ES2249426T3 - Dispositivo de suspension de chasis en aluminio para sistemas de eje/sispension. - Google Patents
Dispositivo de suspension de chasis en aluminio para sistemas de eje/sispension.Info
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Abstract
Conjunto de chasis de vehículo que incluye un dispositivo de suspensión de chasis de aluminio (24A, B) que suspende un conjunto de suspensión de un sistema de eje/suspensión (15A, B) desde el chasis de un vehículo de aluminio (10¿), incluyendo dicho chasis un par de elementos principales separados transversalmente que se extienden longitudinalmente (11¿) y una pluralidad de travesaños (12A¿, 12B¿) que se extienden entre dichos elementos principales y que los conectan entre sí, incluyendo dicho sistema de eje/suspensión (15A, B) un par de conjuntos de suspensión separados transversalmente, incluyendo cada uno de dicho par de conjuntos de suspensión una viga (32¿) que se extiende longitudinalmente, capturando dichas vigas del citado par de conjuntos de suspensión un eje que se extiende transversalmente y presentando por lo menos una rueda montada en cada extremo de dicho eje, incluyendo cada una de dichas vigas en un extremo un conjunto de casquillo (35¿) para el montaje de manera giratoria de la viga (32¿) en dicho dispositivo de suspensión del chasis.
Description
Dispositivo de suspensión de chasis en aluminio
para sistemas de eje/suspensión.
La invención se refiere a chasis de vehículos y
en particular a dispositivos de suspensión de chasis para el montaje
de sistemas de eje/suspensión en el chasis del vehículo. Más
concretamente, la presente invención va dirigida a una dispositivo
de suspensión fabricado en aluminio que va unido de manera eficaz al
chasis de aluminio de un vehículo y forma parte del mismo, de manera
que el peso global y el coste del chasis se reduce en comparación
con los chasis de aluminio que utilizan dispositivos de suspensión
de acero, y además el dispositivo de suspensión de aluminio
reacciona eficazmente las cargas que emanan del sistema de
eje/suspensión durante el funcionamiento del vehículo.
Un sistema típico de eje/suspensión de brazo
neumático deslizable delantero o trasero va montado en el chasis de
un vehículo y depende del mismo a través de un par de dispositivos
de suspensión de chasis rígidos situados adyacentes a uno de los
extremos del sistema eje/suspensión, y por un par de muelles
neumáticos flexibles dispuestos en el otro extremo del sistema. El
dispositivo de suspensión convencional es una estructura de
horquilla a modo de caja de acero soldada que captura el extremo de
un conjunto de casquillo de un respectivo par de brazos o vigas de
suspensión del sistema eje/suspensión, utilizando un pasador o un
perno. A su vez, el dispositivo de suspensión de acero se suelda o
bien se atornilla a otro componente del chasis del vehículo, en
función del material utilizado para el chasis. Para chasis de
vehículo fabricados en acero, el dispositivo de suspensión de acero
típicamente va soldado, mientras que para chasis fabricados en
aluminio, tal como remolques cisterna de
semi-remolque, el dispositivo de suspensión debe ir
atornillado debido
a la imposibilidad de soldar metales distintos entre sí.
a la imposibilidad de soldar metales distintos entre sí.
Aunque los dispositivos de suspensión de
ace-
ro montan satisfactoriamente un sistema de eje/sus-
pensión en chasis de vehículos de acero o aluminio y reaccionan de manera satisfactoria las cargas que emanan del sistema durante el funcionamiento del vehículo en la carretera, tal como se ha indicado anteriormente, el dispositivo de suspensión de acero debe atornillarse a un chasis de vehículo aluminio en lugar de soldarse. Para atornillar firmemente el dispositivo de suspensión de acero al chasis aluminio, se dispone típicamente un par de placas de fijación pesadas entre el dispositivo de suspensión y el chasis para actuar de superficie de contacto, lo cual añade un peso y un coste indeseado al vehículo. Tal complicado montaje atornillado también reduce la eficacia de la distribución de cargas que se transfieren desde el sistema de eje/suspensión, a través del dispositivo de suspensión, y a los otros componentes del chasis del vehículo. Dicha ineficacia hace necesario a menudo el uso de pestañas complementarias, cartelas y similares en el dispositivo de suspensión y/o chasis del vehículo. Los dispositivos de suspensión que se sueldan directamente al chasis del vehículo sin utilizar placas de fijación intermedias y similares, pueden ser mucho más eficaces en la transferencia de cargas a otros componentes del chasis del vehículo.
ro montan satisfactoriamente un sistema de eje/sus-
pensión en chasis de vehículos de acero o aluminio y reaccionan de manera satisfactoria las cargas que emanan del sistema durante el funcionamiento del vehículo en la carretera, tal como se ha indicado anteriormente, el dispositivo de suspensión de acero debe atornillarse a un chasis de vehículo aluminio en lugar de soldarse. Para atornillar firmemente el dispositivo de suspensión de acero al chasis aluminio, se dispone típicamente un par de placas de fijación pesadas entre el dispositivo de suspensión y el chasis para actuar de superficie de contacto, lo cual añade un peso y un coste indeseado al vehículo. Tal complicado montaje atornillado también reduce la eficacia de la distribución de cargas que se transfieren desde el sistema de eje/suspensión, a través del dispositivo de suspensión, y a los otros componentes del chasis del vehículo. Dicha ineficacia hace necesario a menudo el uso de pestañas complementarias, cartelas y similares en el dispositivo de suspensión y/o chasis del vehículo. Los dispositivos de suspensión que se sueldan directamente al chasis del vehículo sin utilizar placas de fijación intermedias y similares, pueden ser mucho más eficaces en la transferencia de cargas a otros componentes del chasis del vehículo.
Para evitar dichos problemas asociados al montaje
de dispositivos de suspensión de acero en chasis de aluminio, en la
técnica anterior se han desarrollado dispositivos de suspensión de
aluminio. Sin embargo, hasta ahora dichos dispositivos de suspensión
han imitado generalmente el diseño de dispositivos de suspensión de
acero, con una resultante incapacidad del dispositivo de suspensión
de aluminio para reaccionar satisfactoriamente cargas transferidas
al dispositivo de suspensión desde el sistema de eje/suspensión, y
especialmente cargas laterales, sin el uso de pestañas adicionales,
cartelas, y similares que añaden peso no deseado, complejidad y
costes al dispositivo de suspensión.
EP-A-0773119
describe un soporte de aluminio para sostener unos brazos
posteriores por debajo de un chasis de aluminio de acuerdo con el
preámbulo de la reivindicación 1. Este soporte o dispositivo de
suspensión presenta unas bandas laterales paralelas opuestas y una
placa de refuerzo curvada interna para proporcionarle una
resistencia lateral interior. Para soportar las cargas laterales
cuando se encuentra montado, se une un travesaño de aluminio
adicional entre el soporte/dispositivos de suspensión el cual se
extiende entre los mismos a cada lado del chasis para proporcionar
soporte lateral.
La presente invención resuelve los problemas de
un peso excesivo y un ineficaz montaje de un dispositivo de
suspensión de acero en chasis de vehículos de aluminio, así como los
problemas asociados a los dispositivos de suspensión de aluminio de
la técnica anterior, mediante el uso de un dispositivo de suspensión
de aluminio de configuración ligera pero sólida que se monta
fácilmente en un chasis de vehículo de aluminio.
En un primer aspecto, la invención dispone un
conjunto de chasis de vehículo que incluye un dispositivo de
suspensión de chasis de aluminio que suspende un conjunto de
suspensión de un sistema eje/suspensión desde el chasis de un
vehículo de aluminio, incluyendo dicho chasis un par de elementos
principales separados transversalmente que se extienden
longitudinalmente y una pluralidad de travesaños que se extienden
entre dichos elementos principales y que los conectan entre sí,
incluyendo dicho sistema de eje/suspensión un par de conjuntos de
suspensión separados transversalmente, incluyendo cada uno de dicho
par de conjuntos de suspensión una viga que se extiende
longitudinalmente, capturando dichas vigas del citado par de
conjuntos de suspensión un eje que se extiende transversalmente y
presentando por lo menos una rueda montada en cada extremo de dicho
eje, incluyendo cada una de dichas vigas en un extremo un conjunto
de casquillo para el montaje de manera giratoria de la viga en dicho
dispositivo de suspensión del chasis;
caracterizado por el hecho de que
el dispositivo de suspensión del chasis es un
dispositivo de suspensión de chasis solidario que incluye un
elemento de base en forma substancialmente de U que tiene una
extremidad frontal y una posterior, se extiende alrededor por debajo
del conjunto de casquillo para sostenerlo y tiene una abertura
pasante para dejar pasar dicha viga, rodeando substancialmente el
dispositivo de suspensión del chasis dicho conjunto de casquillo y
sosteniéndolo lateralmente de manera que dicho dispositivo de
suspensión reacciona las cargas laterales y otras cargas
transferidas desde dicho sistema de eje/suspensión a dicho chasis
durante el funcionamiento de dicho vehículo, sin necesidad de una
estructura de soporte adicional en dicho dispositivo de suspensión y
en los citados elementos principales y dichos travesaños del citado
chasis.
En un segundo aspecto, la invención dispone un
dispositivo de suspensión de chasis de aluminio para su uso en un
conjunto de suspensión de vehículos en el que un eje que se extiende
transversalmente es capturado por unas vigas de suspensión que se
extienden longitudinalmente, y un conjunto de casquillo en un
extremo de cada viga de suspensión queda sostenido por dicho
dispositivo de suspensión de chasis por debajo de un chasis de
vehículo que tiene unos elementos principales separados
transversalmente que se extienden longitudinalmente y diversos
travesaños que se extienden entre dichos elementos principales y los
conectan entre sí,
incluyendo el dispositivo de suspensión de chasis
un elemento de base en forma substancialmente de U conformado para
extenderse alrededor debajo del conjunto de casquillo para
sostenerlo, con una abertura pasante para dejar pasar la viga de
suspensión, y con la extremidad frontal y posterior del elemento de
base comprendiendo cada una un ala que se extiende hacia el interior
y hacia arriba adaptada para soldarse a los citados travesaños del
chasis del vehículo para transferir cargas laterales desde el
sistema de
eje/suspensión al chasis durante el funcionamiento.
eje/suspensión al chasis durante el funcionamiento.
La realización preferida de la invención,
ilustrativa del mejor modo que los solicitantes han contemplado
aplicando los principios se expone en la siguiente descripción y se
muestra en los dibujos, y se señala y se expone particularmente y de
manera clara en las reivindicaciones adjuntas.
La figura 1 es una vista de perspectiva de parte
de un chasis de aluminio del tipo que se utiliza en remolques
cisterna de semi-remolque, que incluye dispositivos
de suspensión de acero de la técnica anterior utilizados para
suspender sistemas de eje/suspensión del chasis;
La figura 2 es una vista lateral parcial
ampliada, con partes recortadas y en sección y partes ocultas
representadas por líneas de rayas, mostrando la manera de unión del
dispositivo de suspensión de acero de la técnica anterior a la parte
de aluminio del chasis del vehículo;
La figura 2A es una vista parcial desde abajo de
los componentes mostrados en la figura 2, y que muestran en líneas
de rayas una viga de suspensión montada en el dispositivo de
suspensión;
La figura 3 es una vista en perspectiva similar a
la figura 1, pero mostrando dispositivos de suspensión de aluminio
de la presente invención suspendiendo los sistemas de eje/suspensión
del chasis de aluminio;
La figura 4 es una vista en perspectiva desde
abajo del conjunto de las piezas mostradas en la figura. 3;
La figura 5 es una vista en perspectiva de
despiece ampliada del dispositivo de suspensión de aluminio de la
presente invención utilizado en las figuras 3 y 4;
La figura 6 es una vista en perspectiva del
dispositivo de suspensión de la figura. 5 mostrado en estado
montado; y
La figura 7 es una vista parcial desde abajo
ampliada, con partes ocultas representadas por líneas a rayas, que
muestra la manera de unión por soldadura del dispositivo de
suspensión de la figura 6 a los otros componentes del chasis del
vehículo tal como se representa en las figuras 3 y 4.
Los números similares se refieren a partes
similares en todos los dibujos.
El chasis de un vehículo se indica con conjunto
por 10 y se muestra en la figura 1. El chasis 10 representado en la
figura 1 es parte de un chasis de un remolque cisterna de aluminio
de un semi-remolque. El chasis del remolque cisterna
10 incluye un par de elementos principales 11, una pluralidad de
travesaños frontales y posteriores 12A y 12B, respectivamente, y
pares frontales y posteriores de dispositivos de suspensión 14A y
14B, respectivamente, para suspender sistemas de eje/suspensión 15A
y 15B, respectivamente, del chasis del remolque cisterna. El chasis
del remolque 10 y 14B que utilizan los dispositivos de suspensión
14A de la técnica anterior se describirán ahora de manera que pueda
comprenderse mejor el entorno general en el cual se utiliza el
dispositivo de suspensión de la presente invención.
Salvo que se especifique lo contrario, los
componentes del chasis del remolque cisterna 10 están fabricados en
aluminio. El chasis 10 está fabricado en aluminio debido a que el
peso reducido es una cuestión importante en aplicaciones de remolque
de cisterna, y también debido a que el tipo de cisterna (no
mostrada) unida típicamente al chasis está fabricada en aluminio y
resulta más fácil de unir entre sí metales similares cuando se
fabrica un vehículo. Cada elemento principal 11 del chasis 10 es una
viga alargada en forma substancialmente de C.
La parte abierta de cada elemento principal 11
queda opuesta a la parte abierta del otro elemento principal y queda
orientada hacia el interior respecto al chasis 10. Los elementos
principales 11 se conectan entre sí paralelos y separados
transversalmente por medio de unos travesaños 12A y 12B que se
extienden entre los elementos principales y son perpendiculares a
los mismos. Cada extremo de cada travesaño 12A, B encaja en la parte
abierta de uno de los respectivos elementos principales 11, y quedan
sujetos en la misma por cualquier medio adecuado, tal como soldadura
o sujeción mecánica. Más concretamente, cada travesaño 12A, B
también es una viga en forma substancialmente de C, quedando
rematados sus extremos encajados (figuras 1 y 2) de manera que la
superficie del fondo de cada uno de los travesaños se encuentra en
el mismo plano horizontal que la superficie del fondo de los
elementos principales 11. Los travesaños 12A y 12B quedan separados
longitudinalmente.
La estructura del chasis del remolque 10 se
completa con un dispositivo de suspensión frontal y posterior 14A y
14B, respectivamente, los cuales quedan unidos cada uno a
respectivos elementos principales 11 del chasis aluminio y dependen
de los mismos, y algunos de la pluralidad de travesaños 12A y 12B,
respectivamente, dispuestos adyacentes a los dispositivos de
suspensión para ayudar en el montaje de los sistemas de
eje/suspensión 15A y 15B, respectivamente, en el chasis. Más
concretamente, los dispositivos de suspensión 14A y 14B se fabrican
típicamente en acero en lugar de aluminio utilizado para fabricar
los otros componentes de chasis 10, ya que los dispositivos de
suspensión están sometidos a fuertes cargas durante el
funcionamiento del vehículo. Estas cargas, y especialmente las
cargas laterales, se transfieren desde los sistemas de
eje/suspensión 15A, 15B, a través de los dispositivos de suspensión
14A, 14B, respectivamente, y a los elementos principales 11 y
los
travesaños 12A, 12B, respectivamente, del chasis 10.
travesaños 12A, 12B, respectivamente, del chasis 10.
Sin embargo, no es práctico soldar materiales
distintos tales como el acero y el aluminio, y la soldadura es el
método preferido para unir los dispositivos de suspensión al chasis
de un remolque para mantener en un mínimo el peso y el coste del
remolque. Este problema se ha resuelto convencionalmente, tal como
mejor se muestra en las figuras 2 y 2A, soldando una placa de acero
de forma substancialmente rectangular 16 a la parte superior de cada
dispositivo de suspensión de acero 14A, B, y también soldando una
placa de aluminio 17 de forma y tamaño substancialmente
correspondiente a la superficie del fondo de uno de los respectivos
elementos principales de aluminio 11 y a los respectivos pares de
travesaños de aluminio 12A, B. En las placas 16, 17 se forma una
pluralidad de pares de aberturas alineadas (no mostradas) y un
elemento de fijación 18 atraviesa, a su vez, cada uno de los pares
de aberturas alineadas para montar los dispositivos de suspensión de
acero 14A y 14B de manera eficaz en los otros componentes
estructurales del chasis de aluminio 10.
El chasis del remolque 10 queda entonces listo
para sostener los sistemas de eje/suspensión 15A y 15B. Debido a que
cada sistema 15A, B de eje/suspensión se suspende del chasis 10,
pero no es solidario del mismo, solamente se citarán los componentes
principales que incluye cada sistema para ayudar en la descripción
del entorno en el cual se utilizan los dispositivos de suspensión de
chasis de acero de la técnica anterior 14A, B. Cada sistema de
eje/suspensión 15A, B incluye un par de conjuntos de suspensión
substancialmente idénticos 31, quedando suspendido cada uno del par
de conjuntos de suspensión de uno de los respectivos dispositivos de
suspensión del par de dispositivos de suspensión 14A, B,
respectivamente. Cada conjunto de suspensión 31 incluye un brazo o
viga de suspensión 32 que queda montado de manera giratoria en uno
de sus extremos en su respectivo dispositivo de suspensión 14A, B a
través de un conjunto de casquillo 35, de manera habitual. El
conjunto de casquillo 35 forma parte de la viga 32 e incluye un tubo
metálico exterior 36 que es capturado dentro de su respectivo
dispositivo de suspensión 14A, B. Como es bien sabido por los
expertos en la técnica de suspensión, el conjunto de casquillo 35
incluye otros componentes que están ocultos en los dibujos y/o que
no se describen aquí en su totalidad, incluyendo un casquillo de
elastómero montado en el tubo 36, un tubo metálico interior, y un
pasador de giro. Un muelle neumático 33 queda montado de manera
apropiada en la superficie superior del otro extremo de la viga 32 y
su elemento principal 11 respectivo y se extiende entre los mismos,
en una posición directamente debajo de los respectivos travesaños
12A, B. Un amortiguador 34 se extiende entre la viga de suspensión
32 y su respectivo dispositivo de suspensión 12A, B y queda montado
entre los mismos. Cada conjunto de suspensión 31 también incluye un
freno neumático (no mostrado). Un eje 37 se extiende entre el par de
vigas de suspensión 32 de cada sistema de eje/suspensión 15A, B y
queda capturado en los mismos. Unas ruedas (no mostradas) quedan
montadas en cada extremo
del eje 37.
del eje 37.
Desafortunadamente, el uso de dispositivos de
suspensión 14A, B fabricados en acero, y de estructuras de fijación
adicionales que incluyen la placa de acero pesada 16 y la placa de
aluminio 17, cuyas placas tienen cada una típicamente un espesor de
aproximadamente 3/8 pulgadas a 1/2 pulgada, y unos elementos de
fijación 18, todos utilizados para facilitar el montaje de
dispositivos de suspensión de acero 14A, B en otros componentes del
chasis de aluminio 10, añade peso no deseado y coste al vehículo.
Además, el uso de placas 17,16 introduce elevadas tensiones de
fatiga en los puntos de unión por soldadura de cada una de las
placas de aluminio a uno de los respectivos elementos principales 11
y su respectivo par de travesaños 12A, B, y a los puntos unión por
soldadura de cada una de las placas de acero a su respectivo
dispositivo de suspensión 14A, B de la técnica anterior,
respectivamente. Más concretamente, unas placas fijadas 16 y 17
ejercen cargas en voladizo, particularmente en tensión, respecto a
los elementos de fijación separados 18, y tales cargas atraviesan
las placas de su respectivo sistema de eje/suspensión 15A, B y el
dispositivo de suspensión 14A, B, respectivamente, a medida que esas
cargas pasan a los elementos principales 11 y a los travesaños 12A,
B, respectivamente. Este voladizo de las cargas produce el
movimiento y la separación de las placas 16, 17 y, a su vez, induce
elevadas tensiones de fatiga y una posible rotura de las soldaduras
que unen las placas a los dispositivos de suspensión 14A, B, y a los
elementos de chasis 11 y los travesaños 12A, B, respectivamente. Por
otra parte, un dispositivo de suspensión que se suelda directamente
al chasis de un vehículo, como en el caso en el cual se suelda un
dispositivo de suspensión de acero a un chasis que tiene el resto de
sus componentes fabricados en acero, resulta mucho más eficaz en la
transferencia igualada y uniforme de cargas del dispositivo de
suspensión a los otros componentes del chasis. Sin embargo, tal como
se ha indicado anteriormente, no resulta práctico soldar
directamente entre sí componentes formados a partir de metales
distintos.
Además, aunque los dispositivos de suspensión
14A, B están fabricados en un material de acero robusto, debido a su
diseño a modo de caja rígida soldada que captura el tubo metálico
exterior 36 del conjunto de casquillo de la viga 35, el dispositivo
de suspensión de chasis de acero de la técnica anterior no es
completamente eficaz en la transferencia de cargas del dispositivo
de suspensión y a los otros componentes del chasis del vehículo de
aluminio 10. De este modo, los dispositivos de suspensión del chasis
14A, B tienen que ser reforzados con diversas cartelas, pestañas, y
similares, denominados cada uno por 38, para hacer que los
dispositivos de suspensión sean más eficaces en la transferencia de
dichas cargas. Dicha estructura adicional también añade peso no
deseado y coste al vehículo. Además, a los elementos principales del
chasis 11 se añaden estructuras de soporte similares tales como
cartelas, pestañas y similares (no mostradas) y unos travesaños 12A,
B para ayudar en hacer que la transferencia de cargas resulte más
eficaz entre los dispositivos de suspensión 14A, B y los elementos
principales y los travesaños del chasis. También, los extremos de
los travesaños 12A, B adyacentes a los dispositivos de suspensión
14A, B, tal como mejor se muestra en las figuras 1 y 2, deben
rematarse para que encajen en los elementos principales 11, de modo
que la superficie del fondo de la zona central no encajada hacia
dentro de los travesaños que atraviesan entre los elementos
principales se encuentre en el mismo nivel horizontal que la
superficie más inferior de los elementos principales. Esto es
necesario para permitir que la placa de aluminio 17 se apoye a tope
contra la superficie del fondo de su respectivo elemento principal y
los travesaños 12A, B para soldar la placa a esos componentes del
chasis. Dicho remate añade un coste adicional al vehículo.
Además, los expertos en la técnica del conjunto
chasis/suspensión de remolque han realizado previamente intentos de
diseñar un dispositivo de suspensión de aluminio para evitar muchos
de los problemas descritos anteriormente inherentes en la
utilización de un dispositivo de suspensión de acero respecto al
chasis de un vehículo que por otra parte está fabricado en aluminio.
Aunque dichos dispositivos de suspensión de aluminio de la técnica
anterior presentan en general un peso reducido respecto a los
dispositivos de suspensión de acero y pueden soldarse directamente a
los otros componentes del chasis del vehículo, eliminando así
estructura adicional tal como las placas 16 y 17 y elementos de
fijación 18, dichos dispositivos de suspensión de aluminio de la
técnica anterior también presentan diversos inconvenientes. En
primer lugar, los dispositivos de suspensión de aluminio de la
técnica anterior en general han imitado el diseño de los
dispositivos de suspensión de acero mostrados en las figuras 1 y 2.
Como que el aluminio es un metal menos robusto que el acero, los
dispositivos de suspensión de aluminio anteriores que presentan
dicho diseño no han sido capaces de reaccionar adecuadamente las
cargas laterales impuestas sobre el dispositivo de suspensión,
particularmente por el tubo metálico exterior 36 del conjunto de
casquillo 35 durante el funcionamiento del vehículo. De este modo,
ha sido necesario que dichos dispositivos de suspensión de aluminio
de la técnica anterior se fabriquen más robustos mediante el uso de
placas, cartelas, pestañas y similares, tanto en el dispositivo de
suspensión como en los otros componentes del chasis tal como
elementos principales 11 y travesaños 12A, B. Tales estructuras
adicionales frustran en última instancia el objetivo de utilizar un
dispositivo de suspensión de aluminio que podría soldarse
directamente a los otros componentes del chasis.
El dispositivo de suspensión 24A, B de la
presente invención reemplaza al dispositivo de suspensión 14A, B de
acero de la técnica anterior. Como que los componentes de los
sistemas de eje/suspensión 15A, B cuyos dispositivos de suspensión
24A, B, respectivamente, soportan son los mismos que se muestran en
las figuras 1-2 y descritos anteriormente, sólo se
describirán inmediatamente a continuación las diferencias entre el
dispositivo de suspensión 24A, B de la presente invención y el
dispositivo de suspensión 14A, B, de la técnica anterior así como
los cambios a ciertos otros componentes del chasis 10 debido al uso
del dispositivo de suspensión de la presente invención.
El dispositivo de suspensión 24A, B se muestra en
las figuras 3-7, con las figuras 3,4 y 7 mostrando
el dispositivo de suspensión como un componente del chasis 10'. Como
que el chasis 10' solamente se diferencia del chasis 10 de la figura
1 en que el chasis 10' utiliza el dispositivo de suspensión 24A, B
de la presente invención en lugar del dispositivo de suspensión 14A,
B de la técnica anterior, y determinadas cartelas de refuerzo,
pestañas, y similares han sido eliminadas del chasis debido al uso
del dispositivo de suspensión de la presente invención, todos los
componentes similares del chasis y los sistemas de eje/suspensión
15A', B' mostrados en las figuras 3, 4 y 7 se han identificado por
un símbolo prima ' pero utilizan el mismo número de identificación
que los elementos mostrados en las figuras 1 y 2.
Cada dispositivo de suspensión 24A, B está
fabricado en aluminio e incluye una base 25 en forma
substancialmente de U formada con una abertura 26 para recibir una
viga de suspensión 32'. La base en forma de U incluye además un par
de alas 42 que se extienden hacia arriba y hacia adentro, las cuales
son especialmente importantes para ayudar en la transferencia de
cargas laterales del dispositivo de suspensión 24A, B y a otros
componentes del chasis 10', tal como se describirá en mayor detalle
a continuación. Un elemento de apoyo en forma substancialmente de U
invertida 27 encaja en la base 25 en forma de U adyacente a una
abertura 26 y montada en la misma y queda unida preferiblemente a la
base por medio de soldaduras (no mostrado), y especialmente ayuda a
la reacción de cargas verticales, así como cargas laterales. Las
zonas verticales del elemento de apoyo 27 incluyen unas aberturas 28
alineadas transversalmente para recibir el pasador de giro que
atraviesa y une de manera giratoria el conjunto de casquillo de viga
35' al dispositivo de suspensión 24A, B. Un par de guías de
alineación separadas horizontalmente y dispuestas verticalmente 44
queda colocada cada una en la banda lateral vertical exterior del
elemento de apoyo 27 para ayudar en la alineación del sistema de
eje/suspensión 15A', B', tal como es bien conocido en la técnica y
la literatura. Un placa doblada 29 se extiende entre la banda
lateral vertical interior del elemento de apoyo 27 y queda soldada a
la misma y a unas alas 42 de la base en forma de U 25 para
proporcionar un apoyo adicional a la estructura principalmente para
reaccionar las cargas laterales. Un elemento de conexión
substancialmente ovalado 30 encaja en la base en forma de U 25 y se
apoya en la superficie horizontal superior del elemento de apoyo 27,
y queda soldado a la base en forma de U y el elemento de apoyo para
completar la estructura del dispositivo de suspensión de aluminio
24A, B.
El dispositivo de suspensión 24A, B se une a los
otros componentes del chasis 10' por medio de una soldadura continua
40 dispuesta en la cara de contacto del borde más superior del
elemento de conexión 30 y la superficie inferior de su respectivo
elemento principal 11' (figura 7). Cada ala 42 de la base en forma
de U 25 se suelda a uno de los respectivos travesaños 12A', B'
(figuras 4 y 7) para completar la unión de los dispositivos de
suspensión 24A, B y la estructura del chasis del remolque 10' que
incorpora los dispositivos de suspensión de la presente
invención.
Se entiende que una serie de características
importantes del dispositivo de suspensión 24A, B de la presente
invención permiten su fabricación en un metal ligero tal como
aluminio, en lugar de un metal más pesado como el acero. La abertura
de la viga 26 y la base en forma de U 25, así como el elemento de
apoyo 27, permite que el dispositivo de suspensión 24A, B
substancialmente rodee completamente y continuamente la zona de
unión giratoria de la viga 32' al dispositivo de suspensión,
proporcionando así un mayor apoyo estructural, lo cual es una
característica de diseño muy diferente del diseño de los
dispositivos de suspensión de acero convencionales de la técnica
anterior 14A, B que tienen varios componentes soldados entre sí en
una estructura de horquilla a modo de caja más abierta (figura 2A).
La base en forma de U 25 está soldada no solamente a su respectivo
elemento principal 11' a través del elemento de conexión 30, sino a
uno de los respectivos pares de travesaños 12A', B' a través de unas
alas 42. Esta última característica estructural, junto con la placa
doblada 29, ayuda a proporcionar una distribución de cargas
laterales superior al dispositivo de suspensión 24A, B canalizando
las cargas laterales que encuentra el dispositivo de suspensión en
los travesaños 12A', B' y en los otros componentes estructurales del
chasis 10', como los elementos principales 11'. Esta característica
de diseño, junto con las otras características de diseño del
dispositivo de suspensión 24A, B que substancialmente rodea
completamente y continuamente el tubo metálico exterior 36' del
conjunto de casquillo 35', da lugar a una estructura de apoyo
lateral excelente. Este apoyo lateral permite que el dispositivo de
suspensión 24A, B reaccione especialmente de manera satisfactoria
las cargas laterales, a pesar del hecho de que el dispositivo de
suspensión está fabricado en aluminio, sin el uso de cartelas
asociadas, pestañas, y similares. La estructura de una pieza
solidaria de la base en forma de U 25 también permite la eliminación
de un pesado apuntalamiento cruzado del chasis en forma de C entre
cada uno de los pares delanteros y traseros de los dispositivos de
suspensión 24A y 24B, respectivamente, cuyos apuntalamientos se
utilizaban normalmente en los dispositivos de suspensión 14A, B de
la técnica anterior (no mostrados en la figura 1). Además, ciertos
otros componentes estructurales adicionales utilizados en el chasis
10 para ayudar al dispositivo de suspensión 14A, B de la técnica
anterior a reaccionar las cargas, tal como cartelas, pestañas, y
similares no se requieren en el chasis 10' debido a la estructura
del dispositivo de suspensión 24A, B. El diseño del dispositivo de
suspensión 24A, B también permite una unión por soldadura más simple
a los otros componentes del chasis de lo que se encuentra en los
dispositivos de suspensión de aluminio de la técnica anterior debido
al uso de soldadura continua 40. En particular, se minimizan las
interrupciones de soldadura, lo cual da lugar a menos zonas de
fatiga de tensión de soldadura y una posible rotura de la soldadura.
La estructura del dispositivo de suspensión 24A, B también elimina
la necesidad del costoso remate de cada extremo de los travesaños
12A', B' a los cuales se une el dispositivo de suspensión 24A, B,
tal como se muestra en la figura 2 para el dispositivo de suspensión
14a, B de la técnica anterior.
De este modo, puede verse que el dispositivo de
suspensión 24A, B de la presente invención, debido a su formación en
aluminio, es ligero, y elimina complicados conjuntos de unión que
hasta ahora han sido necesarios para unir de manera satisfactoria
dispositivos de suspensión de acero al chasis de aluminio. Además,
la simplificada pero eficaz estructura permite que el dispositivo de
suspensión 24A, B reaccione de manera satisfactoria las cargas que
atraviesan el dispositivo de suspensión desde su sistema de
eje/suspensión 15A', B' asociado y a los otros componentes del
chasis 10', sin utilizar cartelas adicionales, pestañas o similares
en dispositivo de suspensión 24A, B o el chasis 10'.
Aunque los expertos en la técnica de conjuntos de
chasis/suspensión de remolques han realizado previamente intentos
para diseñar un dispositivo de suspensión de aluminio para
reemplazar los dispositivos de suspensión de acero para las
aplicaciones de chasis de aluminio, los solicitantes creen que el
dispositivo de suspensión de aluminio 24A, B de la presente
invención incorpora un nuevo diseño estructural que permite que el
dispositivo de suspensión reaccione varias cargas que atraviesan el
dispositivo de suspensión durante el funcionamiento del vehículo, y
especialmente cargas laterales. Los intentos anteriores para
solucionar este problema en una estructura de aluminio utilizando un
diseño de dispositivo de suspensión convencional requerían el uso de
placas laterales sumamente gruesas, casquillos de refuerzo, cartelas
y similares, tanto en el dispositivo de suspensión como en el chasis
del vehículo, frustrando el objetivo de un dispositivo de suspensión
de aluminio ligero a pesar del hecho que dichos dispositivos de
suspensión pueden soldarse directamente a los otros componentes del
chasis del vehículo. La presente invención reacciona en particular
sobre todo las cargas laterales con éxito debido al elemento de
apoyo 27, la placa curva 29, y las alas 42 de la base en forma de U
25 que se unen a los travesaños 12A', B' y dirigen las cargas
laterales a los travesaños y otros componentes del chasis tal como
los elementos principales 11'.
Se entiende que el dispositivo de suspensión 24A,
B de la presente invención puede utilizarse en relación con vigas
cónicas que utilizan casquillos de tamaño reducido o,
alternativamente, puede diseñarse para el uso con vigas de tamaño
convencional utilizando casquillos de tamaño convencional
ensanchando el dispositivo de suspensión. Aunque se prefiere para el
uso en chasis de remolques cisterna de aluminio, se contempla que el
dispositivo de suspensión 24A, B de la presente invención también
podría utilizarse en otros tipos de chasis de
semi-remolque de aluminio o incluso en subchasis
móviles de aluminio para semi-remolques. El
dispositivo de suspensión 24A, B también podría utilizarse en chasis
de vehículos de aluminio aparte de chasis de
semi-remolques.
En consecuencia, el dispositivo de suspensión de
chasis de aluminio perfeccionado para sistemas de eje/suspensión se
simplifica, proporciona una estructura eficaz, segura, económica, y
eficaz que consigue todos los objetivos citados, prevé la
eliminación de las dificultades que se dan con las estructuras de
dispositivos de suspensión de acero y aluminio anteriores, y
resuelve los problemas y obtiene nuevos resultados en la
técnica.
Claims (6)
1. Conjunto de chasis de vehículo que incluye un
dispositivo de suspensión de chasis de aluminio (24A, B) que
suspende un conjunto de suspensión de un sistema de eje/suspensión
(15A, B) desde el chasis de un vehículo de aluminio (10'),
incluyendo dicho chasis un par de elementos principales separados
transversalmente que se extienden longitudinalmente (11') y una
pluralidad de travesaños (12A', 12B') que se extienden entre dichos
elementos principales y que los conectan entre sí, incluyendo dicho
sistema de eje/suspensión (15A, B) un par de conjuntos de suspensión
separados transversalmente, incluyendo cada uno de dicho par de
conjuntos de suspensión una viga (32') que se extiende
longitudinalmente, capturando dichas vigas del citado par de
conjuntos de suspensión un eje que se extiende transversalmente y
presentando por lo menos una rueda montada en cada extremo de dicho
eje, incluyendo cada una de dichas vigas en un extremo un conjunto
de casquillo (35') para el montaje de manera giratoria de la viga
(32') en dicho dispositivo de suspensión del chasis;
caracterizado por el hecho de que
el dispositivo de suspensión del chasis es un
dispositivo de suspensión de chasis solidario (24A, B) que incluye
un elemento de base en forma substancialmente de U (25) que tiene
una extremidad frontal y una trasera, se extiende alrededor por
debajo del conjunto de casquillo para sostenerlo y tiene una
abertura pasante para dejar pasar dicha viga (32'), rodeando
substancialmente el dispositivo de suspensión del chasis dicho
conjunto de casquillo (35') y sosteniéndolo lateralmente de manera
que dicho dispositivo de suspensión reacciona las cargas laterales y
otras cargas transferidas desde el citado sistema de eje/suspensión
a dicho chasis (10') durante el funcionamiento de dicho vehículo,
sin la necesidad de una estructura de soporte adicional en dicho
dispositivo de suspensión (24A, B) y en dichos elementos principales
(11') y los citados travesaños (12') de dicho chasis.
2. Conjunto de chasis según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que dicho dispositivo de
suspensión de chasis (24) queda unido directamente a dicho elemento
principal del chasis (11') mediante una soldadura continua.
3. Conjunto de chasis según la reivindicación 1 o
2, caracterizado por el hecho de que un elemento de apoyo en
forma substancialmente de U invertida (27) encaja en dicho elemento
de base (25) y queda unido al mismo, dicho elemento de base (25) y
el citado elemento de apoyo (27) juntos rodean substancialmente
dicho conjunto de casquillo de la viga (35'), el citado elemento de
base (25) está formado por un par de alas (42) que se extienden
substancialmente hacia adentro y hacia arriba, una placa curvada
(29) se extiende entre una pared interior de dicho elemento de apoyo
(27) y dichas alas (42) y queda unida a las mismas, y un elemento de
conexión (30) encaja en dicho elemento de base (25) y dicho elemento
de apoyo (27) queda unido a los mismos.
4. Conjunto de chasis según la reivindicación 3,
caracterizado por el hecho de que dicho elemento de conexión
(30) queda unido al citado elemento principal (11) por medio de una
soldadura continua y cada una de dichas alas (42') queda soldada
directamente a uno de los respectivos travesaños (12').
5. Dispositivo de suspensión de chasis de
aluminio (24A, B) para su uso en un conjunto de suspensión de
vehículos en el que un eje que se extiende transversalmente es
capturado por unas vigas de suspensión que se extienden
longitudinalmente (32'), y un conjunto de casquillo (35') en un
extremo de cada viga de suspensión queda sostenido por dicho
dispositivo de suspensión de chasis (24A, B) por debajo de un chasis
de un vehículo (10') que tiene unos elementos principales (11')
separados transversalmente que se extienden longitudinalmente y
diversos travesaños (12') que se extienden entre dichos elementos
principales (11') y los conectan entre sí,
incluyendo el dispositivo de suspensión de chasis
(24A, B) un elemento de base (25) en forma substancialmente de U
conformado para extenderse alrededor debajo del conjunto de
casquillo (35') para sostenerlo, con una abertura pasante (26) para
dejar pasar la viga de suspensión (32'), y con la extremidad frontal
y posterior del elemento de base (35) comprendiendo cada una un ala
(42) que se extiende hacia el interior y hacia arriba adaptada para
soldarse a los citados travesaños (12', B') del chasis del vehículo
para transferir cargas laterales desde el sistema eje/suspensión al
chasis (10') durante el funcionamiento.
6. Dispositivo de suspensión de chasis de
aluminio según la reivindicación 5, caracterizado por el
hecho de que comprende, además, un elemento de soporte en forma de U
invertida (27) que encaja en el elemento de base (27) y queda unido
al mismo, una placa doblada (29) que se extiende entre el elemento
de soporte (27) y unas alas (42) y unido a la pared interior del
elemento de soporte (27), y un elemento de conexión (30) que encaja
en el elemento de base (25) y el elemento de soporte (27) y queda
unido a los mismos.
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