ES2835554T3 - Motocicleta - Google Patents

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ES2835554T3
ES2835554T3 ES15180302T ES15180302T ES2835554T3 ES 2835554 T3 ES2835554 T3 ES 2835554T3 ES 15180302 T ES15180302 T ES 15180302T ES 15180302 T ES15180302 T ES 15180302T ES 2835554 T3 ES2835554 T3 ES 2835554T3
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Stefano Bartolozzi
Luca Bernardi
Marco Profeti
Walter Rosellini
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Piaggio and C SpA
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Piaggio and C SpA
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Abstract

Motocicleta (100) provista de un bastidor (102), dos ruedas de dirección delanteras (12), unos tubos de dirección derecho e izquierdo (14) conectados de forma giratoria al bastidor (102) y respectivamente conectados rígidamente a unos conjuntos de soporte derecho e izquierdo (16) uno para cada rueda de dirección delantera (12), y un grupo de dirección que consta de dos pares de brazos transversales -frontal superior (66), frontal inferior (68), trasero superior (70) y trasero inferior(72)- dispuestos invertidos en lados opuestos de un tubo de dirección central (14') conectado al bastidor (102) y conectado lateralmente a través de dos postes laterales (74, 76), caracterizada porque en cada uno de los conjuntos de soporte (16) están restringidas porciones fijas o vástagos de dos elementos telescópicos (22, 24), cada par de elementos telescópicos (22, 24) está montado en voladizo lateralmente en cuanto a la rueda de dirección (12) relativa, porciones de deslizamiento o patas de cada par de elementos telescópicos (22, 24) que están restringidas paralelas entre sí de modo que hacen que ambos elementos telescópicos (22, 24) de cada par reposen en un plano paralelo al plano de la respectiva rueda de dirección (12), dichos elementos telescópicos (22, 24) están provistos internamente de respectivos elementos elásticos (58) y elementos amortiguadores de oscilación (60) para realizar la suspensión de motocicleta (10), dicha restricción entre las porciones de deslizamiento de los elementos telescópicos (22, 24) obstaculizan la rotación relativa de dichas porciones de deslizamiento alrededor de su propio eje para definir unívocamente el ángulo de dirección de cada rueda (12) en cuanto al bastidor (102) en función de la rotación impartida al respectivo tubo de dirección (14), en donde dicho par de elementos telescópicos (22, 24) está situado entremedias de cada respectiva rueda de dirección (12) y el tubo de dirección central (14').

Description

DESCRIPCIÓN
Motocicleta
La presente invención se refiere a un sistema de suspensión de dirección de motocicleta con rueda en voladizo, adecuado para ser montado en los ejes delanteros no motrices (locas) de motocicletas en general, en particular motocicletas basculantes de tres o cuatro ruedas.
En el pasado se han desarrollado diferentes soluciones de suspensión para motocicletas que están provistas de un único brazo longitudinal, del tipo "empuje" o "tracción", y con un amortiguador con muelle coaxial. En la mayoría de tales soluciones llamadas de "monobrazo", al menos en lo que respecta a aplicaciones en escúteres o en vehículos basculantes en general, el sistema de dirección se realiza simplemente restringiendo el tubo de soporte del brazo de suspensión al cuadro, utilizando rodamientos y/o aros horizontales.
Un ejemplo típico de aplicación del sistema de brazo de empuje se encuentra en el escúter "Vespa", mientras que el sistema de brazo de tracción está montado, por ejemplo, en el escúter de tres ruedas basculante "MP3" producido por Piaggio. El sistema de brazo de empuje está compuesto por un único brazo rígido, en cuyo extremo inferior se articula un brazo pequeño que termina en el pasador de la rueda delantera. Tal brazo pequeño tiene el extremo inferior de la suspensión fijado a él, que a su vez se fija en la parte superior también al brazo rígido. El montaje adopta así la forma de un paralelogramo. El sistema de brazo de tracción constituye una variante del sistema de brazo de empuje.
Las características y ventajas de este tipo de suspensión monobrazo para motocicletas se pueden resumir de la siguiente manera:
- posibilidad de sustitución rápida de la rueda, ya que la conexión de la propia rueda al buje es de fácil acceso;
- marcha suave, asegurada por el movimiento del brazo de soporte de la rueda sobre cojinetes y por la ausencia de cargas transversales en el amortiguador;
- posibilidad de obtener un comportamiento diferente de la suspensión durante el frenado, de acuerdo con el posicionamiento del centro de la rueda respecto al pivote del brazo y el tipo de unión de la pinza de freno a la suspensión.
Sin embargo, las ventajas mencionadas anteriormente se ven contrarrestadas por una serie de defectos que hacen que las suspensiones monobrazo no sean adecuadas para algunas aplicaciones específicas. Los requisitos de rigidez y poca voluminosidad, de hecho, limitan significativamente la longitud del brazo de la suspensión en relación con un correcto funcionamiento del sistema. En consecuencia, la carrera disponible para absorber los desniveles de la carretera es igualmente limitada. Por las mismas razones, es complejo utilizar ruedas de gran diámetro asociadas a este tipo de suspensión.
La trayectoria circular del brazo de suspensión y el tipo de sistema de dirección (eje de dirección fijo en cuanto al bastidor) también significan que la "trayectoria de arrastre" de la rueda en cuanto al eje de dirección mismo varía en función de la carrera de la suspensión y no puede ser controlada con precisión. Como se conoce, por trayectoria de arrastre, o "trayectoria de rueda delantera", de una motocicleta nos referimos a la distancia entre la proyección al suelo de la perpendicular que pasa por el pasador de la rueda delantera o, en otras palabras, el punto de contacto de la rueda delantera y el suelo, y el punto de intersección del eje de rotación de la dirección de nuevo con el suelo. La variación antes mencionada de la trayectoria de la trayectoria de arrastre puede, en algunos casos, causar reacciones repentinas de la dirección para carreras largas de la suspensión, como ocurre por ejemplo en las maniobras de frenado.
Además, el gran número de componentes del sistema de un solo brazo complica los pasos de montaje del conjunto e implica mayores costes que una suspensión de horquilla convencional.
En el caso del uso de una suspensión monobrazo en la parte delantera de vehículos basculantes en general, como por ejemplo el escúter basculante de tres ruedas "MP3" producido por Piaggio, finalmente es necesario prever elementos de conexión al bastidor que tengan altos valores de rigidez, así como articulaciones adecuadas para todas las condiciones de conducción, capaces por ejemplo de realizar el bloqueo asimétrico de las ruedas durante el frenado. Por tanto, el sistema de suspensión debe garantizar una alta precisión y facilidad de montaje, así como limitar adecuadamente las desviaciones de los componentes en función de los espacios disponibles tras complejos movimientos combinados de basculación y dirección.
Por tanto, se han realizado sistemas de suspensión para motocicletas provistos de un doble brazo en voladizo respecto a la rueda, como por ejemplo los descritos en los documentos US-A-2953395 y DE 808191 C. Sin embargo, tales sistemas de suspensión no parecen poder aplicarse ventajosamente en una motocicleta inclinable de tres o cuatro ruedas. El documento WO 2005/051754 A1, por otro lado, describe un sistema de suspensión para motocicletas provisto de un doble brazo montado a cada lado de la rueda. El documento EP1561612 describe una motocicleta de la técnica relacionada.
Finalmente, el documento FR 2940242 A1 describe un sistema de suspensión monobrazo clásico para una motocicleta.
El objetivo de la presente invención es, por tanto, realizar una motocicleta que comprenda un sistema de suspensión de dirección con rueda en voladizo que sea capaz de superar los inconvenientes anteriormente mencionados de la técnica anterior de una manera extremadamente sencilla, rentable y particularmente funcional.
En detalle, un propósito de la presente invención es hacer una motocicleta que haga posible tener una trayectoria de arrastre constante durante toda la carrera de la suspensión.
Otro propósito de la invención es realizar una motocicleta que permita carreras largas de la propia suspensión, además de permitir montar ruedas de cualquier diámetro.
Otro objetivo de la invención es hacer una motocicleta que mantenga muy bajas las voluminosidades transversales y que ofrezca la posibilidad de cambiar rápidamente la rueda.
Otro objetivo más de la invención es realizar una motocicleta que tenga un número reducido de componentes y que, por tanto, permita un montaje sencillo, con costes reducidos.
Un propósito adicional de la invención es realizar una motocicleta inclinable con dos ruedas de dirección delanteras que comprenda un conveniente sistema de conexión de la suspensión de la dirección con rueda en voladizo al bastidor que asegure:
- alta rigidez,
- montaje sencillo y preciso,
- dinámica de conducción correcta en condiciones de bloqueo de una sola rueda durante el frenado,
- limitaciones de dirección adecuadas en función del ángulo de balanceo del vehículo.
Estos propósitos de acuerdo con la presente invención se logran haciendo una motocicleta provista de un sistema de suspensión de dirección de motocicleta con rueda en voladizo, en particular una motocicleta inclinable de tres o cuatro ruedas, como se describe en la reivindicación 1.
Otras características de la invención se destacan por las reivindicaciones dependientes, que son parte integral de la presente descripción.
Las características y ventajas de una motocicleta de acuerdo con la presente invención quedarán más claras a partir de la siguiente descripción, dada a modo de ejemplo y con fines no limitantes, haciendo referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos en los que:
la figura 1A es una vista en perspectiva que muestra el bastidor y la unidad de motor de una motocicleta inclinable de tres ruedas de acuerdo con la invención, ilustrada en posición vertical, a la que se aplica un sistema de suspensión; la figura 1B es otra vista en perspectiva que muestra el bastidor y la unidad de motor de una motocicleta inclinable de tres ruedas de acuerdo con la invención, ilustrada en posición inclinada, con un ángulo de basculamiento de 30° y un ángulo de dirección de 20°, a la que se aplica un sistema de suspensión;
la figura 2 es una vista en perspectiva de un primer ejemplo de realización del sistema de suspensión aplicado a la rueda delantera de una motocicleta genérica, en el que se destacan la propia rueda, el conjunto de freno, un sistema de bloqueo de suspensión y el guardabarros;
la figura 3 es una vista en despiece ordenado de solo los componentes del sistema de suspensión con los elementos de conexión relativos;
la figura 4 es una vista en sección que muestra los componentes internos (elemento elástico y elemento amortiguador) del sistema de suspensión;
la figura 5 es una vista en perspectiva de un segundo ejemplo de realización del sistema de suspensión aplicado a la rueda delantera de una motocicleta genérica, en el que se destacan una vez más la propia rueda, el conjunto de freno, un sistema de bloqueo de suspensión y el guardabarros;
La figura 6 es una vista en despiece ordenado del mecanismo basculante delantero de la motocicleta de la figura 1, en la que son resaltados el tubo de dirección central del bastidor, los brazos guía dobles transversales para el movimiento de basculamiento, los postes de dirección laterales y las diversas juntas y tornillos de conexión;
la figura 7 es una vista en sección que ilustra, para el mecanismo de inclinación delantero de una motocicleta como la de la figura 1, el montaje de los componentes laterales;
La figura 8 es una vista en sección que ilustra, para el mecanismo basculante delantero de una motocicleta como el de la figura 1, el detalle de la inclinación relativa del tubo central del bastidor y de los ejes de rotación de los brazos guía transversales dobles para el movimiento de basculamiento.
Las figuras 9 y 10 muestran, condición de dirección libre y de dirección limitada respectivamente, el detalle de los postes de dirección laterales, de los brazos basculantes transversales y de las suspensiones de una motocicleta como la de la figura 1, con especial referencia al sistema de limitación de dirección en función de en el ángulo de inclinación de los brazos basculantes;
la figura 11 muestra las superficies adecuadas para limitar la dirección obtenida sobre los conjuntos de soporte de las suspensiones;
la figura 12 es una vista en sección que muestra un detalle de la conexión de las juntas de cardán a la barra de dirección y a los soportes de suspensión;
La figura 13 es una vista frontal del sistema de dirección de una motocicleta como la de la figura 1, en la que se puede ver la barra de dirección principal, el vástago de control, el elemento de transmisión, articulados respecto a dicho vástago de control mediante rodamiento de bolas, y las dos juntas de cardán laterales;
La figura 14 es una vista en sección que muestra el sistema de dirección, en el que el eje de dirección principal, el aro horizontal inferior, el vástago de control, el elemento de transmisión, el rodamiento de bolas que permite la rotación del elemento de transmisión en cuanto al vástago de control y los cojinetes de aguja entre el elemento de transmisión y la barra de dirección están resaltados; y
La figura 15 es una vista en sección que muestra el montaje de las clavijas de referencia insertadas en los brazos guía transversales y los tornillos de conexión, coaxiales a dichas clavijas, que unen los brazos guía delantero y trasero.
Con referencia a las figuras, se muestra un sistema de suspensión de dirección de motocicleta con rueda en voladizo para motocicletas de acuerdo con la invención, indicado en su totalidad con el número de referencia 10. El sistema de suspensión 10 está configurado para aplicarse a más ruedas delanteras 12 de una motocicleta genérica 100, como por ejemplo un escúter o también una motocicleta denominada "híbrida". Por motocicleta "híbrida" nos referimos a un tipo particular de motocicleta inclinable de tres o cuatro ruedas equipada con dos ruedas de dirección delanteras, que se puede conducir como una motocicleta, pudiendo inclinarse lateralmente en las curvas, pero que al mismo tiempo ofrece la habitual estabilidad de los automóviles.
El sistema de suspensión 10 comprende en primer lugar un tubo de dirección 14, conectado de forma giratoria al bastidor 102 de la motocicleta 100 a través de cojinetes para realizar la dirección de las ruedas 12 y del propio sistema de suspensión 10. El tubo de dirección 14 está rígidamente conectado a un conjunto de soporte 16 sobre el que se obtienen dos abrazaderas 18 y 20 que enclavan las porciones fijas o barras de dos elementos telescópicos 22 y 24. Tales elementos telescópicos 22 y 24 prevén la presencia, en su interior, de respectivos elementos elásticos 58 y elementos amortiguadores de oscilaciones 60 como ocurre con las horquillas de motocicleta convencionales.
Más específicamente, el sistema de suspensión 10 comprende un par de elementos telescópicos 22 y 24 montados en voladizo, en otras palabras, lateralmente, respecto a cada rueda 12. Las porciones de deslizamiento, o patas, de tales elementos telescópicos 22 y 24 están restringidas paralelas entre sí de manera que ambos elementos telescópicos 22 y 24 se encuentren en un plano paralelo al plano de cada rueda 12. Cada elemento telescópico 22 y 24 también está provisto de un elemento elástico 58 (por ejemplo, un muelle helicoidal), dispuesto dentro de la respectiva porción fija o barra, y un elemento amortiguador de oscilación 60 (por ejemplo, un amortiguador hidráulico), dispuesto dentro de la respectiva porción de deslizamiento o pata, de modo que realiza la suspensión de la motocicleta 100.
Sobre las porciones de deslizamiento o patas de los elementos telescópicos 22 y 24 se obtienen así todos los soportes para la conexión de los otros componentes del sistema de suspensión 10. En particular, en la pata de un primer elemento telescópico 22 se obtienen uno o más orificios 26A, 26b y 26C que se acoplan con los correspondientes orificios 26A, 26B y 26C obtenidos en la pata del segundo elemento telescópico 24, de manera que se obtenga la conexión mutua, mediante medios de fijación especiales que se describirán con mayor detalle a continuación, de tales elementos telescópicos 22 y 24.
En las patas del primer elemento telescópico 22 y/o del segundo elemento telescópico 24 es posible así obtener un manguito 28 para soportar el pasador 30 de la rueda 12, uno o más alojamientos 32 para soportar la pinza de freno 34 y uno o más alojamientos 36 para la fijación del guardabarros 38 de dicha rueda 12. El pasador 30 de la rueda 12 también tiene el conjunto que consiste en llanta y neumático o, en otras palabras, la propia rueda 12 sobre la que está montado un disco de freno 40, conectado a él, a través de rodamientos y de una manera conocida de por sí.
En términos de funcionalidad del sistema de suspensión 10 basado en el primer ejemplo de realización mostrado en las figuras 2 a 4, la conexión entre los dos elementos telescópicos 22 y 24, se realiza de forma rígida a través de los orificios de conexión 26A, 26B y 26C y los tornillos relativos 42A, 42B y 42C, evitan la rotación relativa de las porciones de deslizamiento (patas) de dichos elementos telescópicos 22 y 24 alrededor de su propio eje y, por lo tanto, definen unívocamente el ángulo de dirección del conjunto de ruedas 12 en cuanto a al bastidor 102 de la motocicleta 100 dependiendo de la rotación impartida por el conductor al respectivo tubo de dirección 14. Por este motivo es posible utilizar patas comunes y barras de horquilla de motocicleta de sección circular para realizar los dos elementos telescópicos 22 y 24.
El número de medios de conexión y sujeción entre los dos elementos telescópicos 22 y 24 puede variar de acuerdo con los requisitos en términos de rigidez a la flexión del sistema de suspensión 10. Por ejemplo, la figura 3 muestra tres pares distintos de orificios de conexión 26A, 26B y 26C con los tornillos relativos 42A, 42B y 42C, donde el par de orificios de conexión superiores 26C se han realizado en la parte superior de las patas de deslizamiento de los elementos telescópicos 22 y 24 para mejorar la distribución de cargas entre los propios elementos telescópicos 22 y 24 y, por tanto, para disminuir las deformaciones globales del sistema de suspensión 10.
Como solución alternativa a los medios de conexión descritos anteriormente entre los dos elementos telescópicos 22 y 24, con referencia al segundo ejemplo de realización de la figura 5, para incrementar aún más la rigidez del sistema de suspensión 10 es posible prever para que las patas de deslizamiento de dichos elementos telescópicos 22 y 24 sean fabricadas en una sola pieza, es decir integradas en un solo elemento. Sobre este único elemento es posible así obtener los dos alojamientos cilíndricos para el acoplamiento telescópico con las dos porciones fijas o barras, realizadas como se ha descrito anteriormente, de los propios elementos telescópicos 22 y 24.
En resumen, el sistema de suspensión 10 permite el movimiento del conjunto de ruedas 12 de acuerdo con una dirección rectilínea definida por los ejes de los elementos telescópicos 22 y 24, que necesariamente deben ser paralelos entre sí para asegurar el correcto funcionamiento del sistema de suspensión 10 mismo. Dicho movimiento rectilíneo asegura que la trayectoria de arrastre de la rueda 12 en cuanto a al eje definido por el tubo de dirección 14 pueda mantenerse constante, al menos en el caso en el que dicho eje definido por el tubo de dirección 14 sea paralelo a los elementos telescópicos 22 y 24. El sistema de suspensión 10 en cualquier caso permite replicar las condiciones cinemáticas comúnmente obtenidas con las horquillas de motocicleta convencionales, tanto ladeando opcionalmente el tubo de dirección 14 de manera diferente en cuanto a la dirección de los ejes de los elementos telescópicos 22 y 24, e introduciendo un desplazamiento longitudinal del pasador 30 de la rueda 12 en cuanto a al eje definido por el tubo de dirección 14.
El sistema de suspensión 10 también permite reducir significativamente la masa transversal de la suspensión delantera de la motocicleta 100, dado que los componentes de la propia suspensión delantera están todos dispuestos en el mismo lado de la rueda 12 y, observando la motocicleta 100 desde la parte delantera, no superan la masa de un solo brazo de una horquilla convencional.
Además, gracias a tal característica, la sustitución de la rueda delantera 12 es extremadamente fácil, ya que se puede manejar como ocurre comúnmente en un automóvil. Estas dos últimas características son de especial interés para el uso del sistema de suspensión 10 en motocicletas basculantes de tres o cuatro ruedas, como por ejemplo la motocicleta 100 de la figura 1, en la que los requisitos de masa y practicidad son incluso más relevantes que en una motocicleta de dos ruedas convencional.
De nuevo con referencia a la instalación en motocicletas basculantes de tres o cuatro ruedas, otra característica especial del sistema de suspensión 10 se refiere a la posibilidad de previsión, gracias a la baja masa del propio sistema de suspensión 10 y la trayectoria rectilínea de todos los elementos respectivos en movimiento relativo, un sistema 44 de bloqueo del movimiento rectilíneo de la rueda 12 en cuanto a al tubo de dirección 14 o, en otras palabras, de la pata de cada elemento telescópico 22 y 24 en cuanto a la barra relativa. El sistema de bloqueo 44 comprende una placa de conexión 46, restringida al conjunto de soporte 16, sobre la cual se instala un calibrador 48, de tipo mecánico o hidráulico, que actúa sobre una placa 50 restringida a la parte de deslizamiento o pata de uno de los elementos telescópicos, por ejemplo el primer elemento telescópico 22.
Al accionar el calibrador 48, ambas porciones de deslizamiento de los elementos telescópicos 22 y 24 se hacen integrales con el conjunto de soporte 16, evitando consecuentemente el movimiento rectilíneo de la rueda 12 en cuanto a al tubo de dirección 14. Esta operación de bloqueo es ventajosa durante las operaciones de estacionamiento de motocicletas de tres o cuatro ruedas con vía baja, ya que limita las posibilidades de que las propias motocicletas vuelquen tras los movimientos de basculación de las suspensiones.
Dado que la condición paralela de los elementos telescópicos 22 y 24 es esencial para el correcto funcionamiento del sistema de suspensión 10, se debe tener especial cuidado para que las operaciones de montaje del propio sistema 10 no introduzcan tensiones de flexión en los componentes relativos. De acuerdo con lo que se muestra en la figura 2, como primera operación de montaje se inserta una clavija 52, que ha sido calibrada con tolerancia milésima, al menos en el par de orificios de conexión 26A dispuestos más abajo sobre los dos elementos telescópicos 22 y 24. El diámetro interno de cada uno de dichos orificios de conexión inferiores 26A es sustancialmente del mismo tamaño que el diámetro externo de cada clavija 52 (acoplamiento h6/G5 de acuerdo con el sistema ISO), mientras que la clavija 52 en sí está provista axialmente de un orificio pasante para el introducción del tornillo 42A.
Una vez que el par de orificios de conexión inferiores 26A de los elementos telescópicos 22 y 24 se han unido, sin forzar, a través del tornillo 42A y la tuerca relativa 54A, el único grado de libertad del sistema 10 será el ángulo relativo entre los ejes de los propios elementos telescópicos 22 y 24.
Esta indeterminación se elimina insertando las barras de los elementos telescópicos 22 y 24 en el interior de las abrazaderas 18 y 20 obtenidas sobre el conjunto soporte 16. Sólo en este punto las abrazaderas 18 y 20 son enclavadas y, posteriormente, el par motor de bloqueo previsto para los tornillos 42B y 42C y las tuercas relativas 54B y 54C de los restantes pares de orificios de conexión 26B y 26C de los elementos telescópicos 22 y 24 es aplicado.
Los restantes pares de orificios 26B y 26C que conectan entre sí los elementos telescópicos 22 y 24 no realizan una función de centrado, preferiblemente teniendo un diámetro interno mayor que el diámetro externo de los respectivos tornillos 42B y 42C que los aplican, para evitar más restricciones de posición para los propios elementos telescópicos 22 y 24. No se prevén, por tanto, clavijas intermedias entre dichos pares de orificios 26B y 26C y los respectivos tornillos 42B y 42C.
Para asegurar un acoplamiento estable entre los dos elementos telescópicos 22 y 24, finalmente es posible prever, al menos para el par de orificios de conexión inferiores 26A provistos de la clavija 52, una o más arandelas dentadas de seguridad 56A. Tales arandelas dentadas de seguridad 56A evitan un desatornillado accidental, por ejemplo después de un uso intenso y prolongado del sistema de suspensión 10, del tornillo 42A de la respectiva tuerca 54A.
La figura 6 muestra los elementos adicionales necesarios para realizar, junto con el sistema de suspensión 10 ilustrado anteriormente, el grupo de dirección de una motocicleta inclinable 100 con dos ruedas 12 delanteras. En particular, las cuatro crestas 62 de soporte central están destacadas soldadas al tubo 14 de dirección central, dos en posición delantera y dos en posición trasera, que se utilizan como soportes para los rodamientos centrales 64 (ilustrados en la figura 8).
Los anillos exteriores de los rodamientos centrales 64 están alojados dentro de alojamientos especiales realizados en los dos pares de brazos transversales - frontal superior 66, frontal inferior 68, posterior superior 70 y posterior inferior 72 - dispuestos invertidos en los lados opuestos del tubo de dirección central 14', que forman el grupo de dirección de la motocicleta inclinable 100 y que se soportan de forma central y giratoria en las cuatro crestas de soporte centrales 62 soldadas al tubo de dirección central 14'. El brazo transversal delantero superior 66 tiene una forma idéntica a la del brazo transversal trasero inferior 72, mientras que el brazo transversal delantero inferior 68 tiene una forma idéntica a la del brazo transversal trasero superior 70.
Los brazos transversales - frontal superior 66, frontal inferior 68, posterior superior 70 y posterior inferior 72 están conectados lateralmente a través de dos postes laterales 74 y 76. Los dos postes laterales 74 y 76 tienen cada uno cuatro crestas de soporte lateral 78, dentro de los cuales se insertan cuatro respectivos espaciadores 90, para soportar lateralmente y de manera giratoria los dos pares de brazos transversales - frontal superior 66, frontal inferior 68, posterior superior 70 y posterior inferior 72. Los ejes de las crestas de apoyo lateral 78 tienen la misma inclinación, en lo que respecta a los ejes de los postes laterales 74 y 76, que los ejes de las crestas de soporte central 62 soldadas al tubo de dirección central 14'(en lo que respecta al eje de tal tubo de dirección central 14'). Los ejes de las crestas de soporte central 62 y los ejes de las crestas de soporte lateral 78 están así inclinados en cuanto a al eje del tubo de dirección central 14' y en cuanto a los ejes de los dos postes laterales 74 y 76 de acuerdo con un ángulo de entre 80° y 120°.
En los espaciadores 90 presionan los anillos exteriores de los rodamientos laterales 82 (figura 7). De manera similar a los anillos exteriores de los rodamientos centrales 64, los anillos exteriores de los rodamientos laterales 82 también están alojados dentro de alojamientos laterales especiales realizados en los dos pares de brazos basculantes transversales 66, 68, 70 y 72.
La alineación relativa de los componentes del grupo de dirección de la motocicleta inclinable 100 está asegurada por ocho clavijas 84, calibradas con tolerancia milésima, que se insertan en el mismo número de orificios realizados en los dos pares de brazos basculantes transversales 66, 68, 70 y 72 y teniendo el mismo tamaño del diámetro externo de cada clavija 84 (acoplamiento h6/G5 de acuerdo con el sistema ISO).
El acoplamiento de los componentes descritos hasta ahora se completa mediante ocho tornillos de conexión 86 y los correspondientes pernos 88 que hacen integrales las porciones delantera y trasera de los dos pares de brazos basculantes transversales 66, 68, 70 y 72. Los orificios de los tornillos 86 de conexión son coaxiales a los orificios de las clavijas 84, como se indica en el detalle de la figura 15.
Dado que por exigencias de montaje, así como por simplicidad de fabricación tecnológica, los extremos laterales de los dos pares de brazos basculantes transversales 66, 68, 70 y 72 están "abiertos", los valores de rigidez necesarios del eje delantero se consiguen mediante cuatro placas 80 de refuerzo hechas integrales con dichos brazos basculantes transversales 66, 68, 70 y 72 mediante tornillos 92 que encajan en las roscas hechas en las superficies laterales de estos últimos.
Finalmente, una pluralidad de tornillos 94 aplican en tantas roscas realizadas en las crestas de soporte central 62 soldadas al tubo de dirección central 14' y en las crestas de soporte lateral 78 de los postes laterales 74 y 76 para realizar el bloqueo axial de los anillos anteriores de los rodamientos centrales 64 en las crestas de soporte central 62 del tubo de dirección central 14'. El deslizamiento de los anillos exteriores de los rodamientos centrales y laterales 64 y 82 en lo que respecta a los alojamientos obtenidos en los brazos basculantes transversales 66, 68, 70 y 72 está además limitado, por razones de seguridad, por seis anillos Seeger 96 (figuras 7 y 8).
En particular, la inserción de los espaciadores 90 con una cierta tolerancia o "holgura" en cuanto a los alojamientos obtenidos en las crestas de soporte lateral 78 de los postes laterales 74 y 76 permite recuperar posibles pequeños errores de posición entre los ejes de los alojamientos de las propias crestas de soporte lateral 78, además de facilitar sustancialmente las operaciones de montaje, dado que dichos espaciadores 90 permiten realizar en secuencia las alineaciones de las porciones derecha e izquierda de los brazos basculantes transversales 66, 68, 70 y 72 en cuanto a los postes laterales 74 y 76. La disposición de los elementos descritos permite realizar un cuadrilátero articulado que tiene elevada rigidez a flexión y torsión, cuya rotación es libre en cuanto al tubo central de dirección 14' y, por tanto, en cuanto al bastidor 102 de la motocicleta 100 al que tal tubo de dirección central 14' está conectado.
La inserción de las suspensiones 10, como se muestra por ejemplo en la figura 2, articuladas a través de aros horizontales 98 y rodamientos de rodillos cónicos 104 en el interior de los postes laterales 74 y 76 (figura 7) realiza un sistema con dos ruedas delanteras inclinables y de dirección fáciles de instalar, gracias a la descomposición en dos partes, delantera y trasera, de los brazos basculantes transversales 66, 68, 70 y 72, además de tener una alta rigidez, garantizada por la conexión de las porciones delantera y trasera del grupo de dirección a través de numerosos elementos de unión dispuestos a lo largo de toda la extensión transversal de la estructura (clavijas 84, tornillos 86 y 92, placas de refuerzo 80).
Una característica especial adicional del sistema de suspensión 10, que se puede ver en las figuras 7 y 8, es el ladeamiento específico de los ejes de las crestas de soporte central 62 en cuanto al eje del tubo de dirección central 14' que, como se mencionó anteriormente, es idéntica al ladeamiento de las crestas de soporte lateral 78 en cuanto a los ejes de los postes laterales 74 y 76. Esto significa que no existe una condición paralela entre el tubo de dirección central 14' y las dos porciones fijas o barras de los elementos telescópicos 22 y 24 o, en otras palabras, el hecho de que tales dos porciones fijas o barras de los elementos telescópicos 22 y 24 están ladeados de acuerdo con un ángulo de entre 80° y 120° en cuanto al tubo de dirección central 14'. Tal ladeamiento permite hacer que los ejes de rotación de los rodamientos centrales y laterales 64 y 82 (paralelos a los de las crestas antes mencionadas) sean paralelos al suelo en condiciones de máxima frenada.
La innovadora configuración descrita hasta ahora asegura que la trayectoria de arrastre ejercida por los neumáticos de las ruedas delanteras 12 tenga brazo de palanca cero en cuanto a la rotación del cuadrilátero articulado realizada por los brazos basculantes transversales 66, 68, 70 y 72 y por los postes laterales 74 y 76 en cuyo interior se insertan las dos porciones fijas o barras de los elementos telescópicos 22 y 24 (simétricas derecha e izquierda). En los sistemas de suspensión de acuerdo con la técnica anterior, como por ejemplo en los documentos US-A-2953395 y DE 808191 C, el eje de los brazos de suspensión es, por el contrario, paralelo al eje del tubo de dirección. Solo de esta manera un posible desequilibrio de las fuerzas de frenado entre el neumático derecho e izquierdo de las ruedas delanteras 12, por ejemplo debido al bloqueo de solo una de dichas ruedas, no induce pares de motor de rotación en el cuadrilátero articulado basculante, anulando la posibilidad de activar vibraciones potencialmente dañinas para la conducción de la motocicleta 100.
Como se muestra en la figura IB, la conexión del grupo de dirección de la motocicleta inclinable 100 con dos ruedas de dirección delanteras 12 provoca, a medida que aumenta el ángulo de basculamiento, una gran reducción de la distancia entre las dos ruedas delanteras 12 y el bastidor 102. Por lo tanto, como se ilustra en las figuras 9 y 10, es ventajoso limitar la posibilidad de direccionar dependiendo del ángulo de ladeamiento de la motocicleta 100 para evitar posibles interferencias entre los componentes del grupo de dirección. Para obtener el resultado descrito, sobre los brazos de basculamiento transversales inferiores 68 y 72 se realizan dos levas simétricas, derecha e izquierda, de dimensiones adecuadas, que presionan sobre los perfiles conformados 106 obtenidos sobre los conjuntos de soporte 16. Como se desprende de la comparación entre la figura 9 (sistema representado en condiciones de dirección libres) y la figura 10 (sistema representado en condiciones de dirección limitadas), al variar la forma de los perfiles 106 y, en consecuencia, de las levas, es posible imponer hasta la ley de dirección máxima deseada dependiendo del ángulo de basculamiento de la motocicleta 100. Como se puede deducir del detalle de la figura 11, los perfiles 106 tienen dos secciones 124 y 126 claramente diferenciadas que permiten que se limiten tanto el paso de dirección en el sentido de marcha de la esquina (sección delantera 124), como una posible maniobra de contradirección.
Las figuras 13 y 14 muestran el sistema de dirección de los dos elementos telescópicos 22 y 24, conectados a los lados derecho e izquierdo de la motocicleta 100, del sistema de suspensión 10, destacando el vástago de control 108 atornillado al eje de dirección 110 (para enclavar el aro horizontal inferior 112), a su vez insertado en el interior del tubo de dirección central 14'. Sobre el vástago de control 108 descansa el anillo interior de un rodamiento de bolas 114, mientras que el anillo exterior del rodamiento de bolas 114 está insertado en un elemento de transmisión 116 conectado a una barra de dirección 118. Entre el elemento de transmisión 116 y la barra de dirección 118 se interponen dos cojinetes 120 de aguja. En los extremos de la barra de dirección 118, realizados a través de placas dobladas en L, dos juntas de cardán 122 (Figura 12) están restringidas. Los extremos restantes de las juntas cardán 122 están, por otro lado, conectados a los elementos de soporte 16 de los dos pares de elementos telescópicos 22 y 24, derecho e izquierdo, de la motocicleta 100.
El sistema de dirección así obtenido permite transmitir, en una relación 1:1, la rotación impartida por el eje de dirección 110 a ambos pares de elementos telescópicos 22 y 24, derecho e izquierdo, en todas las condiciones de basculamiento de la motocicleta 100. De hecho, el sistema de restricciones utilizado es el equivalente cinemático a tres juntas de rótula aplicadas respectivamente entre la barra de dirección 118 y el vástago de control 108 y entre la barra de dirección 118 y los soportes 16 de los elementos telescópicos 22 y 24. En lo que se refiere a un sistema convencional realizado a través de cabezas de junta de rótula, el conjunto descrito permite conseguir campos elevados de rotación para soportar ángulos de basculamiento y dirección superiores al 40°. Además, se minimiza el rozamiento del primer desprendimiento, siempre presente en las cabezas de junta de rótula, que dificultaría la conducción de la motocicleta 100 a baja velocidad.
Por tanto, se ha visto que la motocicleta de acuerdo con la presente invención logra los propósitos destacados anteriormente.
La motocicleta de la presente invención así concebida puede en cualquier caso sufrir numerosas modificaciones y variantes, todas las cuales están cubiertas por el mismo concepto de la invención definido por las reivindicaciones adjuntas; además, todos los detalles se pueden reemplazar con elementos técnicamente equivalentes. En la práctica, los materiales utilizados, así como las formas y tamaños, pueden ser cualesquiera de acuerdo con los requisitos técnicos.
Por tanto, el alcance de protección de la invención está definido por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (18)

REIVINDICACIONES
1. Motocicleta (100) provista de un bastidor (102), dos ruedas de dirección delanteras (12), unos tubos de dirección derecho e izquierdo (14) conectados de forma giratoria al bastidor (102) y respectivamente conectados rígidamente a unos conjuntos de soporte derecho e izquierdo (16) uno para cada rueda de dirección delantera (12), y un grupo de dirección que consta de dos pares de brazos transversales -frontal superior (66), frontal inferior (68), trasero superior (70) y trasero inferior(72)- dispuestos invertidos en lados opuestos de un tubo de dirección central (14') conectado al bastidor (102) y conectado lateralmente a través de dos postes laterales (74, 76), caracterizada porque
en cada uno de los conjuntos de soporte (16) están restringidas porciones fijas o vástagos de dos elementos telescópicos (22, 24),
cada par de elementos telescópicos (22, 24) está montado en voladizo lateralmente en cuanto a la rueda de dirección (12) relativa,
porciones de deslizamiento o patas de cada par de elementos telescópicos (22, 24) que están restringidas paralelas entre sí de modo que hacen que ambos elementos telescópicos (22, 24) de cada par reposen en un plano paralelo al plano de la respectiva rueda de dirección (12),
dichos elementos telescópicos (22, 24) están provistos internamente de respectivos elementos elásticos (58) y elementos amortiguadores de oscilación (60) para realizar la suspensión de motocicleta (10),
dicha restricción entre las porciones de deslizamiento de los elementos telescópicos (22, 24) obstaculizan la rotación relativa de dichas porciones de deslizamiento alrededor de su propio eje para definir unívocamente el ángulo de dirección de cada rueda (12) en cuanto al bastidor (102) en función de la rotación impartida al respectivo tubo de dirección (14), en donde dicho par de elementos telescópicos (22, 24) está situado entremedias de cada respectiva rueda de dirección (12) y el tubo de dirección central (14').
2. Motocicleta (100) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque en la porción de deslizamiento de un primero (22) de dichos elementos telescópicos de cada par de elementos telescópicos (22, 24) se obtienen uno o más orificios (26A, 26B, 26C), que acoplan con correspondientes orificios (26A, 26B, 26C) obtenidos en la porción de deslizamiento del segundo (24) elemento telescópico de cada par de elementos telescópicos (22, 24), de modo que se obtiene una conexión mutua, mediante medios de fijación (42A, 42B, 42C; 52; 54A, 54B, 54C; 56A), de dicho primer (22) y segundo (24) elementos telescópicos.
3. Motocicleta (100) de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque dichos medios de fijación comprenden una pluralidad de tornillos (42A, 42B, 42C) con tuercas relativas (54A, 54B, 54C).
4. Motocicleta (100) de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada porque dichos medios de fijación también comprenden una clavija (52), insertada en al menos un primer par de orificios (26A) y provista axialmente de un orificio pasante para la introducción del tornillo relativo (42A), siendo el diámetro interno de los orificios de dicho primer par (26A) sustancialmente igual al diámetro externo de dicha clavija (52).
5. Motocicleta (100) de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque dichos medios de fijación también comprenden, al menos para dicho primer par de orificios (26A) provistos de la clavija (52), una o más arandelas dentadas de seguridad (56A) que evitan un desenroscado accidental del tornillo relativo (42A) de la tuerca relativa (54A).
6. Motocicleta (100) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque las porciones de deslizamiento de cada par de elementos telescópicos (22, 24) están fabricadas en una sola pieza, es decir integradas en un solo elemento sobre el que se obtienen dos alojamientos cilíndricos para el acoplamiento telescópico con las porciones fijas de dicho par de elementos telescópicos (22, 24).
7. Motocicleta (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque en la porción de deslizamiento del primer (22) y/o del segundo (24) elemento telescópico de dicho par de elementos telescópicos (22, 24) se obtienen un manguito (28) que soporta un pasador (30) de la rueda de dirección relativa (12), uno o más alojamientos (32) que soportan un pinza de freno (34) para un disco de freno (40) de dicha rueda de dirección (12) relativa y uno o más alojamientos (36) para la sujeción de un guardabarros (38) de dicha rueda de dirección (12) relativa.
8. Motocicleta (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el eje definido por cada tubo de dirección (14) es paralelo a los ejes del respectivo par de elementos telescópicos (22, 24).
9. Motocicleta (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque cada tubo de dirección (14) está ladeado de manera diferente en cuanto a la dirección del eje del respectivo par de elementos telescópicos (22, 24).
10. Motocicleta (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende un sistema de bloqueo (44) del movimiento rectilíneo de la porción de deslizamiento de cada elemento telescópico (22, 24) en cuanto a la parte fija relativa.
11. Motocicleta (100) de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizada porque dicho sistema de bloqueo (44) comprende una placa de conexión (46) restringida a un conjunto de soporte (16), estando instalado en dicha placa de conexión (46) un calibrador (48) que actúa sobre una placa (50) restringida a la porción de deslizamiento de uno de dichos elementos telescópicos (22), el accionamiento de dicho calibrador (48) está adaptado para hacer que ambas porciones de deslizamiento de dichos elementos telescópicos (22, 24) sean integrales con el conjunto de soporte (16), de modo que eviten el movimiento rectilíneo de la rueda de dirección(12) en cuanto al respectivo tubo de dirección (14).
12. Motocicleta (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el tubo de dirección central (14') está provisto de cuatro crestas de soporte central (62) que sostienen de manera central y giratoria los dos pares de brazos transversales - frontal superior (66), frontal inferior (68), trasero superior (70) y trasero inferior (72).
13. Motocicleta (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los dos postes laterales (74, 76) están provistos cada uno de cuatro crestas de soporte lateral (78) que soportan lateralmente y de forma giratoria los dos pares de brazos transversales - frontal superior (66), frontal inferior (68), trasera superior (70) y trasero inferior (72).
14. Motocicleta (100) de acuerdo con las reivindicaciones 12 y 13, caracterizada porque los ejes de las crestas de soporte lateral (78) tienen el mismo ladeamiento, en cuanto a los ejes de los dos postes laterales (74, 76), que los ejes de las crestas de soporte central (62), en cuanto al eje del tubo de dirección central (14').
15. Motocicleta (100) de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizada porque los ejes de las crestas de soporte central (62) y los ejes de las crestas de soporte lateral (78) están ladeados en cuanto al eje del tubo de dirección central (14') y en cuanto a los ejes de los dos postes laterales (74, 76) de acuerdo con un ángulo comprendido entre 80° y 120°.
16. Motocicleta (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque sobre los brazos transversales - frontal inferior (68) y trasero inferior (72) - se realizan dos levas simétricas, derecha e izquierda, adaptadas para presionar en perfiles conformados (106) obtenidos sobre los conjuntos de soporte (16), para limitar la posibilidad de dirección en función del ángulo de ladeamiento de la motocicleta (100) y evitar posibles interferencias entre los componentes del grupo de dirección.
17. Motocicleta (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicho grupo de dirección comprende un vástago de control (108) atornillado a un eje de dirección (110), a su vez insertado dentro de dicho tubo de dirección central (14'), descansando en el vástago de control (108) el anillo interior de un rodamiento de bolas (114), mientras que un anillo exterior de dicho rodamiento de bolas (114) está insertado en un elemento de transmisión (116) conectado a una barra de dirección (118).
18. Motocicleta (100) de acuerdo con la reivindicación 17, caracterizada porque entre el elemento de transmisión (116) y la barra de dirección (118) se interponen dos cojinetes de agujas (120) y porque en los extremos de dicha barra de dirección (118) dos juntas de cardán (122) están restringidas, estando conectados los extremos restantes de dichas dos juntas de cardán (122) a dichos conjuntos de soporte (16).
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