ES2248161T3 - Eje trasero que comprende un travesaño con escotaduras. - Google Patents
Eje trasero que comprende un travesaño con escotaduras.Info
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Abstract
Eje o puente (10), especialmente trasero, para vehículo automóvil, del tipo que comprende al menos dos brazos (12) sensiblemente longitudinales que se articulan alrededor de un eje (A) transversal respecto a un elemento de la estructura de la caja del vehículo, del tipo en el que los brazos (12) están unidos entre sí mediante un travesaño (22) transversal que se fija por sus extremos (28) a los brazos y que presenta características de rigidez a la flexión elevadas y a la torsión reducidas, del tipo en el que el travesaño (22) está formado por dos alas (24, 26) unidas con sección longitudinal en forma de U sensiblemente, caracterizado porque cada ala (24, 26) del travesaño tiene un borde (30, 32) libre que, en cada extremo del travesaño (22), está escotado según un arco (C) que es tangente a la dirección (T) general transversal del travesaño (22) y que es tangente a la dirección (L) general longitudinal del brazo (12) asociado, de modo que se reduzca localmente la dimensión longitudinal de la rama de la U y se cree así una zona de empalme en la que las tensiones (G) de deformación se anulen.
Description
Eje trasero que comprende un travesaño con
escotaduras.
La invención concierne a un eje o puente,
especialmente trasero, para vehículo automóvil, como es conocido
por el documento EP 0430728 A, que constituye el estado más próximo
de la técnica según el preámbulo de la reivindicación 1.
La invención concierne más particularmente a un
eje o puente, especialmente trasero, para vehículo automóvil, del
tipo que comprende al menos dos brazos sensiblemente longitudinales
que se articulan alrededor de un eje transversal respecto a un
elemento de la estructura de la caja del vehículo, del tipo en el
que los brazos están unidos entre sí mediante un travesaño
transversal que se fija por sus extremos a los brazos y que
presenta características de rigidez a la flexión elevadas y a la
torsión reducidas, del tipo en el que el travesaño está formado por
dos alas unidas con sección longitudinal en forma de U
sensiblemente.
Se conocen numerosos tipos de puentes traseros de
vehículos automóviles.
Numerosos puentes traseros son puentes traseros
del tipo "puente atirantado" que constan de dos brazos
longitudinales que se articulan en la parte delantera mediante
cojinetes de un eje transversal respecto a una caja del vehículo, y
que están unidos entre sí mediante un travesaño transversal de
torsión que consta de dos placas o alas unidas por una arista común
y que también presenta en sección longitudinal forma de U o V
sensiblemente.
Según un primer diseño conocido, la unión de este
travesaño transversal, convencionalmente rectilíneo, con los brazos
se efectúa por soldadura, y para dar mayor resistencia al puente se
necesitan escuadras de refuerzo planas y triangulares, también
llamadas "cantoneras", que se disponen en un plano general
común a los brazos y al travesaño y que se sueldan al travesaño y a
los brazos del puente.
Este diseño presenta el inconveniente de
requerir, durante el proceso de fabricación, tolerancias estrictas
de posicionamiento del travesaño, de los brazos y de las cantoneras
del puente unas respecto a otras, lo cual tiene como consecuencia
un coste elevado de fabricación del puente.
Para remediar este inconveniente se ha propuesto,
según un segundo diseño conocido, sustituir las cantoneras de
refuerzo y el travesaño convencionalmente rectilíneo, por un
travesaño que presenta una forma abocinada en su zona de confluencia
con los brazos. Un travesaño de este tipo presenta una sección que
es mayor en la proximidad de los brazos que en su parte central,
según la dirección longitudinal.
Este diseño permite no tener que ajustar
cantoneras de refuerzo y equivale a disponer de un puente cuyas
cantoneras de refuerzo están integradas en el travesaño.
No obstante, se ha constatado que las secciones
del travesaño sometidas a una solicitación de torsión no permanecen
rectas, sino que se deforman. Este fenómeno es particularmente
sensible en la proximidad de las uniones existentes entre el
travesaño y el brazo, teniendo en cuenta el aumento de la dimensión
longitudinal de las alas de la sección. La deformación o alabeo de
las secciones concernidas provoca la aparición de esfuerzos muy
importantes a la altura de las uniones existentes entre el
travesaño y los brazos, lo cual es sumamente perjudicial en cuanto a
su resistencia a la fatiga y puede producir la rotura de dichas
uniones.
Para remediar este inconveniente, la invención
propone un eje o puente que comprende un travesaño cuya forma
permite la anulación de las tensiones de fatiga.
Con esta finalidad, la invención propone un eje o
puente del tipo descrito precedentemente, caracterizado porque cada
ala del travesaño tiene un borde libre que, en cada extremo del
travesaño, está escotado según un arco que es tangente a la
dirección general transversal del travesaño y que es tangente a la
dirección general longitudinal del brazo asociado, de modo que se
reduzca localmente la dimensión longitudinal de la rama de la U y se
cree así una zona de empalme en la que las tensiones de deformación
se anulen.
Según otras características de la invención:
- el borde libre de cada ala del travesaño esta
doblado adicionalmente respecto al plano de cada ala,
- el borde libre de cada ala está doblado hacia
el exterior del travesaño en U,
- el borde libre de cada ala está doblado hacia
el interior del travesaño en U,
- durante la fabricación del travesaño, el borde
libre de cada ala se somete a un tratamiento con chorro de granalla
para mejorar las características de resistencia a la fatiga del
travesaño,
- durante la fabricación del travesaño, el borde
libre de cada ala se somete a un tratamiento de endurecimiento por
conformación en frío, especialmente por acuñado; para mejorar las
características de resistencia a la fatiga del travesaño,
- el travesaño es abocinado en cada uno de sus
extremos, siendo de longitud creciente cada rama de la U de sus
alas, desde el centro del travesaño hasta la zona de empalme de
cada uno de sus extremos,
- el travesaño se realiza a partir de un trozo de
un perfil,
- durante la fabricación del travesaño, el perfil
se deforma en frío para realizar los abocinados y/o las escotaduras
y/o los bordes doblados de sus alas,
- el travesaño se suelda a los brazos,
- el travesaño se une a los brazos mediante
puntos de anclaje desmontables.
Otras características y ventajas de la invención
se pondrán de manifiesto tras la lectura de la descripción
detallada que sigue, para cuya comprensión se remitirá a los
dibujos anejos, en los que:
- la figura 1 es una vista esquemática de un eje
o puente trasero de vehículo automóvil,
- la figura 2 es una vista local en perspectiva
de un travesaño, según el estado de la técnica, y de las
solicitaciones de deformación que se ejercen sobre él,
- la figura 3 es una vista en perspectiva de un
travesaño según la invención,
- la figura 4 es una vista del alzado de medio
puente, que comprende un travesaño según la invención,
- la figura 5 es una vista en sección, según la
línea 5-5 de la figura 4, de la unión del travesaño
al brazo,
- las figuras 6 y 7 son vistas en sección, según
las líneas 6-6 y 7-7 de la figura
4, de las zonas central y de extremo del travesaño según un primer
modo de realización de la invención, y
- la figura 8 es una vista en sección, según un
plano longitudinal, de una zona de extremo del travesaño según un
segundo modo de realización de la invención.
En la descripción que sigue, las referencias
idénticas indican piezas idénticas o que tienen funciones
similares.
Los términos longitudinal, transversal, vertical,
delantero y trasero se utilizarán a título no limitativo y con
referencia a las figuras.
En la figura 1 se ha representado
esquemáticamente un eje o puente 10, especialmente trasero, para un
vehículo automóvil.
El puente 10 representado es un puente del tipo
"puente atirantado" que consta de dos brazos 12 sensiblemente
longitudinales de dirección L que se articulan en extremos 14
delanteros, por medio de pivotes 16 de eje A transversal unidos a un
elemento (no representado) de la estructura de la caja del vehículo,
y cuyos extremos 18 traseros soportan cubos de las ruedas 20 del
vehículo.
El puente 10 comprende un travesaño 22
sensiblemente transversal, paralelo a la dirección transversal T,
que está unido por sus extremos 28 a cada uno de los brazos 12. El
travesaño 22 es rígido a la flexión, pero es sensiblemente elástico
a la torsión en torno a su dirección transversal, de modo que
permita un ligero movimiento relativo de rotación alrededor del eje
A de cada brazo 12 con relación al otro.
De manera conocida, un travesaño 22 de este tipo
puede realizarse con la forma de un trozo de perfil que, en sección
según un plano longitudinal del vehículo, presente forma de U o V
sensiblemente.
En las figuras siguientes y de forma no
limitativa de la invención, se ha representado un travesaño 22 cuya
sección presenta forma de U. El travesaño 22 comprende dos alas 24 y
26 que están unidas por una arista 27 transversal común. Como se
ilustra en la figura 2, cada ala 24 ó 26 está dispuesta según una
rama de la U del trozo de perfil precedentemente descrito.
De manera conocida, el travesaño 22 representado
en la figura 1 se suelda por cada uno de sus extremos 28 al brazo
12 correspondiente. Como se ilustra en la figura 3, para garantizar
la resistencia óptima de la unión del travesaño 22 al brazo 12
correspondiente, el travesaño 22 presenta, en el plano general común
a los brazos 12 y al travesaño 22, una forma abocinada que permite
repartir los esfuerzos en los puntos de soldadura que unen el
travesaño 22 al brazo 12.
Sin embargo, este diseño tiende a someter a la
sección S de cada extremo 28 del travesaño 22 a una solicitación de
deformación G, como se ha representado mediante las flechas de la
figura 2. Esta solicitación G se ejerce transversalmente, según la
dirección T, en las ramas de la U de la sección S y somete a
tensiones importantes a los puntos de soldadura (no representados)
que unen el travesaño 22 al brazo 12. Esta solicitación G es tanto
más elevada cuanto más cerca esté del extremo 28 del travesaño 22
la sección S considerada.
Además, cuando el puente 10 se somete a los
distintos esfuerzos que se producen durante la rodadura del
vehículo, esta solicitación G es susceptible de convertirse en una
solicitación alterna.
En efecto, es conocido que las ruedas 20 formen
entre ellas, en un plano horizontal, un ángulo determinado llamado
ángulo de convergencia (no representado). Este ángulo varía en
función de las condiciones de rodadura del vehículo, especialmente
cuando éste está sometido a una aceleración fuerte o a un frenado
brutal. En tal caso, durante la rodadura los brazos 12 llegan a
transmitir a los extremos 28 del travesaño las variaciones del
ángulo de convergencia de las ruedas 20, y de este modo los puntos
de soldadura que unen el travesaño 22 al brazo 12 son susceptibles
de ser solicitados alternativamente.
Para remediar estos inconvenientes, como ilustran
las figuras 3 y 4, la invención propone un travesaño 22 en el que
cada ala 24 y 26 tiene un borde libre respectivo 30 y 32 que está
escotado según un arco C en cada extremo 28 del travesaño 22.
El extremo del travesaño 22 se representa en
sección longitudinal en la figura 5. El ala 24 superior y el ala 26
forman las dos ramas de la U del perfil del que está realizado el
travesaño 22 y reciben de manera conocida al brazo 12. Una cara
inferior del ala 24 superior está fijada sobre una cara superior 11
del brazo 12, y una cara superior del ala 26 inferior está fijada
bajo una cara inferior 13 del brazo 12. De este modo, el extremo 28
del travesaño 22 forma una "pinza" 34 cuyas superficies de
apriete están constituidas por la cara inferior del ala 24 y por la
cara superior del ala 26. Esta pinza también está representada en
la figura 3.
Como ilustra la figura 3, cada uno de los bordes
libres 30 y 32 comprende, en la zona de extremo 28 del travesaño
22, una escotadura respectiva asociada 36 y 38.
Como ilustra la figura 4, el borde libre de cada
escotadura 36 ó 38 de curvatura C es tangente a la dirección T
general transversal del travesaño 22 y también es tangente a la
dirección general del brazo 12 asociado, de modo que se reduzca
localmente la dimensión longitudinal del ala 26 ó 28 y se cree así
una zona de empalme en la que las tensiones de deformación se
anulen. En la figura 4 sólo se ha representado el ala superior 24
cuyo borde libre 30 comprende la escotadura 36 de curvatura C que
es tangente a la vez a la dirección transversal T del travesaño 22 y
a la dirección del brazo 12 que está asociado al extremo
considerado 28 del travesaño.
A título de ejemplo y de forma no limitativa de
la invención, para un travesaño 22 de una anchura transversal de
unos 1.100 mm el radio de la curvatura C del extremo de los bordes
libres 30 y 32 es del orden de 16 mm.
Por otra parte, según la invención y como
ilustran las figuras 6, 7 y 8, los bordes libres 30 y 32
respectivos de las alas 24 y 26 están doblados adicionalmente de
modo que queden inclinados respecto al plano de cada ala 24 y
26.
Ventajosamente, esta configuración permite dar
rigidez a los bordes 30 y 32 de las alas 24 y 26, al menos en las
zonas respectivas de las escotaduras 36 y 38, a fin de aumentar la
resistencia del travesaño 22 en esta zona de solicitación
máxima.
Como ilustran las figuras 6 y 7, según un primer
modo de realización de la invención, los bordes libres 30 y 32 de
las alas 24 y 26 pueden estar doblados hacia el exterior de la U
del travesaño 22 en toda la anchura transversal del travesaño
22.
En efecto, el travesaño 22 se realiza a partir
del trozo de perfil descrito precedentemente que presenta al
principio de su proceso de fabricación una sección constante en U,
del tipo que se representa en la figura 7. A continuación se
deforma en frío el perfil en una etapa de comienzo del proceso de
fabricación del travesaño 22, de forma que sus bordes libres 30 y
32 permanezcan rectilíneos, pero que las ramas de la U sean más
largas por sus extremos 28 que en su parte media. Por lo tanto, la
arista 27 del travesaño 22 de la parte opuesta a los bordes libres
30 y 32 presenta sensiblemente, al final del proceso de fabricación
del travesaño 22, una forma curvada en arco de círculo C', como se
ilustra en la figura 3.
En una etapa posterior del proceso de fabricación
del travesaño 22 se deforma éste en frío según la dirección
longitudinal, por ejemplo por embutición, de modo que se plieguen
en toda su anchura transversal sus bordes libres 30 y 32 con
relación a los planos de las alas superior 24 e inferior 26. De
este modo, los bordes libres 30 y 32 de las alas superior 24 e
inferior 26 comprenden partes de repliegue 40 y 42 que se extienden
en toda la anchura transversal del travesaño 22 y que contribuyen a
dar rigidez al travesaño 22.
Esta disposición no es limitativa de la invención
y, como variante, los repliegues 40 y 42 podrían realizarse sólo en
la proximidad de los extremos 28 del travesaño 22.
Las figuras 6 y 7 ilustran un primer modo de
realización del travesaño 22 en el que las partes de repliegue 40 y
42 están giradas hacia el exterior de la U del travesaño 22. Esta
disposición permite, por ejemplo, disponer de un espacio libre en el
interior de la U del travesaño 22, lo cual permite disponer en él
distintos equipos, tales como las canalizaciones de un circuito de
frenado del vehículo.
La figura 8 ilustra un segundo modo de
realización del travesaño 22 en el que las partes de repliegue 40 y
42 están giradas hacia el interior de la U del travesaño 22. Esta
disposición permite disponer de un travesaño 22 que es compacto en
la dirección perpendicular a los planos de las alas 24 y 26.
En los dos modos de realización del travesaño 22,
las partes de repliegue 40 y 42 preferentemente se someten a un
tratamiento destinado a aumentar su resistencia a la fatiga. Este
tratamiento puede consistir en un tratamiento con chorro de
granalla o en un tratamiento de endurecimiento por conformación en
frío, especialmente por acuñado, que permita que las partes de
repliegue 40 y 42 de los bordes libres 30 y 32 presenten las
características mecánicas de buena resistencia a la fatiga
requeridas por el travesaño 22.
Por último, dentro del ámbito de la invención, el
travesaño 22 puede fijarse de diversos modos a los brazos 12. El
travesaño 22 puede soldarse de modo convencional o comprender
puntos 44 de anclaje formados por perforaciones que permitan
introducir tornillos (no representados) que cooperen con roscados
interiores complementarios (no representados) de los brazos 12. En
este caso el travesaño 22 es desmontable de los brazos 12, lo cual
permite ventajosamente su sustitución en caso de deformación,
especialmente después de un accidente.
De este modo, el eje o puente 10 según la
invención comprende un travesaño 22 de gran resistencia, adecuado
para garantizar con total seguridad, especialmente en el marco de
una conducción deportiva del vehículo durante la que el travesaño 22
esté fuertemente solicitado, un apoyo o soporte eficaz de los
brazos 12.
Claims (11)
1. Eje o puente (10), especialmente trasero, para
vehículo automóvil, del tipo que comprende al menos dos brazos (12)
sensiblemente longitudinales que se articulan alrededor de un eje
(A) transversal respecto a un elemento de la estructura de la caja
del vehículo, del tipo en el que los brazos (12) están unidos entre
sí mediante un travesaño (22) transversal que se fija por sus
extremos (28) a los brazos y que presenta características de
rigidez a la flexión elevadas y a la torsión reducidas, del tipo en
el que el travesaño (22) está formado por dos alas (24, 26) unidas
con sección longitudinal en forma de U sensiblemente,
caracterizado porque cada ala (24, 26) del
travesaño tiene un borde (30, 32) libre que, en cada extremo del
travesaño (22), está escotado según un arco (C) que es tangente a
la dirección (T) general transversal del travesaño (22) y que es
tangente a la dirección (L) general longitudinal del brazo (12)
asociado, de modo que se reduzca localmente la dimensión
longitudinal de la rama de la U y se cree así una zona de empalme
en la que las tensiones (G) de deformación se anulen.
2. Puente (10) según la reivindicación
precedente, caracterizado porque el borde (30, 32) libre de
cada ala (24, 26) del travesaño (22) esta doblado adicionalmente
respecto al plano de cada ala (24, 26).
3. Puente (10) según la reivindicación
precedente, caracterizado porque el borde (24, 26) libre de
cada ala está doblado hacia el exterior del travesaño (22) en
U.
4. Puente (10) según la reivindicación 2,
caracterizado porque el borde libre (30, 32) de cada ala
(24, 26) está doblado hacia el interior del travesaño (22) en
U.
5. Puente (10) según una de las reivindicaciones
3 ó 4, caracterizado porque, durante la fabricación del
travesaño (22), el borde libre (30, 32) de cada ala (24, 26) se
somete a un tratamiento con chorro de granalla para mejorar las
características de resistencia a la fatiga del travesaño (22).
6. Puente (10) según una de las reivindicaciones
3 ó 4, caracterizado porque, durante la fabricación del
travesaño (22), el borde libre (30, 32) de cada ala (24, 26) se
somete a un tratamiento de endurecimiento por conformación en frío,
especialmente por acuñado; para mejorar las características de
resistencia a la fatiga del travesaño (22).
7. Puente (10) según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
travesaño (22) es abocinado en cada uno de sus extremos (28),
siendo de longitud creciente cada rama de la U de sus alas (24, 26),
desde el centro del travesaño (22) hasta la zona de empalme de cada
uno de sus extremos (28).
8. Puente (10) según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
travesaño (22) se realiza a partir de un trozo de un perfil.
9. Puente (10) según las reivindicaciones 1 a 8,
caracterizado porque, durante la fabricación del travesaño,
el perfil se deforma en frío para realizar los abocinados y/o las
escotaduras (36, 38) y/o los bordes (30, 32) doblados de sus alas
(24, 26).
10. Puente (10) según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
travesaño (22) se suelda a los brazos (12).
11. Puente según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el travesaño
(22) se une a los brazos (12) mediante puntos de anclaje (44)
desmontables.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9916185A FR2802468B1 (fr) | 1999-12-21 | 1999-12-21 | Essieu arriere comportant une traverse echancree |
| FR9916185 | 1999-12-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| ES2248161T3 true ES2248161T3 (es) | 2006-03-16 |
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Family Applications (1)
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