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