ES2236031T3 - Suspension de eje para ejes rigidos de vehiculos. - Google Patents

Suspension de eje para ejes rigidos de vehiculos.

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ES2236031T3 ES00989804T ES00989804T ES2236031T3 ES 2236031 T3 ES2236031 T3 ES 2236031T3 ES 00989804 T ES00989804 T ES 00989804T ES 00989804 T ES00989804 T ES 00989804T ES 2236031 T3 ES2236031 T3 ES 2236031T3
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Abstract

Suspensión de eje para ejes rígidos de vehículos, especialmente de vehículos industriales con suspensión neumática, en la que - por encima del eje del vehículo (3) un brazo de cuatro puntos (4) flexible unido de forma articulada, por un lado, con el eje del vehículo (3) y, por otro lado, con la estructura del vehículo (1a, 1b), que está unido con el eje del vehículo (3) y con la estructura del vehículo (1a, 1b) mediante dos articulaciones (5, 6, 7, 8), respectivamente, que se encuentran distanciadas entre sí en sentido transversal del vehículo - a cada lado del vehículo con respecto a la guía del eje, al menos un puntal de eje (11, 12) que se extiende en sentido longitudinal del vehículo, que une el eje del vehículo (3) con la estructura del vehículo (1a, 1b) de forma móvil verticalmente y - para la amortiguación entre el eje del vehículo (3) y la estructura del vehículo (1a, 1b) está dispuesta, al menos, una unidad de amortiguación (19, 20), en la que los puntales de eje (11, 12) están unidos con el eje del vehículo (3) y con la estructura del vehículo (1a, 1b), respectivamente, mediante una articulación molecular (13, 14, 15, 16), caracterizada porque la articulación molecular (13, 14), en el lateral de la estructura del vehículo, del puntal del eje (11, 12) presenta una característica de articulación más rígida que las articulaciones moleculares (15, 16), en el lateral del eje del vehículo, del puntal de eje (11, 12).

Description

Suspensión de eje para ejes rígidos de vehículos.
La invención se refiere a una suspensión de eje para ejes rígidos de vehículos, especialmente, vehículos industriales con amortiguación neumática según el preámbulo de la reivindicación 1.
En el documento WO 99/58354 A1 se describe una suspensión de eje genérica para ejes rígidos de vehículos, especialmente de vehículos industriales con suspensión neumática, en la que por encima del eje del vehículo un brazo flexible de cuatro puntos unido de forma articulada, por un lado, con el eje del vehículo y, por otro lado, con la estructura del vehículo, está unido mediante dos articulaciones, distanciadas entre sí en sentido transversal del vehículo, con el eje del vehículo y con la estructura del vehículo. A cada lado del vehículo se monta para guía del eje, al menos, un puntal de eje que se extiende en sentido longitudinal del vehículo, que une de forma móvil verticalmente el eje del vehículo con la estructura del vehículo, en el que para amortiguación entre el eje del vehículo y la estructura del vehículo existe, al menos, una unidad de amortiguación y los puntales de eje están unidos con el eje del vehículo y con la estructura del vehículo, respectivamente, mediante una articulación molecular.
Del documento DE 19521874 se conoce una suspensión de eje para ejes rígidos de vehículos, en la que por encima del eje del vehículo un brazo flexible de cuatro puntos unido de forma articulada, por un lado, con el eje del vehículo y, por otro lado, con la estructura del vehículo, está unido con el eje del vehículo y con la estructura del vehículo mediante dos articulaciones distanciadas entre sí en sentido transversal del vehículo, y a cada lado del vehículo está dispuesto, al menos, un puntal de eje que se extiende en sentido longitudinal del vehículo, que une de forma móvil verticalmente el eje del vehículo y la estructura del vehículo, y para amortiguación entre el eje del vehículo y la estructura del vehículo, al menos, una unidad de amortiguación. La configuración constructiva de suspensiones de eje de este tipo es, básicamente, sencilla y ahorra espacio y coste, y se ha demostrado su eficacia en la práctica sin excepción. No obstante, una suspensión genérica de eje de este tipo, así como otros tipos de construcción conocidos del estado de la técnica, tienen la desventaja de que el eje está unido firmemente con los puntales de eje dispuestos junto a éste. Una fijación de este tipo en acción conjunta con toda la construcción de eje conduce a una redundancia cinemática del grado de libertad del mecanismo de tracción del vehículo. Esto, a su vez, lleva a un ciclo indefinido de los procesos cinemáticos en determinadas situaciones dentro de la construcción de eje, lo que en ciertas circunstancias actúa negativamente sobre la sintonización del mecanismo de tracción o la dinámica del vehículo en dirección vertical y lateral.
Además, la redundancia cinemática en ejes accionados puede conducir a vibraciones del árbol motor con un desgaste resultante elevado del árbol motor y una carga elevada de la carcasa de eje montada.
El documento US 5,203,585 da a conocer, además, una suspensión de eje para ejes rígidos de vehículos, en la que para guía del eje a cada lado del vehículo existe, al menos, un puntal de eje que se extiende en sentido longitudinal del vehículo, que une de forma móvil verticalmente el eje del vehículo con la estructura del vehículo, que para amortiguación entre el eje del vehículo y la estructura del vehículo presenta, al menos, una unidad de amortiguación. Como unidad de amortiguación puede montarse una amortiguación neumática.
El planteamiento técnico del problema de la presente invención es desarrollar una suspensión de eje genérica, de forma que mejoren las relaciones cinemáticas, para optimizar la dinámica de conducción, conseguir menores vibraciones y un desgaste reducido, así como una rigidez lateral incrementada de la construcción de eje. Además, debe reducirse más el número de piezas individuales, incrementar la facilidad de reparación, así como seguir reduciendo los pesos montados no amortiguados.
El planteamiento del problema se resuelve según la invención en visión conjunta con las características genéricas de la enseñanza técnica de la reivindicación 1. Según la invención, el puntal de eje debe estar unido con el eje del vehículo mediante una articulación molecular. Frente a las construcciones de eje conocidas del estado de la técnica, mediante el alojamiento articulado del eje del vehículo se obtiene una elasticidad claramente mejor para todo el sistema de suspensión de eje y una asignación unívoca de relaciones cinemáticas bajo todas las condiciones de conducción, de forma que una tensión y distensión del muelle, así como el comportamiento de péndulo no se ve influido negativamente por una compresión y opresión del eje del vehículo.
Para poder ajustar aún mejor las relaciones cinemáticas de la suspensión de eje a la configuración constructiva según la invención resulta, así mismo, ventajoso que el puntal de eje esté fijado a la estructura del vehículo mediante una articulación molecular. Esta otra articulación molecular debe presentar convenientemente una característica articulatoria más rígida que la articulación molecular del lado del vehículo del puntal de eje, puesto que, de este modo, se reduce una torsión cardánica especialmente de los fuelles de aire usados como elemento amortiguador.
De la características de las reivindicaciones subordinadas resultan además configuraciones especiales del objeto de la invención.
Se ha comprobado como especialmente ventajoso que los puntales de eje presenten un alojamiento para una unidad de amortiguación montada y/o un parachoques. A este efecto, los puntales de eje en su extremo libre no articulado en la estructura del vehículo se prolongan por encima del punto de articulación para el extremo que une el puntal del eje con el eje del vehículo, en el que en este extremo la unidad de amortiguación, dispuesta normalmente en construcciones del estado de la técnica, está alojada por separado entre el eje del vehículo y la estructura del vehículo. El alojamiento de la unidad de amortiguación según la invención puede estar realizado de forma rígida o articulada, en la que una unión articulada reduce adicionalmente el desgaste de la unidad de amortiguación. La integración de funciones conduce, además, a una reducción de las piezas de montaje y, de este modo, a una reducción de costes de toda la construcción de suspensión de eje, también, como consecuencia del tiempo de montaje reducido y del menor almacenaje. Las unidades de amortiguación se unen de forma óptima al eje usado a través de la muy sencilla realización de eje según la invención, siendo posible disponer los puntales de eje en forma V vistos espacialmente, lo que conlleva una estabilización lateral adicional. Naturalmente, en este contexto es concebible, proveer el puntal de eje no sólo con un alojamiento para una unidad de amortiguación, sino, por ejemplo, prever cuatro o más unidades de amortiguación, preferiblemente, elementos de amortiguación neumática, para amortiguar el eje del vehículo.
Además, a través de la cinemática espacial del brazo superior de cuatro puntos y del alojamiento molecular del puntal de eje inferior con dos articulaciones es posible una realización de paralelogramo más limpia de ambas piezas de montaje, que a su vez influye positivamente en toda la cinemática del eje y proporciona al fabricante de vehículos condiciones de montaje ideales. Especialmente, a través de la guía trapezoidal ideal se garantiza que el desgaste del árbol articulado se mantenga lo menor posible.
A continuación se explican en detalle ejemplos de realización del objeto de la invención mediante los dibujos adjuntos. Se muestran:
Figura 1: una vista en perspectiva de un ejemplo de realización de la suspensión de eje según la invención vista de forma inclinada desde delante en la dirección del vehículo,
Figura 2: una vista en perspectiva inclinada desde atrás de la suspensión de eje de la figura 1,
Figura 3: una vista en planta de otro ejemplo de realización de la suspensión de eje según la invención,
Figura 4: una articulación molecular usada para la suspensión de eje según la invención en representación en sección,
Figura 5: una vista en perspectiva de otro ejemplo de realización de la suspensión de eje vista de forma inclinada desde delante en sentido del vehículo y
Figura 6: la vista conforme a la dirección de la flecha VI en la figura 5, no obstante, sin la rueda del vehículo.
En la figura 1 la suspensión de eje según la invención se representa en un chasis de vehículo industrial no mostrado aquí en detalle provisto con largueros 1a, 1b. Los largueros 1a y 1b están dispuestos distanciados lateralmente entre sí y unidos firmemente entre sí mediante las traviesas 2a, 2b. Por debajo de los largueros 1a y 1b está dispuesto el eje del vehículo 3, que está unido con los largueros 1a, 1b mediante un brazo de cuatro puntos 4. El brazo de cuatro puntos 4 presenta, en total, cuatro articulaciones 5, 6, 7 y 8, estando dos articulaciones 5,6 fijadas en el bastidor del vehículo y dos articulaciones 7,8 en el eje del vehículo. Las articulaciones fijadas en el eje del vehículo y en la carrocería están dispuestas distanciadas entre sí en la dirección transversal del vehículo.
Además, de la figura 1 se desprende que en cada uno de los largueros 1a, 1b está fijado, respectivamente, un soporte lateral 9 ó 10, en cuyo extremo libre inferior está articulado un puntal de eje 11 ó 12 mediante una articulación molecular 13, 14.
En el caso de una articulación molecular se trata, principalmente, de una articulación, como la articulación esférica que está representada a modo de ejemplo en la figura 4. La articulación molecular se compone de una esfera articulada 30 que se encuentra en el interior, una carcasa 32 que encierra la esfera articulada, así como un elastómero 31 dispuesto entre la esfera articulada 30 y la carcasa 32. En el ejemplo de realización de la figura 4, la esfera articulada 30 está realizada de dos piezas, componiéndose de un eje articulado 33 metálico interior y de una esfera exterior 34 de elastómero conformada. Otras realizaciones de una articulación molecular pueden prever la realización de la esfera articulada 30 toda de metal o, en lugar de una esfera, presentar una pieza interior cilíndrica. Articulaciones moleculares de este tipo pueden adaptarse mediante la selección del elastómero dispuesto entre la esfera articulada 30 y la carcasa 32 de forma correspondiente a las cargas que actúan sobre la articulación. Además, dentro del elastómero y/o de la carcasa o en la pieza interior de la articulación pueden preverse escotaduras, al menos parcialmente, que ejercen una influencia apropiada de la característica de articulación. De este modo, las articulaciones moleculares presentan en una dirección una amortiguación menor y, en al menos una dirección desplazada al respecto, una amortiguación correspondientemente mayor.
Los puntales de eje 11, 12 articulados en los soportes laterales 9, 10 mediante las articulaciones moleculares 13, 14 están dispuestos, básicamente, en sentido horizontal y unidos en su extremo girado de espaldas a las articulaciones moleculares 13, 14 con el eje mediante otra articulación molecular 15, 16. Las articulaciones moleculares 15, 16 presentan, en principio, la estructura descrita anteriormente y hacen posible, tanto el alojamiento de fuerzas longitudinales como también verticales y torsiones (cardánica), que, provocadas por los movimientos del eje, se transmiten al mecanismo de traslación. A través del uso de articulaciones moleculares se evita una redundancia de los grados de libertad cinemática, de forma que puede darse una sintonización de avance óptima respecto a la dinámica del mecanismo de traslación en sentido vertical y lateral.
De la vista de la figura 2 se desprende que los puntales de eje 11, 12 se prolongan por encima del punto de articulación para las articulaciones moleculares 15, 16, y presentan en su extremo libre un alojamiento 17 ó 18 para una unidad de amortiguación 19, 20. Además, existe una unión entre los puntales de eje 11, 12 y la estructura del vehículo 1a, 1b mediante un parachoques 35, 36 respectivamente. La prolongación de los puntales de eje 11 y 12 con la integración de los alojamientos 17 y 18 lleva a una reducción de las piezas de montaje usadas normalmente en construcciones de eje tradicionales y reduce, con ello, el almacenaje y los tiempos de montaje para la construcción de eje según la invención.
De la vista en planta de la figura 3 de otro ejemplo de realización de la construcción de eje según la invención, se desprende que aquí los puntales de eje 11 ó 12 vistos desde su articulación anterior mediante las articulaciones moleculares 13 y 14 hacia el extremo del vehículo pueden presentar una dirección que discurre hacia el centro del vehículo, visto en la vista en planta. Además, de la vista en planta puede deducirse la situación del brazo de cuatro puntos 4, así como la de sus puntos de articulación en la carrocería o en el eje.
Naturalmente es posible usar la articulación, según la invención, del eje en los puntales de eje, también para tales construcciones, en las que en lugar de las dos unidades de amortiguación representadas se montan tres, cuatro o más elementos de amortiguación de este tipo, en las que las unidades de amortiguación 19, 20 están dispuestas vistas en sentido del vehículo delante o detrás del eje del vehículo 3.
Una realización con unidades de amortiguación 19, 20 aplicadas delante del eje del vehículo 3 se muestra en la figura 5. En esta realización, el parachoques 35 (36) se fija en el alojamiento 18 (17) y la unidad de amortiguación 19 (20) con un fuelle de aire se monta en el puntal de eje 12 (11).
Lista de números de referencia
1a Larguero
1b Larguero
2a Traviesa
2b Traviesa
3 Eje del vehículo
4 Brazo de cuatro puntos
5 Articulación
6 Articulación
7 Articulación
8 Articulación
9 Soporte lateral
10 Soporte lateral
11 Puntal de eje
12 Puntal de eje
13 Articulación molecular
14 Articulación molecular
15 Articulación molecular
16 Articulación molecular
17 Alojamiento
18 Alojamiento
19 Unidad de amortiguación
20 Unidad de amortiguación
30 Esfera articulada
31 Elastómero
32 Carcasa
33 Eje articulado
34 Esfera exterior
35 Parachoques
36 Parachoques

Claims (7)

1. Suspensión de eje para ejes rígidos de vehículos, especialmente de vehículos industriales con suspensión neumática, en la que
- por encima del eje del vehículo (3) un brazo de cuatro puntos (4) flexible unido de forma articulada, por un lado, con el eje del vehículo (3) y, por otro lado, con la estructura del vehículo (1a, 1b), que está unido con el eje del vehículo (3) y con la estructura del vehículo (1a, 1b) mediante dos articulaciones (5, 6, 7, 8), respectivamente, que se encuentran distanciadas entre sí en sentido transversal del vehículo
- a cada lado del vehículo con respecto a la guía del eje, al menos un puntal de eje (11, 12) que se extiende en sentido longitudinal del vehículo, que une el eje del vehículo (3) con la estructura del vehículo (1a, 1b) de forma móvil verticalmente y
- para la amortiguación entre el eje del vehículo (3) y la estructura del vehículo (1a, 1b) está dispuesta, al menos, una unidad de amortiguación (19, 20), en la que los puntales de eje (11, 12) están unidos con el eje del vehículo (3) y con la estructura del vehículo (1a, 1b), respectivamente, mediante una articulación molecular (13, 14, 15, 16),
caracterizada porque la articulación molecular (13, 14), en el lateral de la estructura del vehículo, del puntal del eje (11, 12) presenta una característica de articulación más rígida que las articulaciones moleculares (15, 16), en el lateral del eje del vehículo, del puntal de eje (11, 12).
2. Suspensión de eje según la reivindicación 1, caracterizada porque los puntales de eje (11, 12) presentan un alojamiento (17, 18) para las unidades de amortiguación (19, 20) o los parachoques (35, 36).
3. Suspensión de eje según la reivindicación 2, caracterizada porque los alojamientos (17, 18) para las unidades de amortiguación (19, 20) o los parachoques (35, 36) están configurados como articulaciones.
4. Suspensión de eje según la reivindicación 3, caracterizada porque las articulaciones son articulaciones esféricas.
5. Suspensión de eje según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los puntales de eje (11, 12) están unidos respectivamente de forma adicional mediante, al menos, un parachoques (35, 36) con la estructura del vehículo (1a, 1b).
6. Suspensión de eje según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la unidad de amortiguación (19, 20) está dispuesta delante o detrás del eje del vehículo (3).
7. Suspensión de eje según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque delante y detrás del eje del vehículo (3) está dispuesta, respectivamente, una unidad de amortiguación (19, 20).
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