ES2384347A1 - Sistema de suspension trasera para vehiculos de tres ruedas - Google Patents

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Abstract

Sistema de suspensión trasera para vehículos de tres ruedas, que siendo aplicable a las correspondientes ruedas traseras (3) de un vehículo (1) de tres ruedas, en donde la rueda delantera (2) es direccional y una o ambas ruedas traseras (3) motrices, se caracteriza porque se constituye a partir de un balancín doble (7) con dos balancines (6) de eje de giro común y paralelo al plano simétrico longitudinal del propio vehículo (1), estando dicho balancín doble (7) fijado por una parte a la estructura del vehículo (1), mientras que los dos balancines (6), por su extremo libre, están articulados a sendos elementos empujadores (5) articulados a su vez y en oposición a respectivos brazos laterales (4) de montaje de las ruedas traseras.

Description

SISTEMA DE SUSPENSIÓN TRASERA PARA VEHÍCULOS DE TRES RUEDAS
5 OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un sistema de suspensión
10 trasera, para vehículos de tres ruedas, aplicable concretamente a aquellos vehículos con una rueda delantera direccional y dos ruedas traseras, una de las cuales, al menos, es motriz.
El objeto de la invención es establecer un vinculo entre ambas
15 ruedas traseras con dos grados de libertad, uno considerado como de "cabeceo" y otro considerado como de "balanceo", con el fm de conseguir un aumento de la estabilidad del propio vehículo en curvas, así como una mayor capacidad de tracción y de frenada en cualquier situación de circulación del propio vehículo.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Los vehículos de tres ruedas que actualmente se comercializan e 25
incluso que se conocen a nivel de publicaciones y/o documentos de Patentes, presentan como denominador común un sistema de suspensión posterior determinado por elementos elásticos (muelles, cilindros hidráulicos y/o neumáticos y similares), asociados individualmente a cada rueda (no interfiriendo uno en el otro cuando, por ejemplo, el vehículo toma una curva o encuentra en su trayectoria un bache y/o badén) o bien con un vínculo inequívoco y rígido entre ambas ruedas (sin posibilidad de movimiento independiente), de manera que la estabilidad en esas situaciones no es la mas óptima, ni tan siquiera en situaciones de frenada.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El sistema que se precoruza presenta unas características de 10 innovación mediante las que se resuelve la problemática e inconvenientes de los vehículos de tres ruedas, en los que la rueda delantera es direccional y una
o ambas ruedas traseras son motrices.
Mas concretamente, el sistema de la invención se basa en
15 establecer un vinculo entre las ruedas traseras con dos grados de libertad, es decir con dos tipos de movimiento de acuerdo con la situación en cada momento del propio vehículo.
Así para movimientos poco enérgicos (baja velocidad, grros,
20 aceleración, frenada, etc.), se establece un desacoplamiento o independización de los movimientos, mientras que para movimientos de suspensión a elevadas velocidades que se pueden producir al paso por un bache, badén, etc., los movimientos pierden su independencia, para ganar en capacidad de absorción de impactos.
25 Estructuralmente el sistema comprende una pareja de brazos laterales articulados por uno de sus extremos al chasis del vehículo, mientras que el otro extremo opuesto y posterior de cada brazo se relaciona con el eje de giro de la respectiva rueda trasera.
Dichos dos brazos laterales y por lo tanto las ruedas traseras, están
relacionados articuladamente a un balancín doble con eje de giro común,
contenido en el plano de simetría longitudinal del vehículo y en cualquier
5 ángulo respecto a la horizontal, de tal manera que entre cada uno de los balancines que conforman el balancín doble y el respectivo brazo lateral, va articulado un elemento empujador, a través del cual es movido/desplazado el propio balancín.
10 Por otro lado, los dos balancines referidos y correspondientes al balancín doble están vinculados entre sí a través de un dispositivo elástico y/o elástico amortiguador, como puede ser un conjunto de muelle-amortiguador.
La vinculación entre sí de los dos balancines del considerado
15 balancín doble se realiza a través de un balancín intermedio de manera que el balancín intermedio presenta un eje de giro central paralelo al eje de giro del balancín doble, de manera que entre la zona central de tal balancín intermedio y el propio chasis o estructura del vehículo, va montado un muelleamortiguador, mientras que entre los extremos del referido balancín
20 intermedio y cada uno de los balancines del balancín doble, van articulados sendos elementos empujadores, todo ello de manera tal que el eje de giro de dicho balancín intermedio siempre conservará su orientación pero disponiendo de un movimiento hacia arriba y hacia abajo vinculado al muelle-amortiguador.
25 Ese balancín intermedio puede contar con un dispositivo de freno
o bloqueo, que puede ser de accionamiento manual o automático y que a velocidades nulas o muy bajas impide o dificulta su giro, quedando por lo tanto impedido el balanceo del balancín.
Este balanCÍn intennedio puede contar además con un amortiguador rotativo o lineal que frente a detenninadas situaciones dinámicas puede llegar a bloquear parcial o totalmente su movimiento de giro respecto a su eje central, siendo su giro totalmente libre en otras situaciones
5 dinámicas.
De acuerdo con estas características, cada una de las ruedas traseras del vehículo dispondrá de capacidad para un desplazamiento vertical
10 hacia arriba o hacia abajo respecto a la estructura del vehículo, guiándose mediante los brazos laterales independientes para cada una de las ruedas, con eje de giro común en la siguiente disposición:
1.-Perpendicular al eje longitudinal del vehículo. 15 2.-Paralelo al plano horizontal de referencia estática (suelo).
De este modo, el ángulo de caída de cada una de las ruedas será SIempre idéntico al ángulo de balanceo, de manera que el centro de balanceo del eje trasero estará siempre situado a una altura nula respecto al
20 suelo (plano horizontal de referencia), y sobre el eje longitudinal de simetría del vehículo.
Por lo tanto, el sistema de la invención proporCIOna un movimiento de balanceo (con resistencia nula) y un movimiento de cabeceo
25 (con resistencia dependiente del dispositivo elástico-amortiguador), con un nivel de acoplamiento dependiente o sensible al carácter energético de la solicitación a la que se vea sometido, teniendo presente que el nivel de acoplamiento referido se extiende desde una situación de total desacoplamiento hasta una situación de parcial acoplamiento.
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Según la invención se configura un sistema de suspensión trasera que instalado en un vehículo de tres ruedas, una delantera directriz y dos traseras, permite al vehículo comportarse de manera que éste se balancea en las curvas, consiguiéndose con ello una mayor estabilidad en curvas, mayor
5 capacidad de tracción y mayor capacidad de frenada. Además, el bloqueo del movimiento de balanceo en situación de parada o baja velocidad, le confiere una estabilidad total en estas situaciones, lo que evita la necesidad de llevar el pie a tierra como sucede en las bicicletas, biciclos y motocicletas convencionales, lo que a su vez permite configurar el vehículo con una
10 carrocería total o parcialmente cerrada.
La presencIa del amortiguador que varía la libertad del movimiento de giro del balancín tiene por objetivo aumentar la estabilidad en caso de viento u otra situación similar con elevada componente lateral.
Este amortiguador ofrecerá una resistencia nula o casi libre al giro del balancín en situaciones normales, funcionando el sistema tal y cómo se ha descrito con anterioridad.
20 Frente a una situación de fuerte viento lateral o cualquier otra similar que pueda inducir un movimiento de balanceo a elevada velocidad, el amortiguador pasa de ofrecer una resistencia nula a ofrecer una resistencia elevada, con lo que el movimiento del balanceo del vehículo pasa de ser prácticamente nulo, a oponer una resistencia elevada que ayudará a conservar
25 la trayectoria en caso de, por ejemplo, fuerte viento lateral.
En resumen, mediante la implantación del sistema de suspensión de la invención, se habilita la posibilidad de configurar un vehículo de acuerdo con las siguientes características:
30 Vehículo de tres ruedas, una delantera directriz y dos traseras (una o ambas motrices), con comportamiento igual que una bicicleta o motocicleta convencional, realizando un movimiento natural de balanceo hacia el interior de las
5 curvas, dada la nula resistencia a ese desplazamiento.
En virtud del movimiento de balanceo referido se consigue una mayor estabilidad natural en vehículos con una relación elevada entre altura del centro de gravedad y anchura total,
10 posibilitando por lo tanto la consecución de un vehículo estrecho pero de estabilidad elevada al disminuir su tendencia al vuelco.
El bloqueo, o situación de impedimento de la situación de
15 balanceo a velocidades nulas o casi nulas, confieren al vehículo estabilidad natural en situación de parado y muy bajas velocidades, al contrario de lo que sucede con las bicicletas o biciclos convencionales, eximiendo por lo tanto al conductor de llevar el pie a tierra en parado y permitiendo
20 con ello cerrar de modo total o parcial la carrocería del vehículo, quedando totalmente o parcialmente aislado de la intemperie sus ocupantes y/o carga del vehículo.
Posibilidad de incluir un sistema de puertas con apertura
25 vertical, lo que permite al vehículo conservar su ventaja dimensional en anchura a la hora de estacionar, puesto que no necesita de un gran espacio lateral para la mencionada acción de apertura de puertas.
30 La posibilidad de disponer del sistema de suspensión con un mecanismo amortiguador que varíe la resistencia al giro del balancín intermedio desde un valor nulo [en condiciones normales] a un elevado valor [en caso de fuerte viento lateral
o situación similar] permite disponer de un sistema de
5 suspensión con resistencia al balanceo variable desde nula o inapreciable, a valores elevados [dependientes de la característica del citado amortiguador, del conjunto de muelle y amortiguador principal del sistema, y de la propia geometría del conjunto J, lo que permitirá disponer de un
10 vehículo con mejorada estabilidad frente a por ejemplo fuertes rachas de viento lateral.
La disposición del sistema de suspensión en el vehículo de tres ruedas, con motor ( que puede ser de gasolina o 15 eléctrico), y sistemas accesorios, tales como refrigeración, alimentación, almacenamiento de energía, etc.), en disposición central del vehículo, permite disponer de dos plazas en tandem, con un volumen de carga comprendido entre las dos ruedas traseras, o bien de una sola plaza con un
20 volumen de carga incrementado ocupando el espacio entre las dos ruedas traseras y la segunda plaza.
En definitiva, de acuerdo con lo anteriormente comentado quedará definido un vehículo urbano de tres ruedas, una delantera directriz y dos 25 traseras con una de ellas, al menos motriz, con dos plazas para ocupantes y maletero, o bien conseguir un vehículo monoplaza con alto volumen de carga, de baja superficie ocupada, en virtud de su escasa anchura, de manera que esa baja superficie ocupada le confiere maniobrabilidad en marcha, así como facilidad para estacionar, siendo totalmente estable en situación de parado y 30 permitiendo el cierre total o parcial de la carrocería, aislando por lo tanto a
ocupantes y carga de la intemperie, siendo posible tanto eximir a conductor y pasajero del uso de indumentaria específica, incluido el casco.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción realizar y con objeto de ayudar a una características del invento, de acuerdo con
que seguidamente se va a mejor comprensión de las un ejemplo preferente de
10 realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1.-Muestra una representación correspondiente a una 15 perspectiva general de la estructura de un vehículo de tres ruedas con el sistema de suspensión trasera objeto de la invención.
La figura 2.-Muestra una representación sobre una perspectiva en detalle aislado del sistema de suspensión de la invención, con balancín 20 intermedio como medio de vinculación del balancín doble que forma parte
del sistema.
La figura 3.-Muestra una representación correspondiente a una perspectiva del sistema representado en la figura 2, con dispositivo de freno. 25
La figura 4.-Muestra, finalmente, una vista en alzado lateral y otra posterior de la estructura de un vehículo de tres ruedas con el sistema de suspensión objeto de la invención, en donde puede verse dicha estructura del vehículo en posición de balanceo a la derecha.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
Como se puede ver en las figuras referidas, y en relación
5 concretamente con la figura 1, puede verse la estructura de un vehículo (1) de tres ruedas, una de ellas delantera (2), como rueda direccional, y las otras dos restantes como ruedas traseras, una de las cuales o ambas será motriz.
El sistema de suspensión de la invención es aplicable a las ruedas
10 traseras (3) del vehículo (1) en cuestión, comprendiendo dicho sistema una pareja de brazos laterales (4) que por un extremo están relacionados con los ejes de giro independientes de las propias ruedas traseras (3), mientras que por su otro extremo dichos brazos laterales (4) están articulados a la estructura del vehículo (1), como se ve en dicha figura l.
En los brazos laterales (4) van articulados sendos elementos empujadores (5), a través de uno de los extremos de éstos, en tanto que el otro extremo esta relacionado, en cada caso, con un balancín (6) correspondiente a un balancín doble (7).
20 Las articulaciones referidas pueden estar constituidas por simples rotulas esféricas o por cualquier otro medio apropiado.
Los balancines (6) del balancín doble (7) presentan un eje de giro
25 común contenido en el plano de simetría longitudinal del vehículo (1) de que se trate, con la particularidad de que esos dos balancines (6) del balancín doble (7) están relacionados entre si a través de un elemento elásticoamortiguador (8), con un balancín intermedio (9), yendo ese elemento elástico-amortiguador (8) montado entre tal balancín intermedio (9) y una pieza (10) de fijación a la propia estructura del vehículo (1), como se ve en las figuras 1 y 2.
El balancín intermedio (9) incluye un eje de giro central (11)
5 paralelo al eje de giro del doble balancín (7), coincidiendo con uno de los extremos del elemento elástico-amortiguador (8), mientras que sobre los extremos de ese balancín intermedio (9) van articulados sendos elementos empujadores (12) articulados, por su otro extremo, a los balancines (6) del balancín doble (7), articulaciones que estarán materializadas igualmente por
10 rótulas esféricas u otros elementos apropiados.
Por otro lado, decir que el comentado balancín intermedio (9) puede complementarse con un dispositivo de freno o bloqueo (13), de accionamiento manual o automático, constituido por un semidisco
15 rígidamente unido a tal balancín intermedio (9), con su respectiva pinza de freno anclada a la estructura del vehículo (1).
En condiciones normales, el balancín intermedio (9) sIempre conservará una inclinación respecto a la estructura del vehículo (1) igual al
20 ángulo de balanceo, es decir que ese balancín intermedio durante el gesto de balanceo conserva una situación estática respecto al suelo, y por tanto el semidisco correspondiente al dispositivo de freno, mientras que la pinza de ese dispositivo de freno acompañará al chasis o estructura del vehículo (1) en su movimiento de balanceo.
25 De lo comentado se deduce que la itineración entre los dos elementos frenantes (semidisco y pinza del dispositivo de freno) bloquea el movimiento de balanceo.
Según lo descrito y de acuerdo con las características referidas para el sistema de suspensión de la invención, el funcionamiento es como sigue:
Frente a un movimiento de cabeceo (solicitación vertical en altura), la
5 suspensión ofrece una resistencia dependiente de la rigidez del conjunto elástico y/o elástico-amortiguador (8). Al someter la suspensión trasera a una solicitación vertical y simétrica, ambas ruedas traseras (3) recibirán un incremento idéntico de carga, la cual se transmitirá a través de los elementos empujadores (5) vinculados a cada brazo lateral (4), a cada una de las partes del balancín doble (7). A su vez,
10 y a través de los elementos empujadores (12), el desplazamiento referido se transmite desde el balancín doble (7) al balancín intermedio (9). Dicho balancín intermedio (9) dada la simetría de las cargas en esta situación no sufre giro alguno, sino que tiende a desplazarse en vertical, sin giro, limitado por el dispositivo elástico y/o elástico/amortiguador (8).
Por lo tanto, en caso de solicitación de balanceo, por ejemplo a la izquierda y teniendo en cuenta que el comportamiento es idéntico en cualquier sentido de balanceo dada la simetría, el vehículo (1) tenderá a girar en tomo a su eje de balanceo, que como ya se ha dicho es coincidente con el eje longitudinal
20 de simetría a la altura del suelo. En este caso la rueda trasera izquierda sufrirá un desplazamiento vertical hacia arriba respecto a la estructura del vehículo (1), desplazamiento que hace que el empujador correspondiente transmita un movimiento al balancín (6) correspondiente, que a su vez transmitirá, a través del elemento empujador (12) un movimiento al balancín intermedio (9).
25 Los balancines, es decir los dos balancines superiores (6) Y balancín intermedio (9), y al tender el vehículo (1) a posiciones de equilibrio con variaciones de energía mínima, el movimiento de la suspensión izquierda será replicado por la suspensión derecha, al ser este movimiento de réplica el que
30 menor energía consume.
Ambos movimientos, es decir el de balanceo y el de cabeceo, están
totalmente desacoplados, es decir que son totalmente independientes frente a las
diferentes entradas.
El funcionamiento que se acaba de describir es válido para movimientos de balanceo a baja velocidad, entre los que se incluyen todas las maniobras, incluidas aquellas cerca del límite de adherencia, de giro y balanceo del vehículo, de manera que en el caso de encontrar una irregularidad en el
10 terreno, por ejemplo un bache, o cualquier otra entrada de elevada energía o velocidad, el comportamiento difiere, ya que en estos casos la posición de equilibrio de energía mínima del vehículo bajo esos condicionantes dinámicos externos puede suceder con una combinación de los anteriormente descritos como el movimiento de balanceo y cabeceo, disponiendo por lo tanto el sistema 15 de suspensión de cierta independencia que lleva consigo una mejora del confort y seguridad activa del vehículo.
Por consiguiente para desplazamientos de suspensión inducidos por entradas de alta energía, la suspensión se comporta con cierto grado de 20 independencia entre ambos lados.
Por otro lado, el dispositivo o medios de vinculación de los dos balancines (6) correspondientes al balancín doble (7), cuenta con el dispositivo de bloqueo o de freno (13) que puede ser accionado automáticamente o de forma
25 manual, a velocidades muy bajas o nulas, aumentando la rigidez al balanceo desde un valor igual a cero hasta un valor dependiente del propio dispositivo de freno de bloqueo, y en última instancia del conjunto o dispositivo del amortiguador (8), de manera que la acción del movimiento de balanceo, el eje de giro del balancín intermedio (9) y uno de los elementos de fricción del
30 dispositivo de freno (13) están rígidamente unidos al chasis, sin la interacción de estos elementos de fricción, la suspensión se comporta como se ha descrito con anterioridad, es decir con el balancín intennedio (9) con dos grados de libertad, una correspondiente a un giro en tomo al extremo del dispositivo elástico, y otro correspondiente a un desplazamiento lineal guiado por ese dispositivo elástico
5 amortiguador, de manera que en cualquier posición del mecanismo es posible accionar el dispositivo de freno (13), siendo éste operativo en cualquier longitud de extensión de la suspensión y en cualquier ángulo de balanceo.
Además la posibilidad de incluir un amortiguador que evite en
10 detenninadas condiciones el giro libre del balancín (9) respecto a su eje (11), permite configurar una suspensión que puede pasar de una rigidez al balanceo casi nula o nula, a una rigidez elevada 10 que mejorará la respuesta del vehículo en condiciones de por ejemplo fuerte viento lateral.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    la._ Sistema de suspensión trasera para vehículos de tres ruedas, que siendo aplicable a las correspondientes ruedas traseras (3) de un vehículo 5 (1) de tres ruedas, en donde la rueda delantera (2) es direccional y una o ambas ruedas traseras (3) motrices, se caracteriza porque se constituye a partir de un balancín doble (7) con dos balancines (6) de eje de giro común y paralelo al plano simétrico longitudinal del propio vehículo (1), estando dicho balancín doble (7) fijado por una parte a la estructura del vehículo {l), 10 mientras que los dos balancines (6), por su extremo libre, están articulados a sendos elementos empujadores (5) articulados a su vez y en oposición a respectivos brazos laterales (4) de montaje de las ruedas traseras (3), brazos laterales (4) que a través del extremo opuesto al de montaje de dichas ruedas traseras (3) están articulados a la estructura del vehículo (1); habiéndose
    15 previsto que los dos balancines (6) del balancín doble (7) estén vinculados entre sí a través de un balancín intermedio (8)
    2a ._ Sistema de suspensión trasera para vehículos de tres ruedas, según reivindicación la, caracterizado porque el balancín intermedio (9) de 20 vinculación de los dos balancines intermedios (6) del balancín doble (7) incluye un eje de giro central (11) paralelo al eje longitudinal del vehículo, que coincide con uno de los extremos de un dispositivo elástico amortiguador
    (8) relacionado por su otro extremo con una pieza (10) de fijación a la estructura del vehículo (1); habiéndose previsto que entre los extremos del
    25 balancín intermedio (9) vayan articulados sendos elementos empujadores (13) articulados por su otro extremo a los balancines (6) del balancín doble (7).
    3a._ Sistema de suspensión trasera para vehículos de tres ruedas, según reivindicaciones la y 2a, caracterizado porque incluye un dispositivo de freno (13) de accionamiento manual o automático, formado por dos elementos de fricción constituidos por un semi-disco de freno montado sobre el balancín intermedio (9) y una pinza rígidamente anclada a la estructura del vehículo (1).
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