ES2950345T3 - Suspensión delantera de vehículo automóvil - Google Patents

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ES2950345T3 ES16763946T ES16763946T ES2950345T3 ES 2950345 T3 ES2950345 T3 ES 2950345T3 ES 16763946 T ES16763946 T ES 16763946T ES 16763946 T ES16763946 T ES 16763946T ES 2950345 T3 ES2950345 T3 ES 2950345T3
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Piaggio and C SpA
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Abstract

Un carro delantero (8) para vehículo de motor que comprende un bastidor de carro delantero (16), un par de ruedas delanteras (10', 10") conectadas cinemáticamente al bastidor de carro delantero (16) por medio de un cuadrilátero articulado que comprende un par de travesaños, articulados al marco del carro delantero (16) en correspondencia de las bisagras intermedias, estando conectados dichos miembros transversales entre sí, en correspondencia de los extremos transversales opuestos, por medio de montantes pivotados a dichos extremos transversales en correspondencia de las bisagras laterales, en donde cada uno de los montantes guía y soporta una mangueta que está conectada mecánicamente a un pasador de rotación de una rueda delantera (10', 10"), y el carro delantero (8) comprende además, en correspondencia con cada mangueta,un tirante de dirección conectado mecánicamente a la mangueta relacionada para permitir la dirección de la mangueta y la rueda delantera relacionada (10', 10") alrededor de un eje de dirección respectivo (S'-S', S"-S") . (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Suspensión delantera de vehículo automóvil
Campo de la solicitud
La presente invención se refiere a un avantrén de un vehículo automóvil.
Técnica anterior
Como es sabido, en la técnica existen vehículos automóviles de tres ruedas con una rueda motriz trasera y dos ruedas direccionales y basculantes, es decir, que ruedan o inclinan, en la parte delantera. Se conocen ejemplos por el documento US 7.487.985 B1, en el que se basa el preámbulo de la reivindicación independiente 1, y el documento WO 2013/005007 A1.
Por lo tanto, la rueda trasera está destinada a proporcionar par y así permitir la tracción mientras que las ruedas delanteras, emparejadas, están destinadas a proporcionar la direccionalidad del vehículo.
El uso de dos ruedas delanteras, en lugar de dos ruedas traseras, evita el uso de un diferencial para la transmisión de par. De esta manera se puede lograr una reducción de costes y peso en el eje trasero.
Las ruedas emparejadas en el avantrén además de dirección, pueden bascular y rodar: así, en comparación con los vehículos de tres ruedas con dos ruedas en el eje trasero, los vehículos con dos ruedas en el avantrén son equivalentes a una motocicleta real ya que, como una motocicleta, el vehículo puede bascular en las curvas. En comparación con un vehículo automóvil de sólo dos ruedas, los vehículos de este tipo con dos ruedas emparejadas en el avantrén tienen, sin embargo, una mayor estabilidad garantizada por el doble apoyo en el suelo de las ruedas delanteras, similar a la que proporciona un coche.
Las ruedas delanteras están cinemáticamente conectadas entre sí mediante mecanismos cinemáticos que les permiten rodar y/o girar sincrónicamente y de manera especular, por ejemplo, mediante la interposición de cuadriláteros articulados.
En lo que respecta al ángulo de dirección de las ruedas delanteras, también es posible proporcionar diferentes ángulos de dirección entre las ruedas delanteras, por ejemplo, si toma una dirección del tipo de un coche, en la que la rueda exterior permanece más abierta en las curvas.
Los vehículos automóviles de tres ruedas basculantes están así diseñados para proporcionar al usuario el manejo de una motocicleta de dos ruedas y, al mismo tiempo, la estabilidad y seguridad de un vehículo de cuatro ruedas.
De hecho, los dos objetivos predefinidos son antitéticos ya que una mayor estabilidad requiere la presencia de elementos adicionales en comparación con un vehículo automóvil de dos ruedas (como la tercera rueda y sus correspondientes mecanismos cinemáticos) que inevitablemente lastran la estructura del vehículo.
Además, “solo” la presencia de tres ruedas no puede garantizar forzosamente la estabilidad y la adherencia de un vehículo de cuatro ruedas.
Por lo tanto, es esencial desarrollar un vehículo de tres ruedas que pueda mediar estos objetivos antitéticos, al tiempo que garantiza la estabilidad y el manejo, así como la confiabilidad y los costes bajos.
Además, el sistema de dirección de tal vehículo con dos ruedas delanteras direccionales es particularmente problemático dado que en tal tipo de vehículo es importante desacoplar el movimiento de dirección del movimiento de resorte o rebote vertical de las ruedas. De hecho, si el movimiento de dirección y el movimiento de las ruedas estuvieran acoplados, podrían darse situaciones en las que los planos de las ruedas, pasando cada uno por un eje de rueda, pudieran divergir, perdiendo su paralelismo, por ejemplo, debido a un diferente movimiento de resorte de las ruedas (por ejemplo, debido a un obstáculo o una depresión asimétrica o que se encuentra con una sola de las dos ruedas).
Además, este acoplamiento del movimiento de dirección con el movimiento de resorte o rebote vertical de la rueda podría provocar un giro en el control de dirección mientras se mantienen los planos de las ruedas paralelos entre sí en caso de resorte simétrico entre las ruedas delanteras.
Las dos situaciones mencionadas anteriormente de divergencia entre los planos de rueda o reacciones de dirección con planos de rueda paralelos, ambas debidas al acoplamiento entre el movimiento de dirección y el movimiento de resorte o rebote vertical de las ruedas, son negativas para el comportamiento dinámico del vehículo.
De hecho, la divergencia entre los planos de las ruedas hace que la direccionalidad del vehículo establecida por el ángulo de dirección del manillar sea menos precisa, mientras que la transmisión de las reacciones de las ruedas (aunque paralelas entre sí) al manillar, da una sensación de pobre manejo y la precisión de la dirección al conductor, además de inducir, en algunos casos, una dirección inadvertida con un viraje relativamente no deseado.
Para lograr tales propósitos, se debe desarrollar una geometría específica de la porción delantera del bastidor o avantrén, responsable de soportar las ruedas delanteras en su movimiento de dirección y rodaje o basculamiento, así como una geometría específica de los miembros de dirección de las ruedas delanteras. Presentación de la invención
Para resolver los problemas mencionados anteriormente, hasta la fecha se han adoptado muchas soluciones en la técnica de los vehículos de tres ruedas, de las cuales dos en el avantrén.
Tales soluciones del estado de la técnica no logran optimizar la necesidad de estabilidad y manejo descrita anteriormente.
Por lo tanto, se siente la necesidad de resolver los inconvenientes y limitaciones mencionados con referencia a la técnica anterior.
Este requisito lo satisface un avantrén de vehículo automóvil de acuerdo con la reivindicación independiente 1. De acuerdo con la presente invención se proporciona un avantrén para vehículo automóvil como se establece en la reivindicación independiente 1. Las realizaciones preferidas de la presente invención se establecen en las reivindicaciones dependientes adjuntas.
Descripción de los dibujos
Características y ventajas adicionales de la presente invención serán más claramente comprensibles a partir de la descripción que se proporciona a continuación de sus realizaciones preferidas y no limitativas, en las que: la figura 1 es una vista parcial en perspectiva de un vehículo automóvil que comprende un avantrén de acuerdo con la presente invención;
la figura 2 muestra una vista lateral del vehículo automóvil de la figura 1 desde el lado de la flecha II de la figura 1;
la figura 3 muestra una vista frontal del vehículo automóvil de la figura 1 desde el lado de la flecha III de la figura 1;
la figura 4 muestra una vista en plano del vehículo automóvil de la figura 1 desde el lado de la flecha IV de la figura 1;
las figuras 5 y 6 muestran vistas parciales en perspectiva de avantrenes de vehículos automóviles de acuerdo con la presente invención;
la figura 7a muestra una vista en perspectiva parcial de una rueda del vehículo automóvil que comprende un avantrén de acuerdo con la presente invención;
la figura 7b muestra una vista lateral parcial de los componentes de un avantrén de un vehículo automóvil de acuerdo con la presente invención;
la figura 8a muestra una vista en perspectiva en sección transversal de una suspensión aplicada a un vehículo automóvil que comprende un avantrén de acuerdo con la presente invención;
la figura 8b muestra una vista lateral parcial de los componentes de un avantrén de un vehículo automóvil de acuerdo con la presente invención;
las figuras 9, 10a, 10b muestran vistas en perspectiva parciales de un avantrén de un vehículo automóvil que comprende tirantes de dirección, de acuerdo con una realización de la presente invención;
las figuras 11, 12a, 12b muestran vistas parciales en perspectiva de avantrenes de vehículos automóviles que comprenden tirantes de dirección, de acuerdo con realizaciones adicionales de la presente invención.
Los elementos o partes de elementos comunes a las realizaciones descritas a continuación se indicarán utilizando los mismos números de referencia.
Descripción detallada
Con referencia a las figuras antes mencionadas, el número de referencia 4 indica globalmente una vista general esquemática de un vehículo automóvil que comprende un avantrén de acuerdo con la presente invención.
Para los propósitos de la presente invención, cabe señalar que el término vehículo automóvil debe ser considerado en un sentido amplio, englobando cualquier motocicleta que tenga al menos tres ruedas, es decir, dos ruedas alineadas, como se describe mejor a continuación y al menos una rueda trasera. Por lo tanto, tal definición también comprende los denominados quads que tienen dos ruedas en el avantrén y dos ruedas en el eje trasero.
El vehículo automóvil 4 comprende un bastidor 6 que se extiende desde un avantrén 8 que soporta al menos dos ruedas delanteras 10, hasta un eje trasero 12 que soporta una o más ruedas traseras 14. Es posible distinguir una rueda delantera izquierda 10' y una rueda delantera derecha 10'' en las que la definición de izquierda y derecha 10', 10'' es puramente formal y significa en relación con un conductor del vehículo. Dichas ruedas están dispuestas a izquierda y derecha del plano de línea central M-M del vehículo automóvil, respecto a un punto de observación de un conductor que lo conduce.
En la siguiente descripción, y también en los dibujos, se hará referencia a elementos simétricos o especulares del avantrén con respecto a dicho plano de línea central M-M usando las comillas ' y '' para indicar respectivamente los componentes a la izquierda y a la derecha del avantrén, respecto a un punto de observación de un conductor que lo conduce.
Para los propósitos de la presente invención, el bastidor 6 del vehículo automóvil puede ser de cualquier forma, tamaño y puede ser por ejemplo del tipo celosía, tipo caja, cuna, simple o doble, etc.
El bastidor 6 del vehículo automóvil puede ser de una sola pieza o de múltiples partes; por ejemplo, el bastidor 6 del vehículo automóvil se interconecta con un bastidor de eje trasero 13 que puede comprender una horquilla trasera oscilante (no mostrada) que soporta una o más ruedas motrices traseras 14.
Dicha horquilla oscilante trasera puede estar conectada al bastidor 6 por bisagra directa, o por la interposición de un mecanismo de palanca y/o bastidores intermedios.
El avantrén 8 del vehículo automóvil comprende un bastidor de avantrén 16 y un par de ruedas delanteras 10 conectadas cinemáticamente al bastidor de avantrén 16 por medio de un cuadrilátero articulado 20.
El cuadrilátero articulado 20 comprende un par de travesaños 24, 24', 24", abisagrados al bastidor de avantrén 16 en correspondencia con las bisagras intermedias 28.
Las bisagras intermedias 28 identifican ejes de bisagra intermedia W-W paralelos entre sí.
Por ejemplo, dichas bisagras intermedias están montadas en una viga delantera 32, situadas a horcajadas de un plano de línea central M-M que pasa por una dirección longitudinal X-X o la dirección de desplazamiento del vehículo automóvil.
Por ejemplo, un mecanismo de dirección 36, conectado a un manillar (no mostrado) del vehículo automóvil 4, está pivotado sobre una columna de dirección 34 insertada para girar en un tubo de dirección 35 del bastidor 6 del vehículo automóvil 4.
Los travesaños 24 se extienden en una dirección transversal principal Y-Y entre extremos transversales opuestos 40, 44.
En particular, dichos travesaños 24 están conectados entre sí, en correspondencia con dichos extremos transversales opuestos 40, 44, por medio de montantes 48, 48', 48" pivotados a dichos extremos transversales 40, 44 en correspondencia con bisagras laterales 52.
En una realización, los travesaños 24, 24', 24" están montados en voladizo con respecto a la viga frontal 32. Los travesaños 24 y los montantes 48 definen dicho cuadrilátero articulado 20. En particular, el cuadrilátero comprende dos travesaños 24, es decir, un travesaño superior 24' y un travesaño inferior 24", en el que el travesaño superior está orientado hacia el lado del manillar asociable y el travesaño inferior 24" está orientado hacia el suelo que soporta el vehículo automóvil.
Los travesaños no son necesariamente iguales entre sí en términos de forma, materiales y tamaño; cada travesaño 24 puede estar fabricado en una sola pieza o en dos o más partes unidas mecánicamente, por ejemplo mediante soldadura, pernos, remaches y similares.
Hay dos montantes 48, en particular un montante izquierdo 48' y un montante derecho 48''.
La definición de los montantes izquierdo y derecho 48', 48" es puramente formal y significa en relación con el conductor del vehículo. Dichos montantes izquierdo y derecho 48', 48" están dispuestos a la izquierda y a la derecha de un plano de línea central M-M del vehículo automóvil, respecto a un punto de observación de un conductor que lo conduce.
Las bisagras laterales 52 son paralelas entre sí y definen respectivos ejes de bisagra laterales Z-Z.
Preferiblemente, dichas bisagras intermedias 28 y laterales 52 están orientadas de acuerdo con los ejes de bisagras intermedias W-W y laterales Z-Z paralelos entre sí.
Los montantes izquierdo y derecho 48', 48'' soportan de forma giratoria las ruedas delanteras izquierda y derecha 10', 10'', respectivamente, alrededor de los respectivos ejes de dirección S'-S', S"-S". Dichos ejes de dirección S'-S', S”-S” son paralelos entre sí.
De acuerdo con una posible realización, las bisagras 28 y 52 son paralelas entre sí y perpendiculares a dichos ejes de dirección S'-S', S"-S". En otras palabras, de acuerdo con una realización, en comparación con un plano de proyección P que pasa por dichas bisagras intermedias 28, los ejes de dirección S'-S', S"-S" identifican con los ejes de bisagras intermedias W-W y laterales un ángulo a de 90 grados.
De acuerdo con posibles realizaciones, dicho ángulo a está comprendido entre 80 y 120 grados y preferentemente dicho ángulo a está comprendido entre 90 y 110 grados; aún más preferiblemente, dicho valor de ángulo a es igual a 100 grados.
Los ejes de dirección S'-S', S"-S" con respecto a dicho plano de proyección P, pueden estar inclinados en un ángulo de dirección p entre 5 y 20 grados, y preferentemente entre 8 y 16 grados con respecto a una dirección vertical N-N , perpendicular al suelo.
De acuerdo con realizaciones adicionales, también es posible proporcionar que las bisagras 28 y 52 basculen de acuerdo con los ejes de bisagra intermedio W-W y lateral Z-Z paralelos al suelo, es decir, perpendiculares a dicha dirección vertical N-N con respecto a dicho plano de proyección P: en esta configuración, dicho ángulo p es igual a 0 grados.
Además, como se expone, también es posible proporcionar que las bisagras 28 y 52 no sean perpendiculares a los ejes de dirección S'-S', S"-S": de hecho, como se ha descrito anteriormente, dicho ángulo a, definido entre los ejes de dirección S'-S', S"-S' y las bisagras intermedias W-W y laterales Z-2 con respecto a un plano de proyección P que pasa por dichas bisagras intermedias 28, está comprendido entre 90 y 110 grados; aún más preferiblemente dicho valor de ángulo a es igual a 100 grados.
El paralelismo con el suelo de los ejes de bisagra intermedio W-W y lateral Z-Z hace que, en el movimiento de rodadura, la rueda interior con respecto a la curva se eleve casi verticalmente con la doble ventaja de desacoplar el movimiento de rodadura de la rueda de las fuerzas de frenado horizontales (transmitidas desde el suelo) y de ocupar menos espacio hacia la parte inferior del vehículo a motor.
Cabe señalar que, al bascular los ejes intermedio W-W y lateral Z-Z con respecto a los ejes de dirección S'-S', S"-S", de manera que en condiciones estáticas en reposo dichos ejes de bisagra intermedio W-W y lateral Z-Z sean paralelos al suelo, en condiciones de frenado, y por lo tanto de compresión de las suspensiones de las ruedas delanteras 10', 10", dichos ejes de bisagra intermedio W-W y lateral Z-Z están inclinados moviéndose a una condición de sustancial paralelismo con el suelo. Por ejemplo, si en condiciones estáticas los ejes de bisagra intermedio W-W y lateral Z-Z identifican un ángulo p distinto de cero con la dirección horizontal (que coincide con el ángulo formado con la dirección vertical, que es perpendicular a la dirección horizontal), en frenado y condiciones de máxima compresión este ángulo tiende a cero.
Cuando, durante el frenado, los ejes de bisagra intermedio W-W y lateral Z-Z están dispuestos sustancialmente paralelos al suelo, se evita el salto de las ruedas ya que las fuerzas de frenado, horizontales y por lo tanto paralelas al suelo, no producen componentes a lo largo del movimiento de excursión de las ruedas que es prácticamente perpendicular al suelo, es decir, vertical.
Cada uno de los montantes 48, 48', 48" guía y soporta una mangueta 56 de una rueda delantera 10, 10', 10"; cada montante 48 se extiende desde un extremo superior 60 hasta un extremo inferior 64. El extremo superior 60 está orientado hacia el travesaño superior 24' y el extremo inferior 64 está orientado hacia el travesaño inferior 24 ' ' .
Los montantes izquierdo y derecho 48', 48" soportan de forma giratoria las ruedas delanteras izquierda y derecha 10', 10", respectivamente, alrededor de respectivos ejes de dirección S'-S', S"-S" paralelos entre sí,
Cada mangueta 56 está conectada mecánicamente a un pasador de rotación 68 de una rueda delantera 10', 10'' para soportar de forma giratoria la rueda delantera 10', 10'' alrededor de un eje de rotación relacionado R-R. De acuerdo con una realización, cada pasador de rotación 68 de la rueda delantera 10', 10" está comprendido entre el extremo superior 60 y el extremo inferior 64 del correspondiente montante 48, 48', 48" del cuadrilátero articulado 20.
De acuerdo con una realización, cada pasador de rotación 68 de cada rueda delantera 10 está comprendido entre bisagras laterales 52 adyacentes de los travesaños 24 del cuadrilátero articulado 20.
Además, cabe señalar que las bisagras intermedias 28 y laterales 52, que definen los respectivos ejes intermedio W-W y lateral Z-Z, están situadas por encima y por debajo del pasador de rotación 68 de las respectivas ruedas delanteras 10', 10" y no completamente sobre él, como ocurre en las soluciones de la técnica anterior. En otras palabras, con relación a una dirección de resorte o rebote B-B, paralela a los ejes de dirección S'-S',S"-S", cada pasador de rotación 68 de la rueda delantera 10',10" está comprendido entre las bisagras intermedias 28 y las laterales 52 respectivamente del travesaño superior 24' e inferior 24" del cuadrilátero articulado.
Esto implica que la rigidez de la conexión entre cada rueda 10', 10" y el cuadrilátero articulado, que comprende la suspensión, es de un orden de magnitud más rígido que el que ocurre en las soluciones de la técnica anterior antes mencionadas, lo que ayuda a hacer más remota la posibilidad de que una resonancia alternativa de las ruedas delanteras 10', 10'' pueda producirse debido a las fuerzas de frenado o un impacto asimétrico. En consecuencia, la presente invención ayuda en general a proporcionar un vehículo ligero pero también seguro, preciso y que transmite al conductor una sensación de seguridad en el avantrén, ya que no transmite al usuario vibraciones o temblores en el manillar.
Además, el posicionamiento de los travesaños superior e inferior 24', 24" del cuadrilátero articulado en la dimensión vertical de las ruedas permite desplazar el baricentro del avantrén, y por tanto del vehículo, hacia abajo, mejorando el comportamiento dinámico. del vehículo
Ventajosamente, el avantrén 8 comprende, en correspondencia con cada mangueta 56, un tirante de dirección 70 conectado mecánicamente a la mangueta 56 relacionada para permitir la dirección de la mangueta 56 y de la rueda relacionada alrededor de los respectivos ejes de dirección S'- S', S"-S". En particular, dicho tirante de dirección 70 puede rotar alrededor de un respectivo eje de dirección S'-S', S"-S", y se extiende desde un primer a un segundo extremo de anclaje 72, 74 donde el primer extremo de anclaje 72 está conectado al extremo superior 60 del montante 48 y el segundo extremo de anclaje 74 está conectado a la mangueta 56. El segundo extremo de anclaje 74 es móvil con respecto al primer extremo de anclaje 72 al menos con respecto a una dirección de resorte o rebote B-B, paralela al eje de dirección S'-S', S"-S", para seguir la mangueta 56 en un movimiento de rebote paralelo a la dirección de rebote B-B.
Como se mencionó anteriormente, la mangueta 56 de cada rueda 10 está soportada y guiada por un único montante 48 correspondiente de dicho cuadrilátero articulado 20.
Cada mangueta 56 está montada en un montante 48 correspondiente para tener al menos un grado de libertad con respecto al montante 48 correspondiente, comprendiendo dicho al menos un grado de libertad un movimiento de traslación de la mangueta 56 con respecto al montante 48 paralelo a la dirección de rebote B-B, y/o un movimiento de rotación de la mangueta 56 alrededor de dicho eje de dirección S'-S', S"-S". La rueda 10, con la relacionada mangueta 56, se mueve a lo largo de una trayectoria sustancialmente recta, paralela a la dirección de rebote B-B.
De acuerdo con una realización, cada tirante de dirección 70 está conectado mecánicamente a al menos una barra de control 76, conectada operativamente a un manillar (no mostrado) del avantrén 8.
Por ejemplo, es posible proporcionar que los tirantes de dirección 70 de cada mangueta 56 estén conectados a una misma barra de control 76, operativamente conectada a un manillar del avantrén 8.
De acuerdo con una realización, cada tirante de dirección 70 está conformado para transmitir un par rotacional a la respectiva mangueta 56, para permitir la rotación de la mangueta 56 alrededor de los respectivos ejes de dirección S'-S', S"-S ". En otras palabras, cada tirante de dirección 70 está conformado, situado o configurado para transmitir o permitir la dirección, es decir, la rotación de la rueda correspondiente 10', 10" alrededor de los respectivos ejes de dirección S'-S', S"- S".
De acuerdo con una posible realización, cada tirante de dirección 70 comprende un par de barras de conexión 78, 80, abisagradas al avantrén 8 con bisagras de anclaje 82 dispuestas en correspondencia con el primer y segundo extremo de anclaje 72, 74, y abisagradas respectivamente entre sí en un punto intermedio 84, para permitir un movimiento de rotación mutua de las barras de conexión 78, 80, cambiando la distancia entre dicho primer y segundo extremo de anclaje 72, 74 en función del movimiento de rebote de cada mangueta 56.
En otras palabras, las barras de conexión 78, 80 pueden rotar alrededor de sus respectivos extremos de anclaje 72, 74 y en el punto intermedio para adaptarse y seguir el movimiento de rebote de la mangueta 56 y por lo tanto de la rueda.
En particular, el primer extremo de anclaje 72 está fijado con el montante 48 respecto a una dirección paralela a la dirección de rebote o resorte B-B, mientras el segundo extremo de anclaje 74 es libre de trasladarse integralmente con la mangueta 56 paralela a dicha dirección de rebote o resorte B-B, para acomodar y seguir el movimiento de rebote.
Preferiblemente, las bisagras de anclaje 82 y la bisagra en el punto intermedio 84 definen ejes de bisagra paralelos entre sí.
De acuerdo con una posible realización, entre las barras de conexión 78, 80 se interpone una suspensión que comprende al menos un resorte 86 y/o un amortiguador 88, para influir en el movimiento de rebote de la mangueta 56 asociada.
El resorte 86 y el amortiguador 88 pueden ser de cualquier tipo, forma y tamaño. Por ejemplo, pueden estar dispuestos coaxialmente entre sí, y pueden unirse en diferentes puntos de las barras de conexión 78, 80; también pueden anclarse a las respectivas barras de conexión 78,80 por medio de juntas o bisagras para seguir la rotación de las barras de conexión 78,80 durante el movimiento de rebote de la mangueta 56.
De acuerdo con una realización adicional, cada tirante de dirección 70 comprende una barra telescópica 90 fijada en correspondencia con el primer y segundo extremo de anclaje 72, 74 de manera que permite un movimiento de traslación de la barra telescópica 90, cambiando la distancia entre dicho primer y segundo extremo de anclaje 72, 74 en función del movimiento de rebote de cada mangueta 56.
En otras palabras, el primer extremo de anclaje 72 de la barra telescópica 90 está fijado al montante 48 con respecto a una dirección paralela a la dirección de rebote o resorte B-B, mientras que el segundo extremo de anclaje 74 de la barra telescópica 90 es libre de trasladarse integralmente con la mangueta 56 paralela a dicha dirección de rebote o resorte B-B, para acomodarse y seguir el movimiento de rebote.
Por ejemplo, dicha barra telescópica 90 comprende un vástago 92 y una envoltura 94 que aloja al menos parcialmente dicho vástago 92 y es guiada por el vástago 92 en movimiento de traslación paralelo a la dirección de rebote B-B.
De acuerdo con una realización, una suspensión está asociada a la barra telescópica 90 que comprende al menos un resorte 86 y/o un amortiguador 88, para influir en el movimiento de rebote de la mangueta 56 asociada.
De acuerdo con una realización adicional, cada tirante de dirección 70 comprende un muelle de lámina 96 fijado en correspondencia con el primer y segundo extremo de anclaje 72, 74 de tal manera que permita un movimiento de traslación recíproco entre los extremos de anclaje 72, 74, cambiando la distancia entre dicho primer y segundo extremo de anclaje 72, 74 en función del movimiento de rebote de cada mangueta 56.
Por ejemplo, dicho muelle de lámina 96 también realiza la suspensión de la mangueta 56 con respecto al cuadrilátero articulado del avantrén 8.
En otras palabras, el muelle de lámina 96 es capaz de flexionarse elásticamente, para permitir un desplazamiento mutuo y controlado entre el primer y segundo extremo de anclaje 72, 74, es decir, para permitir el movimiento de rebote de la mangueta 56 y de la correspondiente rueda 10. Además, el muelle de lámina 96 realiza la suspensión de la mangueta 56 y de la rueda 10 relativa, al menos con respecto a la parte elástica; en otras palabras, el muelle de lámina 96 realiza el resorte elástico de la suspensión de la rueda 10. Además, el muelle de lámina 96 está dimensionado para transmitir el movimiento de dirección a cada rueda 10', 10'' alrededor del respectivo eje de dirección S'-S', S"-S". En otras palabras, el muelle de lámina 96 es suficientemente rígido para permitir el movimiento de dirección de la rueda y, al mismo tiempo, el respectivo movimiento de rebote.
De acuerdo con una realización adicional (figura 12b), dicha barra telescópica 90 también se sitúa junto a dicho muelle de lámina 96 para confiar a la primera la función de guía principal en el movimiento de rebote de la mangueta 56 y al muelle de lámina 96 la función de suspensión elástica.
Por ejemplo, el muelle de lámina 96 tiene una forma general de 'C', de modo que los dos extremos de la 'C' constituyen los primer y segundo extremos de anclaje '72, '74. La cuerda subtendida entre dichos extremos de anclaje 72, 74 representa la distancia o distancia entre ejes variable en función del movimiento de rebote de la mangueta 56.
Por ejemplo, en correspondencia con puntos internos, comprendidos entre dichos primer y segundo extremos de anclaje 72, 74, es posible fijar un amortiguador 88 y/o un resorte adicional. Por ejemplo, el muelle de lámina 96 es un elemento metálico o no, curvado, compuesto por una barra de sección rectangular; dicha sección rectangular tiene un lado menor dirigido paralelamente a la dirección de rebote B-B, para facilitar la flexión del propio resorte, y un lado mayor dirigido perpendicularmente al eje de dirección S'-S', S"-S" para oponer una rigidez suficiente al movimiento de dirección de la rueda, es decir, para transmitir el movimiento de dirección a la mangueta 56 de forma rígida, sin inducir desviaciones entre el ángulo de dirección establecido por el tirante de dirección 70 y el relacionado manillar cinemático, y el ángulo de dirección real transmitido a dicha mangueta 56. De acuerdo con una realización, el avantrén 8 comprende soportes 98, cada uno conectado a la mangueta 56 de la rueda delantera 10', 10" y al tirante de dirección 70 del avantrén 8, para controlar la rotación de la mangueta 56 sobre los respectivos ejes de dirección S'-S', S"-S" de cada rueda delantera 10', 10".
Preferiblemente, cada soporte 98 soporta medios de frenado 100 para cada rueda delantera 10', 10".
Por ejemplo, dichos medios de frenado 100 comprenden una pinza para freno de disco dispuesta a horcajadas sobre un disco de freno 102 integrado en rotación con la rueda delantera 10', 10".
El soporte 98 se extiende a horcajadas sobre el correspondiente montante 48 desde el lado del extremo inferior 64 de dicho montante 48.
Por ejemplo, la mangueta 56 comprende un manguito 104 dispuesto coaxialmente al montante 48.
De acuerdo con posibles realizaciones, entre la mangueta 56 y el montante 48 están dispuestos medios de suspensión de la rueda delantera 10', 10" en los que dichos medios de suspensión comprenden un resorte 86 y/o un amortiguador 88.
Por ejemplo, los montantes 48 son huecos para alojar interiormente, al menos parcialmente, los medios de suspensión 86, 88 de la rueda delantera 10', 10".
Como se sabe, cada rueda delantera 10', 10" comprende una llanta 106 que soporta un neumático 108 y que está soportada de forma giratoria por la mangueta 56 relacionada; preferiblemente la mangueta 56 y el tirante de dirección 70 están al menos parcialmente alojados en un volumen delimitado por dicha llanta 106.
Aún más preferentemente la mangueta 56, el tirante de dirección 70 y el montante 48 están alojados integralmente en dicho volumen delimitado por la llanta 106.
En una realización preferida, cada plano de línea central de la rueda R'-R', R"-R" pasa por el eje de dirección S'-S', S"-S" de cada rueda delantera 10', 10".
En una realización adicional, se proporciona un voladizo descentrado o transversal entre cada eje de dirección S'-S', S"-S" y el relacionado plano de línea central de la rueda R'-R', R"-R". Dicho voladizo transversal mide entre 0 y 2 cm, más preferiblemente entre 0 y 1 cm, incluso más preferiblemente dicho voladizo transversal es igual a 0,7 cm.
Preferiblemente, dicho volumen delimitado por la llanta 106 está orientado con respecto a un plano de línea central M-M del avantrén que pasa por dichas bisagras intermedias 28. En otras palabras, las manguetas de eje 56 están orientadas hacia adentro hacia el plano de línea central M-M del vehículo automóvil y los componentes relacionados asociados con los husillos de las manguetas 56 no son directamente visibles para un observador exterior.
Como se mencionó anteriormente, el vehículo 4 que comprende un avantrén de acuerdo con la presente invención comprende al menos una rueda motriz trasera 14; de acuerdo con una posible realización, el vehículo tiene dos ruedas motrices traseras 14 en el eje trasero 12.
Por ejemplo, en esta realización, en la que el vehículo automóvil es un cuatriciclo, las ruedas motrices traseras 14 en el eje trasero 12 están conectadas entre sí y a un bastidor de eje trasero 13 por medio de un cuadrilátero articulado 20 como se describe anteriormente en relación a las ruedas delanteras 10.
Como puede apreciarse de la descripción, la presente invención permite superar los inconvenientes mencionados de la técnica anterior.
En particular, la solución del avantrén no tiene acoplamiento entre el movimiento de dirección y el movimiento de rebote de las ruedas delanteras.
En consecuencia, en el caso de rebote asimétrico de las ruedas delanteras no se producen divergencias entre los planos de las ruedas delanteras que comprometan la direccionalidad del vehículo. Además, gracias a este desacoplamiento entre el movimiento de dirección y el movimiento de rebote de las ruedas delanteras no se producen reacciones de dirección que induzcan rotaciones al manillar, en el caso de rebote simétrico de las ruedas delanteras.
Además, la solución presenta una masa no suspendida particularmente contenida ya que está constituida únicamente por la rueda y por su relacionada mangueta.
La solución descrita cae dentro del caso de suspensiones interconectadas ya que el equilibrio a una carga sobre una rueda delantera se encuentra con una carga igual sobre la rueda delantera conjugada; la transferencia de carga se produce a través del cuadrilátero, y por tanto por medio de su inercia que también involucra la de todo el vehículo, y por tanto presenta un retraso de una entidad relacionada con dicha inercia.
En la práctica, la inercia interpuesta entre las ruedas emparejadas actúa para desplazar la solución de ruedas interconectadas hacia una de ruedas independientes favoreciendo el confort y contrarrestando cualquier fenómeno de resonancia que pudiera desencadenarse en las ruedas, que de otro modo no serían amortiguadas. Además, como se ha descrito, las bisagras intermedias y laterales, que definen los respectivos ejes intermedio y lateral, se sitúan por encima y por debajo del pasador de rotación de las respectivas ruedas delanteras y no completamente sobre éste, como ocurre en las soluciones de la técnica anterior. De esta forma, con respecto al eje de extensión principal de cada montante, cada pasador de rotación de la rueda delantera queda comprendido entre las bisagras intermedias y laterales respectivamente del travesaño superior e inferior del cuadrilátero articulado. Esto implica que la rigidez de la conexión entre cada rueda y el cuadrilátero articulado, que comprende la suspensión, es de un orden de magnitud más rígido que el que ocurre en las soluciones de la técnica anterior antes mencionadas, ayudando a hacer más remota la posibilidad de que una resonancia alterna de las ruedas delanteras pueda ocurrir debido a las fuerzas de frenado o un impacto asimétrico. En consecuencia, la presente invención ayuda en general a proporcionar un vehículo ligero pero también seguro, preciso y que transmite al conductor una sensación de seguridad en el avantrén, ya que no transmite al usuario vibraciones o temblores en el manillar.
Por tanto, el vehículo automóvil que comprende un avantrén de acuerdo con la presente invención es capaz de garantizar no solo alta estabilidad, superior a la de un vehículo automóvil de dos ruedas, gracias a la presencia de dos ruedas delanteras emparejadas, sino también un manejo y una facilidad de inclinación notables, propios de un vehículo a motor de sólo dos ruedas.
Un experto en la materia puede realizar numerosas modificaciones y variaciones a las soluciones descritas anteriormente para satisfacer requisitos eventuales y específicos permaneciendo dentro del ámbito de protección de la invención tal como se define en las siguientes reivindicaciones.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Avantrén de vehículo automóvil (8) que comprende
- un bastidor de avantrén (16),
- un par de ruedas delanteras izquierda y derecha (10', 10") conectadas cinemáticamente al bastidor de avantrén (16) por medio de un cuadrilátero articulado (20),
- comprendiendo dicho cuadrilátero articulado (20) un par de travesaños (24', 24"), abisagrados al bastidor de avantrén (16) en correspondencia con bisagras intermedias (28),
- estando conectados entre sí dichos travesaños (24', 24"), en correspondencia con extremos transversales opuestos (40, 44), por medio de montantes izquierdo y derecho (48', 48") pivotados a dichos extremos transversales (40, 44) en correspondencia con bisagras laterales (52),
- definiendo los travesaños (24', 24”) y los montantes (48', 48”) dicho cuadrilátero articulado (20),
- donde cada uno de los montantes (48', 48") guía y soporta una mangueta (56) de una rueda delantera (10', 10"), extendiéndose cada montante (48', 48") desde un extremo superior (60) a un extremo inferior (64), - donde los montantes izquierdo y derecho (48', 48'') soportan de forma giratoria las ruedas delanteras izquierda y derecha (10', 10"), respectivamente, alrededor de los respectivos ejes de dirección (S'-S', S"-S") paralelos entre sí,
- donde cada mangueta (56) está conectada mecánicamente a un pasador de rotación (68) de la respectiva rueda delantera (10', 10") para soportar de forma giratoria la respectiva rueda delantera (10', 10") alrededor de un relacionado eje de rotación (R-R),
el avantrén (8) comprende, en correspondencia con cada mangueta (56), un tirante de dirección (70) conectado mecánicamente a la mangueta relacionada (56) para permitir la dirección de la mangueta relacionada (56) y la relacionada rueda delantera (10', 10'') sobre el respectivo eje de dirección (S'-S', S" -S"),
extendiéndose cada tirante de dirección (70) desde un primer extremo de anclaje (72) hasta un segundo extremo de anclaje (74),
caracterizado porque cada tirante de dirección (70) puede rotar alrededor del respectivo eje de dirección (S'-S', S"-S"), donde el primer extremo de anclaje (72) está conectado al extremo superior (60) del respectivo montante (48', 48") y el segundo extremo de anclaje (74) está conectado a la respectiva mangueta (56), siendo dicho segundo extremo de anclaje (74) móvil respecto al primer extremo de anclaje (72) al menos con respecto a una dirección de resorte o rebote (B-B), paralela a los respectivos ejes de dirección (S'-S', S"-S"), para seguir a la respectiva mangueta (56) en un movimiento de rebote paralelo a la dirección de rebote (B-B).
2. Avantrén (8) de vehículo automóvil de acuerdo con la reivindicación 1, donde cada tirante de dirección (70) está conectado mecánicamente a al menos una barra de control (76), conectada operativamente a un manillar del avantrén (8).
3. Avantrén (8) de vehículo automóvil de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, donde los tirantes de dirección (70) de las manguetas (56) están conectados a una misma barra de control (76), conectada operativamente a un manillar del avantrén (8).
4. Avantrén (8) de vehículo automóvil de acuerdo con la reivindicación 1, 2 o 3, donde cada tirante de dirección (70) está conformado para transmitir par de rotación a la respectiva mangueta (56), para permitir la rotación de la respectiva mangueta (56) alrededor del respectivo eje de dirección (S'-S', S"-S").
5. Avantrén (8) de vehículo automóvil de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde cada tirante de dirección (70) comprende un par de barras de conexión (78, 80), abisagradas al avantrén (8) con bisagras de anclaje (82) dispuestas en correspondencia con los primer y segundo extremos de anclaje (72, 74), y abisagrados respectivamente entre sí en un punto intermedio (84), para permitir un movimiento de rotación mutua de las barras de conexión (78, 80), cambiando una distancia entre dichos primer y segundo extremos de anclaje (72, 74) en función del movimiento de rebote de cada mangueta (56); y donde las bisagras de anclaje (82) y la bisagra en el punto intermedio (84) definen ejes de bisagra paralelos entre sí.
6. Avantrén de vehículo automóvil (8) de acuerdo con la reivindicación 5, donde entre las barras de conexión (78, 80) se interpone una suspensión que comprende al menos un resorte (86) y/o un amortiguador (88), para influir en el movimiento de rebote de la mangueta asociada (56).
7. Avantrén (8) de vehículo automóvil de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde cada tirante de dirección (70) comprende una barra telescópica (90) fijada en correspondencia con los primer y segundo extremos de anclaje (72, 74) de manera que permite un movimiento de traslación de la barra telescópica (90), cambiando la distancia entre dichos primer y segundo extremos de anclaje (72, 74) en función del movimiento de rebote de cada mangueta (56), y donde dicha barra telescópica (90) comprende un vástago (92) y una envoltura (94) que aloja al menos parcialmente dicho vástago (92) y es guiada por el vástago (92) en movimiento de traslación paralelo a la dirección de rebote (B-B), y donde se asocia a la barra telescópica (90) una suspensión que comprende al menos un resorte (86) y/o un amortiguador (88), para influir en el movimiento de rebote de la mangueta asociada (56).
8. Avantrén (8) de vehículo automóvil de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que cada tirante de dirección (70) comprende un muelle de lámina (96) fijado en correspondencia con los primer y segundo extremos de anclaje (72, 74) de manera que permite un movimiento de traslación de una barra telescópica (90), cambiando la distancia entre dichos primer y segundo extremos de anclaje (72, 74) en función del movimiento de rebote de cada mangueta (56), y donde dicho muelle de lámina (96) realiza la suspensión de la respectiva mangueta (56) con respecto al cuadrilátero articulado (20) del avantrén (8), y en donde dicho muelle de lámina (96) tiene en general forma de "C".
9. Avantrén (8) de vehículo automóvil de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde cada pasador de rotación (68) de la respectiva rueda delantera (10', 10") está:
- comprendido entre el extremo superior (60) y el extremo inferior (64) del montante correspondiente (48', 48") del cuadrilátero articulado (20), o
- comprendido entre bisagras laterales (52) adyacentes de los travesaños (24', 24'') del cuadrilátero articulado (20).
10. Avantrén (8) de vehículo automóvil de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el avantrén (8) comprende al menos un soporte (98), conectado a la respectiva mangueta (56) de la respectiva rueda delantera (10', 10") y el respectivo tirante de dirección (70), para controlar la rotación de la respectiva mangueta (56) alrededor del respectivo eje de dirección (S'-S', S"-S") de la respectiva rueda delantera (10', 10") y donde dicho soporte (98) está adaptado para soportar medios de frenado (100) de la respectiva rueda delantera (10', 10"); y
donde dicho soporte (98) se extiende a horcajadas sobre el correspondiente montante (48',48 ") del lado del extremo inferior (64) del correspondiente montante (48', 48").
11. Avantrén (8) de vehículo automóvil de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde entre cada mangueta (56) y el respectivo montante (48', 48") están dispuestos medios de suspensión de la respectiva rueda delantera (10', 10"), donde dichos medios de suspensión comprenden un resorte (86) y/o un amortiguador (88), y donde cada montante (48', 48") es hueco para alojar internamente, al menos parcialmente, dichos medios de suspensión de la respectiva rueda delantera (10', 10").
12. Avantrén (8) de vehículo automóvil de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde cada rueda delantera (10', 10") comprende una llanta (106) que soporta un neumático (108) y que está soportada de forma giratoria por la mangueta (56) relacionada, donde la mangueta (56) relacionada y el respectivo tirante de dirección (70) se alojan al menos parcialmente en un volumen delimitado por dicha llanta (106), y donde la mangueta (56) relacionada, el respectivo tirante de dirección (70) y el respectivo montante (48', 48") se alojan íntegramente en dicho volumen delimitado por la llanta (106).
13. Avantrén (8) de vehículo automóvil de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde las bisagras intermedias y laterales (28, 52) son paralelas entre sí y están orientadas de manera que, con respecto a un plano de proyección (P) que pasa por dichas bisagras intermedias (28), los ejes de dirección (S'-S', S"-S") identifican, con los ejes de la bisagra intermedia (W-W) y la bisagra lateral (Z-Z), un ángulo (a), dicho ángulo (a ) siendo de entre 80 y 120 grados y, preferentemente, dicho ángulo (a) es de entre 90 y 110 grados.
14. Avantrén (8) de vehículo automóvil de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los ejes de dirección (S'-S', S''-S''), con respecto a un plano de proyección (P) que pasa por dichas bisagras intermedias (28 ), están inclinados por un ángulo de dirección (p) de entre 5 y 20 grados, y preferentemente entre 8 y 16 grados, con respecto a una dirección vertical (N-N), perpendicular al suelo.
15. Vehículo automóvil (4) con rueda motriz en el eje trasero (12) y un avantrén (8) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.
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