier elástico y deformable de guía 28.
El palier 28 es, en efecto, deformable, es decir,
que es susceptible de deformarse en la dirección transversal con el
fin de permitir pequeños desplazamientos transversales del extremo
26 de la barra de guía 24 con respecto a la rama transversal 30 del
brazo 12.
El porta-eje 18 es, en
consecuencia, susceptible de pivotar alrededor de un eje vertical en
respuesta a las solicitaciones transversales de la rueda 22.
La posición del eje vertical de rotación del
porta-eje 18 depende de las articulaciones del
porta-eje 18. En efecto, la posición de este eje
pasa, en el plano horizontal, por un centro instantáneo de rotación
que está situado en la intersección de la dirección de la barra de
guía 24 y de la perpendicular al eje del palier de unión 20.
Esta posición no es, por tanto, fija, puesto que,
como el palier 20 es susceptible de separarse de su eje A inicial,
la perpendicular al eje del palier 20 se separa también de su
posición inicial en el curso del pivotamiento de la rueda 22, lo
que tiende a aproximar este centro instantáneo de rotación a la
rueda 22. Éste permanece, no obstante, por construcción, "en el
exterior" de la rueda 22.
Esta disposición no constituye ninguna limitación
de la invención, y cabrá la posibilidad de unir la barra de guía 24
directamente a la rama longitudinal 32 del brazo 12. Sin embargo,
dicha disposición impone al palier de guía 28 valores de rigidez
muy superiores a los del palier de guía 28 anteriormente mencionado,
y precisa, en consecuencia, palieres de guía 28 muy costosos.
De esta forma, por razones de facilidad de
obtención desde un punto de vista de una fabricación industrial a
gran escala, es preferible, en este caso, utilizar un palier de
guía 28 que presente rigidez tan solo en la dirección vertical,
estando destinada esta rigidez a absorber los esfuerzos verticales
transmitidos por la rueda y el porta-eje 18, y,
como se verá más adelante, con referencia a las Figuras 6, 7, 8 y 9,
a descargar las rigideces axiales del palier de guía 28 en otro
punto de fijación del porta-eje 18.
El porta-eje 18 se sujeta, por
tanto, con respecto al brazo 12, por medio de los palieres elásticos
de unión 20 y de guía 28. Con el fin de evitar que el
porta-eje 18 bascule alrededor de un eje (no
representado) que pasa por el centro de estos dos palieres, se han
dispuesto medios de tope vertical del porta-eje 18
que lo unen al brazo 12 según la dirección vertical. En
consecuencia, el porta-eje 18 tan solo es libre de
pivotar en torno del único eje vertical que pasa por el centro
instantáneo de rotación anteriormente mencionado. Estos medios de
tope vertical se describirán en relación con los diferentes modos
de realización de la invención.
Las Figuras 1a a 3 describen un primer modo de
realización de la invención en el cual la barra de guía está
inclinada en el plano horizontal en un ángulo \alpha de un valor
elevado, y en el cual el palier de guía 28 está montado sin juego
según la dirección transversal.
La barra de guía 24 tiene sensiblemente la forma
de una placa triangular cuyo extremo 26 está situado en el vértice
principal y cuyos dos vértices 33 de la base se encuentran unidos
al porta-eje 18 por puntos de anclaje 34 que pueden
están constituidos indistintamente por tornillos, como se ilustra
en la Figura 3, o incluso por uniones del tipo de rótula, como se
ilustra en las Figuras 1a y 2a.
Ventajosamente, esta barra de guía 24 es flexible
con el fin de contribuir a absorber los esfuerzos longitudinales
transmitidos por la rueda 22 al porta-eje 18, y
comprende una escotadura 35 con forma de U tumbada, que se
representa en la Figura 3, a fin de permitir el paso del brazo
12.
En esta configuración, tal como se ilustra en las
Figuras 1a a 3, la barra de guía 24 es capaz de transmitir al palier
de guía 28 los esfuerzos horizontales que resultan de la
solicitación transversal de la rueda 22 y del
porta-eje 18. El palier 28 es deformable
elásticamente en la dirección transversal y permite un ligero
desplazamiento transversal del extremo 26 de la barra de guía 24 y,
en consecuencia, un desplazamiento transversal de la barra de guía
24 que posibilita, como resultado de una solicitación transversal
de la rueda 22 en dirección al semieje opuesto (no representado,
hacia la derecha en las Figuras 1a y 2a), un pivotamiento de eje
vertical en el sentido horario del porta-eje 18, lo
que permite a éste provocar la una rotación inducida de la rueda 22,
representada en línea discontinua en la Figura 1a y en línea
continua en la Figura 2a.
El palier elástico de guía 28 presenta, a este
efecto, una rigidez reducida en la dirección transversal y en el
sentido de cara al semieje opuesto (no representado).
Por otra parte, la barra de guía 24 comprende
medios de tope contrarios a su movimiento en el plano horizontal, en
alejamiento del semieje opuesto, es decir, hacia el brazo 12 del
semieje al cual se encuentra unida.
En el primer modo de realización descrito con
referencia a las Figuras 1a a 3, estos medios de tope se obtienen
simplemente por una rigidez transversal elevada del palier de guía
28 en el sentido opuesto al semieje opuesto.
Como se ilustra más específicamente en las
Figuras 1b y 2b, el palier 28 puede comprender, por ejemplo, un
anillo interior 36 al cual se une el extremo 26 de la barra de guía
24, cuya periferia o contorno exterior está montado en ajuste de
apriete en un bloque de elastómero 38, el cual está, a su vez,
montado en ajuste de apriete en un cubo 40 que está unido a la rama
30 del brazo 12. El anillo 26 comprende un respaldo 42 vuelto hacia
el semieje opuesto, el cual se apoya en el bloque de elastómero 38,
que comprende también un respaldo 44 vuelto hacia el semieje
opuesto y apoyado sobre el cubo 40.
De esta forma, el palier elástico de guía 28 es
movible entre una posición de reposo, representada en la Figura 1a,
y una posición de deformación, representada en la Figura 1b, en la
cual el ajuste de apriete del anillo 36, del bloque de elastómero
38 y del cubo 40 tan solo permite el desplazamiento axial del anillo
36 con respecto al cubo 40 en dirección al semieje opuesto, como se
indica por medio de la flecha de la Figura 1b.
Cuando, por el contrario, el
porta-eje 18 es solicitado transversalmente en
alejamiento del semieje opuesto, como es el caso, en particular,
cuando se produce la frenada del vehículo, el bloque de elastómero,
de rigidez elevada en el sentido opuesto al semieje opuesto, es
comprimido axialmente en dirección al brazo 12, entre el respaldo
42 del anillo 36 y el respaldo 44 del cubo 40, y constituye de esta
forma un tope axial para el extremo 26 de la barra de guía 24 en su
sentido de alejamiento del semieje opuesto.
Por otra parte, como se ilustra en las Figuras
1a, 2a y 3, los medios de tope vertical del
porta-eje 18 con respecto al brazo 12 están
constituidos por una espiga o pasador 46 de inmovilización
vertical, el cual está unido, por ejemplo, por medio de rótulas o
incluso por pivotes 50 y 52, como se representa en la Figura 3, al
porta-eje 18 y al brazo 12. Como ya se ha visto,
esta espiga de inmovilización vertical 46 permite evitar el
basculamiento del porta-eje 18 alrededor de un eje
que pasa por los centros respectivos de los palieres de unión 20 y
de guía 28.
La Figura 4 ilustra un segundo modo de
realización de la invención en el cual dos semiejes 10 de acuerdo
con la invención se encuentran acoplados para constituir un eje
auto-director en el cual los pivotamientos de los
porta-ejes 18 están acoplados.
En este modo de realización, los palieres
elásticos de guía 28 están acoplados en sus movimientos
transversales. Esto puede obtenerse, por ejemplo, y de forma no
limitativa de la invención, con el uso, en lugar de los palieres
elásticos de guía 28 descritos con relación a las Figuras 1b y 2b,
de palieres similares pero que, por una parte, no comprenden ningún
respaldo 42 para el anillo 36 ni ningún respaldo 44 para el bloque
de elastómero 38, y, por otra parte, cuyos anillos 36 se han
dispuesto solidarios uno con otro, por ejemplo, por medio de una
barra de acoplamiento 54, transversal y rígida.
De acuerdo con este modo de realización, las
barras de guía 24 de los dos semiejes opuestos están acopladas por
medio de la barra de acoplamiento 54, y los dos
porta-ejes 18 de los semiejes 10 opuestos se
encuentran también acoplados en rotación. En consecuencia, como se
ilustra en la Figura 4, cuando la rueda 22 de la izquierda es
solicitada transversalmente, el eje auto-director
provoca una rotación inducida de ésta y de la rueda 22 de la
derecha, no solicitada, hacia la derecha, lo que conduce a una
rotación inducida de todo el eje.
La Figura 5 ilustra un tercer modo de realización
proporcionado como variante, en el cual la espiga de inmovilización
vertical 46 anteriormente descrita en relación con las Figuras 1a a
4 puede ser reemplazada de forma ventajosa por una junta elástica
56 de retención vertical que une directamente el
porta-eje 18 con la rama longitudinal 32 del brazo
12.
Esta junta elástica 56 presenta una rigidez
elevada en la dirección vertical con el fin de desempeñar una
función de retención vertical análoga a la de la espiga de
retención vertical 46 anteriormente mencionada.
De forma ventajosa, esta junta elástica 56 puede
así desempeñar un papel de tope transversal para el
porta-eje 18. De este modo, la junta elástica 56
puede ser, por ejemplo, una junta de dirección axial U comprendida
en el plano horizontal, y ser de estructura análoga al palier de
guía 28, es decir, que puede comprender un anillo interior, al que
se une el porta-eje 18, y cuya periferia o contorno
exterior está montado en ajuste de apriete en un bloque de
elastómero, montado, a su vez, en ajuste de apriete en un cubo que
está unido a la rama longitudinal 32 del brazo 12. El anillo
comprende entonces un respaldo vuelto hacia el semieje opuesto, el
cual se apoya sobre el bloque de elastómero, comprendiendo dicho
bloque asimismo un respaldo apoyado sobre el cubo.
De este modo, la junta elástica de retención
vertical puede moverse entre una posición de reposo y una posición
de deformación en la dirección U, hacia el semieje opuesto, para la
cual el ajuste de apriete del anillo del bloque de elastómero y del
cubo tan solo permite el desplazamiento axial del anillo con
respecto al cubo según la dirección U en el sentido hacia el
semieje opuesto.
Cuando, por el contrario, el
porta-eje 18 es solicitado transversalmente en
alejamiento del semieje opuesto, como es el caso, en particular,
cuando se produce el frenado del vehículo, la junta elástica 56, de
rigidez elevada en el sentido opuesto al del semieje opuesto, se
comprime axialmente entre el respaldo del anillo y el respaldo del
cubo, y constituye de esta forma un tope axial del
porta-eje 18 en el sentido de alejamiento del
semieje opuesto.
Las Figuras 6 a 8 ilustran un cuatro y un quinto
modos de realización de la invención para los cuales la barra de
guía 24 está inclinada con respecto al plano horizontal un ángulo
\beta con un valor reducido. Esta configuración puede, sobre todo,
resultar particularmente ventajosa en cuestiones de reducción del
espacio ocupado por dicha barra de guía 24.
En ausencia de modificaciones del palier elástico
de guía 28, la pequeña inclinación de ángulo \beta de la barra de
guía 24 se traduciría en un alejamiento del plano de la carretera
22 con respecto al centro instantáneo de rotación del
porta-eje 18, estando situado este centro
instantáneo de rotación en la intersección entre la dirección de la
barra de guía 24 y la perpendicular al eje del palier de unión
20.
Con el fin de evitar un alejamiento demasiado
grande del centro instantáneo de rotación con respecto al plano 18
de la carretera, el palier de guía 28 está montado con un cierto
juego, con el fin de deslizar transversalmente según su eje
transversal, y se han dispuesto medios suplementarios de guía, que
están inclinados en un ángulo \gamma en elevación con respecto a
la rama transversal 30 del brazo 12, interpuestos entre el
porta-eje 18 y la rama longitudinal 32 del brazo 12,
de modo que estos medios suplementarios de guía aseguran las
funciones de solicitación elástica y de tope elástico del
porta-eje 18.
En estos modos de realización, como se ilustra en
las Figuras 6 a 8, la barra de guía 24 tan solo es susceptible de
transmitir esfuerzos transversales que resulten de solicitaciones
transversales de la rueda 22 al palier de guía 28, al final de su
juego de deslizamiento, al estar el palier de guía 28 dispuesto de
forma deslizante, de modo que no participa más que al final del
recurrido en la recepción de los esfuerzos horizontales de la rueda
22 solicitada transversalmente.
A tal efecto, el palier de guía 28 presenta una
rigidez reducida según su dirección axial transversal.
El palier 28 es, por tanto, sensiblemente
"libre" en la dirección transversal, a lo largo de su recorrido
de deslizamiento, y permite un desplazamiento transversal del
extremo 26 de la barra de guía 24 y, por tanto, un desplazamiento
transversal de la barra de guía 24 que permite, en respuesta a una
solicitación transversal de la rueda 22 hacia el semieje opuesto
(no representado, hacia la derecha en las Figuras 6 y 7), un
pivotamiento de eje vertical en el sentido horario del
porta-eje 18, que permite a éste último provocar
una rotación inducida de la rueda 22.
Por otra parte, el palier de guía 28 presenta una
rigidez vertical importante con el fin de asegurar la recepción de
las solicitaciones verticales transmitidas por la rueda 22 al
porta-eje 18 y a la barra de guía 28.
De acuerdo con el cuarto modo de realización
representado en las Figuras 6 y 8, los medios suplementarios de guía
están constituidos por una biela de guía 58 que está inclinada en
el ángulo \gamma con respecto a la rama transversal 30 del brazo
12, y que une el porta-eje 18 a la rama longitudinal
32 del brazo 12. Esta biela de guía 58 está montada, por ejemplo,
entre el porta-eje 18 y la rama longitudinal 32 del
brazo 12, con la intermediación de rótulas 59. En esta
configuración, los medios de tope de la barra de guía 24 en contra
de su movimiento de alejamiento del brazo opuesto del eje, están,
por tanto, constituidos por la biela de guía 58, que es inextensible
y es, en consecuencia, capaz de retener el
porta-eje 18 en sus desplazamientos de alejamiento
del semieje opuesto 12.
El centro instantáneo de rotación del movimiento
de pivotamiento del porta-eje 18 está, por tanto,
situado en la intersección de la dirección de la biela de guía 58 y
la perpendicular al eje del palier de unión 20.
Por otra parte, como se ilustra en las Figuras 6
y 8, los medios de tope vertical del porta-eje 18
con respecto al brazo 12 están siempre constituidos por la espiga
de inmovilización vertical 46, la cual, como ya se ha visto, permite
evitar el basculamiento del porta-eje 18 de la
barra de guía 24 alrededor de un eje que pasa por los centros
respectivos de los palieres de unión 20 y de guía 28.
Por fin, las Figuras 7 y 9 ilustran un quinto
modo y último modo de realización de la invención, para el cual los
medios de tope vertical y los medios de guía suplementarios de la
barra de guía 24 están constituidos por una biela pequeña 60, única
y con forma de Y. La biela pequeña 60 presenta sensiblemente la
forma de una Y tumbada, cuya dirección está generalmente
comprendida en el plano horizontal y que está inclinada en el
ángulo \gamma y en elevación con respecto al eje transversal del
palier elástico deformable, a fin de constituir los medios de guía
suplementarios. La biela pequeña 60 está unida al
porta-eje con la intermediación de una rótula 62 que
se encuentra dispuesta en el extremo de su rama convergente 61.
En los extremos de sus ramas divergentes 63, la
biela pequeña 60 está unida al brazo 12 por medio de dos palieres
elásticos 64 de eje vertical, a fin de constituir los medios de
tope vertical del porta-eje 18. Al estar el
porta-eje 18 unido a la barra de guía 24, esta
biela pequeña 60 impide de esta forma, ventajosamente, el
basculamiento de la barra de guía 24 alrededor del eje que pasa por
los centros respectivos de los palieres de unión 20 y de guía
28.
Así pues, el auto-director
formado por la unión o combinación de los dos semiejes 10 permite,
ventajosamente, en una situación de viraje, obtener una rotación
inducida de al menos la rueda que se apoya por el exterior del
vehículo, así como guiar esta rotación inducida de una forma
precisa y controlada.
Claims (18)
1. Un eje auto-director para un
vehículo, en particular, un automóvil, el cual está formado por dos
semiejes (10) situados opuestamente y que comprenden, cada uno de
ellos, un brazo (12) independiente y sensiblemente longitudinal, que
está montado de forma pivotante en un árbol transversal (14) unido
a la caja o chasis del vehículo, del tipo en el cual un extremo
libre posterior (16) de cada brazo (12) lleva incorporado un
porta-eje (18) que comprende un palier de eje
transversal para una rueda (22) del vehículo, del tipo en el cual
el porta-eje (18) está unido al brazo (12) con la
intermediación de al menos un palier elástico de unión (20), de eje
longitudinal (A), que es susceptible, cuando la rueda (22) es
solicitada transversalmente en su apoyo, de deformarse separándose
de su eje longitudinal (A), a fin de articular el
porta-eje (18) en rotación alrededor de un eje
sensiblemente vertical, y provocar un basculamiento o rotación
inducida en la rueda (22),
estando el porta-eje (18) unido
al brazo, por detrás del eje (B) de la rueda, por dicho al menos un
palier elástico (20) de unión de eje longitudinal (A), y estando
unido al brazo (12), por delante del eje (B) de la rueda (22), con
la intermediación de al menos una barra de guía (24),
caracterizado porque dicha barra de guía (24) tiene una
dirección general comprendida en un plano horizontal, y porque su
extremo (26) de unión con el brazo está guiado por un palier
elástico de guía deformable (28).
2. Un eje auto-director de
acuerdo con la reivindicación precedente, caracterizado
porque la barra de guía (24) está inclinada en dicho plano
horizontal en un ángulo determinado (\alpha, \beta) con respecto
al eje (C) del palier elástico de guía deformable (28).
3. Un eje auto-director de
acuerdo con la reivindicación precedente, caracterizado
porque el eje (C) del palier elástico de guía deformable es
transversal.
4. Un eje auto-director de
acuerdo con la reivindicación precedente, caracterizado
porque el ángulo (\beta) de inclinación de la barra (24) con
respecto al eje transversal (C) del palier elástico de guía
deformable (28) es de un valor pequeño, y porque el palier elástico
de guía deformable (28) puede deslizar transversalmente según un
eje transversal (C).
5. Un eje auto-director de
acuerdo con la reivindicación precedente, caracterizado
porque el porta-eje (18) está unido al brazo (12)
por medios de guía suplementarios que comprenden una biela de guía
(58) de dirección generalmente comprendida en un plano horizontal,
la cual está inclinada en un ángulo (\gamma) de un valor elevado
con respecto al eje transversal (C) del palier elástico de guía
deformable (28).
6. Un eje auto-director de
acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que el
ángulo de inclinación (\alpha) de la barra (24) con respecto al
eje transversal (C) del palier elástico deformable (28) es de un
valor elevado, y porque el palier elástico de guía deformable (28)
está montado sin juego en la dirección transversal.
7. Un eje auto-director de
acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque la barra de guía (24) comprende medios
de solicitación elástica en contra de su movimiento hacia el
semieje (10) opuesto, y comprende medios de tope contra su
movimiento de alejamiento del semieje (10) opuesto.
8. Un eje auto-director de
acuerdo con la reivindicación 7, tomada en combinación con las
reivindicaciones 4 y 5, caracterizado porque los medios de
solicitación elástica de la barra de guía (24) en contra de su
movimiento hacia el semieje (10) opuesto se obtienen gracias a la
rigidez reducida, según la dirección transversal, del palier
elástico de guía deformable (28), el cual se opone al movimiento de
la barra (24) hacia el semieje opuesto solamente al final del
recorrido del movimiento de deslizamiento transversal del palier
elástico de guía deformable (24), y porque los medios de tope de la
barra de guía en contra de su movimiento de alejamiento del semieje
(10) opuesto están constituidos por la biela de guía (58), la cual
está unida al porta-eje (18) y al brazo (12) por
medio de rótulas, y se opone a tracción al movimiento de la barra
(24) en alejamiento del semieje (10) opuesto.
9. Un eje auto-director de
acuerdo con la reivindicación 7, tomada en combinación con la
reivindicación 6, caracterizado porque los medios de
solicitación elástica de la barra de guía (24) en contra de su
movimiento hacia el semieje (10) opuesto se obtienen por medio del
palier elástico de guía deformable (28), el cual presenta una
rigidez reducida según la dirección transversal hacia el semieje
opuesto, y por que los medios de tope de la barra de guía (24) en
contra de su movimiento de alejamiento del semieje opuesto están
constituidos por el palier elástico de guía deformable (28), el
cual presenta una rigidez elevada según la dirección transversal de
alejamiento del semieje opuesto.
10. Un eje auto-director de
acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque comprende medios de tope vertical del
porta-eje (18) con respecto al brazo (12),
destinados a oponerse al basculamiento del porta-eje
(18) según un eje que pasa por el palier elástico longitudinal
posterior de unión (20) y por el palier elástico transversal y
deformable de guía (28).
11. Un eje auto-director de
acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque los
medios de tope vertical del porta-eje (18) con
respecto al brazo (12) comprenden una espiga o pasador (46) de
inmovilización en la dirección vertical, que está dispuesto por
delante del eje (B) de la rueda (22) y cuyos extremos están fijados
en el porta- eje (18) y en el brazo (12).
12. Un eje auto-director de
acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque los
medios de tope vertical del porta-eje (18) con
respecto al brazo (12) comprenden una junta elástica (56) de
retención vertical, que une directamente el
porta-eje (18) al brazo (12) y que es de una
rigidez elevada según la dirección vertical.
13. Un eje auto-director de
acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque la
junta elástica (18) de retención vertical presenta una rigidez
reducida según una dirección horizontal hacia el semieje (10)
opuesto, y una rigidez elevada según una dirección horizontal de
alejamiento del semieje (10) opuesto.
14. Un eje auto-director de
acuerdo con la reivindicación 10, tomada en combinación con la
reivindicación 5, caracterizado porque comprende una biela
pequeña (60) con forma de Y tumbada, de dirección generalmente
comprendida en el plano horizontal, la cual está inclinada en un
ángulo (\gamma) en elevación con respecto al eje transversal (C)
del palier elástico deformable (28), está unida al
porta-eje (18) a través de una rótula (62),
dispuesta en el extremo de su rama convergente, y está unida al
brazo (12) por dos palieres elásticos (64) de eje vertical,
dispuestos en los extremos de sus ramas divergentes, a fin de
constituir, simultáneamente, dichos medios suplementarios de guía y
los medios de tope vertical del porta-eje (18).
15. Un eje auto-director de
acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque la barra de guía (24) presenta la forma
de una placa triangular flexible de dirección generalmente
comprendida en dicho plano horizontal, cuyo vértice principal (26)
está unido al palier elástico deformable transversal de guía (28),
y cuyos dos vértices (33) de la base están unidos al
porta-eje (18).
16. Un eje auto-director de
acuerdo con la reivindicación precedente, caracterizado
porque los dos vértices (33) de la base de la placa triangular
están articulados en el porta-eje por medio de dos
anillos elásticos (34) de eje vertical.
17. Un eje auto-director de
acuerdo con la reivindicación 15, caracterizado porque los
dos vértices (33) de la base de la placa triangular están unidos
rígidamente al porta-eje (18).
18. Un eje auto-director de
acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 17,
caracterizado porque las barras de guía (24) de cada semieje
(10) están unidas por sus extremos de unión (26) que portan los
palieres elásticos de guía (28), por medio de una barra de
acoplamiento (54) transversal y rígida, a fin de acoplar los
movimientos de rotación de eje vertical de cada uno de los
porta-ejes (18) del eje.
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