ES2963607T3

ES2963607T3 - Un vehículo a motor con una suspensión que usa una articulación de cuatro barras de Roberts

Info

Publication number: ES2963607T3
Application number: ES20768119T
Authority: ES
Inventors: Andrea Raffaelli
Original assignee: Piaggio and C SpA
Current assignee: Piaggio and C SpA
Priority date: 2019-09-09
Filing date: 2020-09-04
Publication date: 2024-04-01
Anticipated expiration: 2040-09-04
Also published as: EP4028316A1; CN114364603B; TW202112602A; IT201900015911A1; EP4028316C0; EP4028316B1; US20220396332A1; JP2022547175A; WO2021048717A1; CN114364603A

Abstract

El vehículo de motor con silla de montar (1; 107; 207) comprende una rueda motriz trasera (5; 105; 205) y una rueda direccional delantera (7; 107; 207). El volante delantero (7; 107; 207X, 207Y) está conectado a un brazo giratorio (9; 109; 209X, 209Y) provisto de un movimiento giratorio alrededor de un eje de dirección (AA). Un soporte de rueda (37; 137) está conectado al brazo giratorio (9; 109; 209) con la interposición de una suspensión (17; 117; 217X, 217Y) que comprende un amortiguador (22; 122). La suspensión (17; 117) comprende un varillaje de cuatro barras Roberts. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Un vehículo a motor con una suspensión que usa una articulación de cuatro barras de Roberts

Campo técnico

La invención se refiere a mejoras a vehículos de montar en sillín de dos, tres o cuatro ruedas. Más específicamente, la invención se refiere a mejoras a la suspensión delantera de un vehículo a motor en sillín de tipo basculante, con una o dos ruedas motrices traseras y una o dos ruedas directrices delanteras, tal como, por ejemplo, motocicletas de dos o tres ruedas, escúteres de dos o tres ruedas, cuatriciclos o similares.

Estado de la técnica

Los vehículos de montar en sillín de dos, tres o cuatro ruedas tienen típicamente una o dos ruedas motrices traseras, conectadas al marco del vehículo a motor por medio de su propia suspensión trasera, y una o dos ruedas directrices delanteras, conectadas a un manillar y provistas de las suspensiones delanteras respectivas. Las suspensiones conectan la llamada masa suspendida a la llamada masa no suspendida del vehículo a motor y permiten un movimiento relativo entre la masa suspendida y no suspendida. Las suspensiones son habitualmente suspensiones amortiguadoras de choques y comprenden un amortiguador de choques respectivo, que a su vez comprende un miembro elástico, típicamente un muelle, y un freno o amortiguador. Las suspensiones también incluyen miembros mecánicos que conectan la masa suspendida a la masa no suspendida con la posibilidad de un movimiento relativo entre estas, de modo que no se transmiten los choques transmitidos por la rugosidad o irregularidad del suelo a las ruedas, o se transmiten, de una manera amortiguada, al chasis del vehículo.

En los vehículos de montar en sillín, tales como motocicletas, escúteres, cuatriciclos o similares, la suspensión de las ruedas directrices delanteras permite el movimiento relativo entre el manillar y la columna de dirección en un lado y la rueda o ruedas directrices delanteras en el otro. Algunas suspensiones de las ruedas directrices delanteras de los vehículos de montar en sillín usan horquillas telescópicas con miembros que se deslizan uno dentro del otro para permitir el movimiento relativo antes mencionado. Las horquillas telescópicas usan pares cilíndricos, que tienen miembros en una relación de deslizamiento mutuo; por lo tanto, estas horquillas tienen algunos inconvenientes típicos de este tipo de movimiento relativo. Por otra parte, otros tipos de suspensiones usan pares de revolución, que tienen miembros en una relación de rotación mutua. En este caso, una articulación de cuatro barras cuadrilátera, típicamente un paralelogramo articulado, está interpuesta entre la masa suspendida y la masa no suspendida, que se deforma para permitir el movimiento de suspensión entre la masa suspendida (chasis del vehículo y miembros conectados al mismo) y la masa no suspendida (rueda, frenos). Los pares de revolución están representados por las bisagras que unen los componentes de la articulación de cuatro barras.

Las suspensiones que usan mecanismos cinemáticos con pares de revolución para la conexión entre la masa suspendida y la masa no suspendida, tal como el documento WO2012/010784, que divulga las características del preámbulo de la reivindicación 1, tienen las ventajas de los pares de revolución con respecto a los pares prismáticos y cilíndricos, pero no permiten un movimiento rectilíneo del eje de la rueda directriz delantera. De hecho, en el movimiento de suspensión, cuando la suspensión se contrae y se extiende, por ejemplo, debido a un suelo irregular, o durante el frenado debido a las fuerzas dinámicas que se generan sobre el marco y que se descargan hacia las ruedas por medio de la suspensión, el árbol de la rueda realiza un movimiento no rectilíneo con el consecuente movimiento deslizante transversal de la rueda en el suelo, que, por ejemplo, puede desencadenar problemas de salto.

Por lo tanto, sería beneficioso proporcionar una suspensión para la ruedas directrices delanteras de los vehículos a motor de montar en sillín, con dos o más ruedas, que permita combinar las ventajas de una suspensión con horquillas telescópicas con las ventajas de suspensiones que usan mecanismos cinemáticos con pares de revolución.

Sumario de la invención

De acuerdo con un aspecto, en la presente memoria se divulga un vehículo a motor de montar en sillín con al menos una rueda motriz trasera y al menos una primera rueda directriz delantera, que está conectada a un brazo giratorio provisto de un movimiento rotativo alrededor de un eje de dirección. Un soporte de rueda está conectado al brazo giratorio con la interposición de una suspensión que conecta el soporte de rueda y la rueda montada en el mismo al brazo giratorio. La suspensión incluye un amortiguador de choques. El soporte de rueda sostiene la rueda directriz delantera y define un eje de rotación de dicha rueda. Por ejemplo, un árbol de montaje de la rueda puede estar fijado al soporte de rueda, o el soporte de rueda puede tener un cojinete que sostiene el árbol de rueda. De manera característica, la suspensión comprende una articulación de cuatro barras de Roberts, o mecanismo de Roberts.

En las formas de realización descritas en la presente memoria, la articulación de cuatro barras de Roberts comprende un primer cigüeñal abisagrado con una primera bisagra al brazo giratorio y con una segunda bisagra a una biela de la articulación de cuatro barras de Roberts. La articulación de cuatro barras de Roberts comprende además un segundo cigüeñal abisagrado con una primera bisagra al brazo giratorio y con una segunda bisagra a la biela. El soporte de rueda está restringido en un punto restrictivo de un apéndice de la biela, que se extiende entre el primer cigüeñal y el segundo cigüeñal y permanece entre el primer cigüeñal y el segundo cigüeñal durante un movimiento de suspensión de la suspensión.

En algunas formas de realización divulgadas en la presente memoria, el soporte de rueda está restringido a la biela de la articulación de cuatro barras de Roberts, y más particularmente a su biela, de modo que el eje de rotación de la rueda directriz delantera está paralelo a los ejes de la primera bisagra y de la segunda bisagra del primer cigüeñal y del segundo cigüeñal.

En las formas de realización de este tipo, el primer cigüeñal y el segundo cigüeñal se pueden extender desde las primeras bisagras respectivas, y por lo tanto desde el brazo giratorio, en una dirección hacia la parte trasera del vehículo a motor, de modo que la biela está detrás del brazo giratorio con respecto a la dirección hacia adelante del vehículo a motor. El apéndice de la biela se extiende desde un extremo proximal, de manera integral con el cuerpo principal de la biela, hacia un extremo distal, desde el cuerpo principal de la biela hacia adelante, hacia el brazo giratorio. El cuerpo principal de la biela forma las segundas bisagras respectivas para restringir el primer cigüeñal y el segundo cigüeñal.

El soporte de rueda puede estar conectado rígidamente al apéndice de la biela de la articulación de cuatro barras de Roberts para formar un asiento para un cojinete de soporte de la rueda directriz delantera. El asiento puede estar formado por un asiento anular, en el que el cojinete está insertado, dentro del cual, a su vez, está sostenido un árbol de rotación de la rueda directriz delantera. En otras formas de realización, el asiento puede consistir en un árbol fijado rígidamente al soporte de rueda, y en el que está montado el cojinete de soporte de la rueda directriz delantera.

En algunas formas de realización, los ejes de las bisagras de la articulación de cuatro barras de Roberts están paralelos al eje de rotación de la rueda directriz delantera. En este caso, los elementos movibles de la articulación de cuatro barras de Roberts se mueven en paralelo a un plano ortogonal al eje de rotación de la rueda directriz delantera.

En otras formas de realización, los ejes de las bisagras de la articulación de cuatro barras de Roberts están paralelos entre sí y ortogonales a un plano que contiene el eje de rotación de la rueda directriz delantera. En este caso, los elementos movibles de la articulación de cuatro barras de Roberts se mueven en paralelo a un plano que contiene el eje de rotación de la rueda directriz delantera y está orientado en la dirección derecha-izquierda del vehículo a motor.

En este caso, las primeras bisagras con las que los cigüeñales de la articulación de cuatro barras de Roberts están conectados al brazo giratorio pueden estar posicionadas en un lado del brazo giratorio, por ejemplo en el lado que mira a la rueda directriz delantera. Por el contrario, las segundas bisagras con las que los cigüeñales de la articulación de cuatro barras de Roberts están conectados a la biela pueden estar colocadas en el lado opuesto del brazo giratorio, por ejemplo en el lado opuesto con respecto a la rueda directriz delantera. El apéndice de la biela se extiende de un lado del brazo giratorio al otro.

En las formas de realización divulgadas en la presente memoria, el soporte de rueda está abisagrado al apéndice de la biela alrededor de un eje sustancialmente paralelo a los ejes de la primera bisagra y de la segunda bisagra del primer cigüeñal y del segundo cigüeñal.

El soporte de rueda puede sostener la rueda directriz delantera en una posición tal que el eje de rotación de la rueda directriz delantera está ortogonal al eje alrededor del cual el soporte de rueda está abisagrado a la biela.

El amortiguador de choques de la suspensión generalmente puede estar conectado entre dos puntos de la suspensión, que se mueven uno en relación con el otro debido al movimiento de suspensión de la suspensión. Por ejemplo, el amortiguador de choques puede estar conectado en un lado al brazo giratorio y en el otro al primer cigüeñal, o al segundo cigüeñal, o a la biela de la articulación de cuatro barras de Roberts.

De acuerdo con otro aspecto, se proporciona un vehículo a motor de montar en sillín con al menos una rueda motriz trasera y al menos una primera rueda directriz delantera, que está conectada, por medio de una suspensión, a un brazo giratorio provisto de un movimiento rotativo alrededor de un eje de dirección, en donde:

un soporte de rueda está conectado al brazo giratorio con la interposición de la suspensión, que sostiene la rueda directriz delantera y define el eje de rotación de dicha rueda;

la suspensión comprende: una articulación de cuatro barras que tiene: un primer cigüeñal con un primer extremo abisagrado al brazo giratorio y un segundo extremo abisagrado a una biela;

un segundo cigüeñal con un primer extremo abisagrado al brazo giratorio y un segundo extremo abisagrado a la biela; el soporte de rueda está restringido a un punto restrictivo de la biela; y

la articulación de cuatro barras está configurada de una manera tal que, durante la deformación de la articulación de cuatro barras por el efecto del movimiento de suspensión de la suspensión, el punto restrictivo realiza una trayectoria aproximadamente rectilínea.

Breve descripción de los dibujos

La invención se comprenderá mejor mediante la descripción siguiente y los dibujos adjuntos, que ilustran formas de realización de ejemplo y no limitantes de la invención. Más particularmente, en los dibujos:

la Fig. 1 muestra una vista axonométrica con piezas eliminadas de un vehículo a motor de dos ruedas con una suspensión delantera, de acuerdo con una forma de realización;

la Fig. 2 muestra una vista frontal del vehículo a motor de la Fig. 1, de acuerdo con la línea M-M de la Fig. 3;

la Fig. 3 muestra una vista lateral de acuerdo con MI-MI de la Fig. 2;

las Fig. 4 y 4B muestran una vista lateral ampliada de la suspensión de las Fig. de 1 a 3 en una posición extendida y en una posición restringida, respectivamente;

la Fig. 4C muestra una vista en despiece de la suspensión de las Fig. 1, 2, 3, 4A, 4B;

la Fig. 5 muestra una vista frontal de acuerdo con la línea V-V de las Fig. 4A y 4B;

las Fig. 6A y 6B muestran dos vistas axonométricas de la suspensión de las Fig. de 1 a 5;

la Fig. 6C muestra un diagrama de resumen del funcionamiento de la suspensión con la articulación de cuatro barras de Roberts, de acuerdo con las Fig. de 1 a 6B;

la Fig. 7 muestra una vista lateral, similar a la Fig. 4A, de una forma de realización adicional de una suspensión delantera;

la Fig. 8 muestra una vista en despiece de la suspensión de la Fig. 7;

la Fig. 9 muestra una vista lateral, de acuerdo con la línea IX-XI de la Fig. 10, de una rueda directriz delantera y la columna de dirección relativa, con una suspensión según una forma de realización, configurada para el uso en un vehículo a motor como un escúter;

la Fig. 10 muestra una vista frontal de acuerdo con la línea X-X de la Fig. 9;

la Fig. 11 muestra una vista axonométrica de la rueda directriz delantera y la suspensión relativa de las Fig. 9 y 10 en una vista axonométrica;

las Fig. 12, 13 y 14 muestran vistas similares a las Fig. 9, 10 y 11, con piezas eliminadas;

la Fig. 15 muestra una vista en despiece de la suspensión y de la rueda directriz delantera en la forma de realización de las Fig. de 9 a 14;

la Fig. 16 muestra una vista lateral, de acuerdo con la línea XVIXVI de la Fig. 17, de una forma de realización adicional de una suspensión de la rueda directriz delantera;

la Fig. 17 muestra una vista frontal de acuerdo con XVII-XVII de la Fig. 16;

las Fig. 18 y 19 muestran vistas axonométricas de acuerdo con diferentes ángulos de la suspensión y de la rueda directriz delantera relativa en la forma de realización de las Fig. 16 y 17;

la Fig. 20 muestra una vista en despiece de la suspensión de las Fig. de 16 a 19;

la Fig. 21 muestra una vista axonométrica de un vehículo a motor de tres ruedas con suspensiones de las dos ruedas directrices delanteras, de acuerdo con una forma de realización;

la Fig. 22 muestra una vista frontal, de acuerdo con la línea XXIIXXII de la Fig. 23, del vehículo a motor de la Fig. 21; y

la Fig. 23 muestra una vista lateral a lo largo de la línea XXIII-XXIII de la Fig. 22.

Descripción detallada de las formas de realización

Las Fig. 1, 2, 3, 4A, 4B, 4C, 5, 6A, 6B y 6C ilustran un vehículo a motor de dos ruedas con una suspensión con articulación de cuatro barras de Roberts, es decir, que comprende un mecanismo de Roberts, en una primera forma de realización del mismo.

El vehículo a motor 1 se ilustra brevemente en las Fig. 1, 2 y 3. En estas vistas, se han eliminado u omitido piezas del vehículo a motor, que no son necesarias para comprender la estructura y funcionamiento de la suspensión. El vehículo a motor 1 comprende un marco 3, una rueda motriz trasera 5 y una rueda directriz delantera 7. Las ruedas 5 y 7 están conectadas al marco 3 por medio de suspensiones. La suspensión trasera, que conecta la rueda motriz 5 al marco, no se ilustra y se puede configurar de cualquier manera conocida. La suspensión delantera, que conecta la rueda directriz delantera 7 al marco 3, se describirá en detalle a continuación.

La rueda directriz delantera 7 está conectada a un brazo giratorio 9. Este último está conectado rígidamente a una columna de dirección 11 alojada de manera giratoria en un tubo de dirección 13 y operable por medio de un manillar 15 para girar alrededor de un eje de dirección A-A. La rotación del brazo giratorio 9 alrededor del eje A-A permite la dirección del vehículo 1.

La rueda directriz delantera 7 está conectada al brazo giratorio 9 por medio de una suspensión indicada genéricamente con 17, que permite el movimiento de suspensión del marco 3, que incluye el tubo de dirección 13, así como también la columna de dirección 11, el manillar 15 y el brazo giratorio 9 con respecto a la rueda directriz delantera 7. La suspensión 17 es una suspensión amortiguadora de choques, que comprende: un mecanismo de articulación entre la rueda directriz delantera 7 y el brazo giratorio 9; y un amortiguador de choques. Este último comprende, a su vez, un elemento elástico y un freno o amortiguador. En la forma de realización ilustrada, el amortiguador de choques se indica con 22, el elemento elástico con 21 y el freno o amortiguador con 19. Este último está alojado coaxialmente dentro del elemento elástico 21, como un muelle helicoidal.

La rueda directriz delantera 7 está sostenida por la suspensión 17 para girar alrededor de su propio eje de rotación B-B.

El número de referencia 23 indica un disco de un freno delantero del vehículo a motor 1. El freno comprende además un calibre 25 que puede estar sostenido por la suspensión 17 de la manera descrita a continuación.

La suspensión 17 comprende componentes conectados entre sí por medio de pares de revolución, es decir, componentes que se mueven uno en relación con el otro de acuerdo con un solo grado de libertad, representado por un movimiento de rotación alrededor de un eje de bisagra respectivo. Por lo tanto, la suspensión está exenta de elementos provistos de un movimiento de traslación recíproco.

De manera ventajosa, el sistema cinemático con pares de revolución que conecta la rueda directriz delantera 7 al brazo giratorio 9 comprende la llamada articulación de cuatro barras de Roberts, o mecanismo de Roberts. Esta última comprende, además del brazo giratorio 9, un primer cigüeñal 31 y un segundo cigüeñal 33. Los dos cigüeñales 31 y 33 están abisagrados al brazo giratorio 9 y a una biela 35, que también forma parte de la articulación de cuatro barras de Roberts.

Más específicamente, el primer cigüeñal 31 está abisagrado por medio de una primera bisagra 31A al brazo giratorio 9 y por medio de una segunda bisagra 31B a la biela 35. A su vez, el segundo cigüeñal 33 está abisagrado por medio de una primera bisagra 33A al brazo giratorio 9 y por medio de una segunda bisagra 33B a la biela 35. Las bisagras 31A, 31B, 33A, 33B constituyen los pares de revolución de la articulación de cuatro barras de Roberts.

Los cigüeñales 31 y 33 son aproximadamente de igual longitud y más largos que la biela 35. La longitud de los componentes 31, 33, 35 se pretende como la distancia entre los ejes de las bisagras respectivas. Por lo tanto, por ejemplo, la longitud del primer cigüeñal 31 es proporcionada por la distancia entre los ejes de las bisagras 31A y 31b , la longitud del segundo cigüeñal 33 es proporcionada por la distancia entre los ejes de las bisagras 33A y 33B, y la longitud de la biela 35 es proporcionada por la distancia entre los ejes de las bisagras 31B y 33B.

La biela 35 tiene un apéndice 36, que se extiende ortogonalmente al cuerpo principal de la biela 35, en una posición intermedia y aproximadamente central con respecto a las bisagras 31B y 33B, de modo que la biela 35 con su propio apéndice 36 adopta una forma de T El apéndice tiene una longitud sustancialmente mayor que el cuerpo principal de la biela 35 (pretendida como la distancia entre las bisagras 31B y 33B) a partir de la cual se extiende y está dispuesta entre los dos cigüeñales 31 y 33, como es visible, en particular, en las Fig. 4A y 4B.

Como es visible, en particular, de la vista en despiece de la Fig. 4C, en la forma de realización ilustrada, el apéndice 36 no es rectilíneo, pero tiene una forma curvada y su extremo distal, es decir, el extremo opuesto del cuerpo de la biela 35 a partir de la cual se extiende, mira hacia arriba.

El apéndice 36 de la biela 35 define una conexión entre la biela 35 y la rueda directriz delantera 7. Más particularmente, en la forma de realización ilustrada, el apéndice 36 forma un asiento para un cojinete de soporte de un árbol integral con la rueda directriz delantera 7 o un árbol en el que la rueda directriz delantera 7 puede estar sostenida al ralentí. En general, el apéndice 36 forma un soporte de rueda 37, que en el ejemplo ilustrado comprende un asiento para un cojinete de soporte de la rueda directriz delantera 7. En la práctica, el soporte de rueda 37 define el eje de rotación B-B de la rueda directriz delantera y mantiene dicho eje en una posición intermedia entre los ejes de las bisagras 31A y 33A, y por lo tanto entre los cigüeñales 31 y 33, así como también ortogonal a la biela 35.

En las formas de realización, la longitud de los cigüeñales 31 y 33 y del apéndice 36 de la biela 35 son de modo tal que la distancia entre la bisagra 31B y el eje de rotación B-B de la rueda directriz delantera 7 sostenida por el apéndice 36 es igual a la distancia entre la bisagra 33B y el eje B-B, y dicha distancia es igual a la longitud de los cigüeñales 31 y 33. Asimismo, la distancia entre las bisagras 31A y 33A es igual a dos veces la distancia entre las bisagras 31B y 33B.

En la forma de realización de las Fig. de 1 a 6B, el calibre 25 del freno de discos 23, 25 está fijado rígidamente al soporte de rueda 37, como se puede ver, en particular, en la vista en despiece de la Fig. 4C.

En la forma de realización de las Fig. de 1 a 6B, el amortiguador de choques 22 está abisagrado a la biela 35. Más particularmente, el amortiguador de choques 22 está abisagrado en un extremo 22A al brazo giratorio 9 y en un extremo 22B al apéndice 36 de la biela 35. Las restricciones entre el amortiguador de choques 22 y el brazo giratorio 9 en un lado, así como también entre el amortiguador de choques y el apéndice 36 de la biela 35 en el otro pueden consistir en bisagras esféricas.

Como se puede comprender fácilmente de las Fig. 4A, 4B, que muestran una posición extendida y una posición contraída de la suspensión 17 y del amortiguador de choques 22, el movimiento de suspensión de la rueda directriz delantera 7 es permitido por un movimiento de deformación de la articulación de cuatro barras de Roberts y, más particularmente, por un movimiento pivotante de los cigüeñales 31, 33 alrededor de los ejes 31A, 33A, por medio de los cuales los cigüeñales están abisagrados al brazo giratorio 9, tal como un movimiento pivotante correspondiente a un movimiento de roto-traslación de la biela 35 y de compresión/extensión del amortiguador de choques 22.

Debido a las propiedades de la articulación de cuatro barras de Roberts, al menos dentro de un cierto ángulo del movimiento pivotante de los cigüeñales 31, 33, el centro del soporte de rueda 37, que está ubicado en el apéndice 36 de la biela 35 y que coincide con el eje de rotación B-B de la rueda directriz delantera 7, se mueve por una trayectoria sustancialmente rectilínea. Los elementos que forman la articulación de cuatro barras de Roberts están montados de una manera tal que la trayectoria del eje de rotación B-B de la rueda directriz delantera 7 es aproximadamente rectilínea para toda la carrera desde la posición de extensión máxima hasta la posición de contracción máxima de la suspensión 17. Una suspensión se obtiene así sin piezas deslizantes, pero solo con pares de revolución, en donde el eje de la rueda directriz delantera se mueve con un movimiento sustancialmente rectilíneo durante el movimiento de suspensión de la suspensión.

La Fig. 6C muestra esta propiedad esquemáticamente, con referencia a una esquematización de la suspensión 17. Los números iguales indican elementos esquemáticos que corresponden a los componentes de la suspensión de las Fig. de 1 a 6B. El diagrama de la Fig. 6C muestra tres posiciones diferentes de la suspensión: por la mitad, en la posición (a); completamente extendida, en la posición (b) y totalmente comprimida, en la posición (c).

En el presente contexto, la expresión «más o menos rectilínea», «sustancialmente rectilínea» o «aproximadamente rectilínea» significa una trayectoria que se desvía de una trayectoria perfectamente rectilínea en una extensión de menos de 2 mm y preferentemente de menos de 1 mm, en el rango de uso de la suspensión, es decir, en cualquier posición adoptada por la articulación de cuatro barras de Roberts durante el uso normal del vehículo a motor.

La forma de realización descrita con referencia a las Fig. de 1 a 6B puede ser susceptible de múltiples variaciones. Por ejemplo, el extremo 22B del amortiguador de choques 22 puede estar conectado a uno de los dos cigüeñales 31, 33, en vez de la biela 35.

Como se describió previamente, y como es visible, en particular, en la Fig. 4C, el calibre 25 del freno de discos 23, 25 puede estar restringido de manera rígida a la biela 35 y más precisamente al apéndice 36 de la misma. Este caso, el calibre 25 gira, de manera integral con la biela 35 y su apéndice 36, alrededor del eje de rotación B-B de la rueda directriz delantera 7. Esto puede tener un efecto significante a favor del picado o en contra del picado, debido al hecho de que el centro de rotación instantánea de la biela 35 está ubicado cerca del punto de contacto de la rueda directriz delantera 7 con el suelo. Este centro de rotación instantánea está definido por la intersección de la extensión de los dos segmentos rectilíneos que conectan las bisagras 31A, 31B y 33A, 33B, respectivamente. Este efecto a favor del picado o en contra del picado puede ser indeseable.

Con el fin de evitar o reducir el efecto a favor del picado o en contra del picado de la suspensión durante el frenado, en algunas formas de realización, se puede proporcionar que el calibre 25 esté conectado rígidamente a un miembro que está montado de manera coaxial a la rueda directriz delantera 7 y, por lo tanto, a la biela 35, pero no de manera integral con esta última, y cuyo centro de rotación instantánea es más distante.

Una forma de realización de este tipo se muestra en las Fig. 7 y 8, en las que los números iguales indican piezas iguales o equivalentes a las ya descritas con referencia a las Fig. de 1 a 6B, y que no se describirán de nuevo. La vista en despiece de la Fig. 8 muestra, en particular, el elemento de soporte del calibre 25 del freno de discos. El miembro de soporte se indica con 45. Puede tener un agujero en el que está alojado un cojinete 47 en el que está insertado el árbol de la rueda directriz delantera 7, o una extensión de dicho árbol. El extremo distal del apéndice 36 de la biela 35 también está abisagrado en el cojinete 47.

El miembro 45 puede estar conectado rígidamente a un extremo 22B del amortiguador de choques 22 (véase en particular la Fig. 8). La restricción de enclavamiento entre el amortiguador de choques 22 y el miembro 45 retiene el calibre 25 contra la rotación alrededor del eje B-B durante el frenado. Puesto que la biela 35 y el miembro de soporte 45 del calibre 25 están al ralentí uno con respecto al otro, la biela 35 y el miembro 45 pueden girar libremente uno con respecto al otro alrededor del eje de rotación B-B. El efecto a favor del picado o en contra del picado es muy limitado o insignificante, puesto que el miembro al cual el calibre está conectado rígidamente en este caso consiste en el amortiguador de choques 22, cuyo centro de rotación instantánea está colocado muy lejos, casi en el infinito.

Las suspensiones descritas anteriormente se pueden usar en vehículos a motor de montar en sillín como motocicletas, como se ilustran esquemáticamente en las Fig. 1, 2 y 3, pero también se pueden adaptar al uso en otros tipos de vehículos a motor de montar en sillín. Las Fig. de 9 a 15 ilustran, a modo de ejemplo, un extremo delantero de un escúter, que tiene una suspensión con articulación de cuatro barras de Roberts para la rueda directriz delantera 7, configurada como se describe anteriormente. En las Fig. de 9 a 15, los números iguales indican piezas iguales o equivalentes a las descritas con referencia a las Fig. de 1 a 8.

Las Fig. 9, 10 y 11 muestran el extremo delantero total con el guardabarros 6 delantero, omitido en las Fig. 12, 13 y 14. La Fig. 15 muestra la rueda directriz delantera 7 con los componentes de la suspensión 17 en una vista en despiece.

La articulación de cuatro barras de Roberts comprende además, en este caso, un primer y un segundo cigüeñales 31, 33 abisagrados al brazo giratorio 9 en las bisagras 31A y 31B. La articulación de cuatro barras de Roberts comprende además una biela 35 abisagrada en 31B y 33B a los cigüeñales 31, 33. La biela 35 comprende un apéndice 36 al cual el calibre del freno de discos es integral, el disco del que se indica con 23.

El apéndice 36 de la biela 35 forma un asiento 37 para el árbol 7A (Fig. 15) de la rueda directriz delantera 7.

En la forma de realización ilustrada, el amortiguador de choques 22 está fijado en la parte superior en 22A al cigüeñal 31 y en la parte inferior en 22B al apéndice 36 de la biela 35. Como ya se mencionó con referencia a las formas de realización descritas anteriormente, no se excluye que el amortiguador de choques 22 está fijado a dos puntos diferentes de la suspensión 17, movibles uno con respecto al otro en el movimiento de suspensión, por ejemplo al brazo giratorio 9 y a uno de los elementos 31, 33, 35, o a la biela 35 y al cigüeñal 33.

Como se puede ver en el dibujo, la disposición de los cigüeñales 31, 33 y de la biela 35 con respecto al brazo giratorio 9 es diferente en el caso de las Fig. de 1 a 8 con respecto a las Fig. de 9 a 15. En las primeras formas de realización, la articulación de cuatro barras de Roberts se extiende desde el brazo giratorio 9 hacia atrás, mientras que en la forma de realización de las Fig. de 9 a 15, se extiende hacia adelante y está ubicada en frente del eje de dirección A-A.

En todas las formas de realización ilustradas en las Fig. de 1 a 15, las bisagras que conectan los cigüeñales 31 y 33 a la biela 35 y al brazo giratorio 9 están dispuestas con sus ejes de las bisagras paralelos entre sí y paralelos al eje de rotación B-B de la rueda directriz delantera 7. De esta forma, en esencia, la articulación de cuatro barras de Roberts formada por los componentes 9, 31,33, 35-36 se sitúa en un plano ortogonal al eje de rotación B-B de la rueda directriz delantera 7. Por lo tanto, los ejes de rotación de los pares de revolución de la articulación de cuatro barras de Roberts están orientados en una dirección derecha-izquierda, es decir, de forma transversal con respecto a un plano mediano del vehículo a motor 1.

Si bien esto da origen a una suspensión particularmente eficaz, no es la única forma de realización posible de una suspensión con articulación de cuatro barras de Roberts que permite obtener una trayectoria sustancialmente rectilínea del eje de rotación de la rueda directriz delantera 7 durante el movimiento de suspensión de la misma rueda, usando un mecanismo cinemático que solamente tiene pares de revolución y no un par prismático o cilíndrico, es decir, sin miembros provistos de un movimiento de traslación recíproco.

En otras formas de realización, se puede proporcionar que las bisagras que conectan los miembros que forman la articulación de cuatro barras de Roberts entre sí están dispuestas con sus ejes paralelos entre sí y orientados a 90° con respecto al eje de rotación B-B de la rueda directriz delantera 7, es decir, ortogonales a un plano que contiene este eje de rotación B-B de la rueda directriz delantera 7. En otras palabras, los ejes de las bisagras de los pares de revolución que conectan los componentes de la articulación de cuatro barras entre sí están orientados para que se sitúen sobre planos verticales paralelos al plano mediano del vehículo a motor, es decir, sobre planos verticales que se extienden en la dirección de recorrido del vehículo a motor.

Una forma de realización de este tipo se ilustra en las Fig. de 16 a 21. Las piezas correspondientes a las piezas ya descritas con referencia a las figuras anteriores se indican con los mismos números de referencia aumentados cada «100». Las Fig. de 16 a 21 muestran solamente la rueda directriz delantera 107 con la suspensión 117 respectiva y el brazo giratorio 109, mientras que el vehículo a motor, que puede ser un vehículo a motor similar al indicado con 1 en las Fig. de 1 a 3, no se muestra.

Las Fig. de 16 a 19 muestran el ensamblado que comprende la rueda directriz delantera 107, el brazo giratorio 109 con su eje de dirección A-A, así como también la suspensión 117 con todos los componentes ensamblados. La Fig. 20 muestra una vista en despiece de los componentes de la suspensión 117 y de la rueda directriz delantera 7.

Más particularmente, en esta forma de realización se proporciona una suspensión 117 con una articulación de cuatro barras de Roberts que comprende: un brazo giratorio 109, un primer cigüeñal 131, un segundo cigüeñal 133 y una biela 135. En la práctica, en la forma de realización ilustrada, cada cigüeñal 131, 133 es doble. La biela 135 también tiene una estructura doble, es decir, formada por dos placas paralelas.

El segundo cigüeñal 131 está abisagrado por medio de una primera bisagra 131A al brazo giratorio 109 y por medio de una segunda bisagra 131B a la biela 135. Asimismo, el cigüeñal 133 está abisagrado por medio de una primera bisagra 133A al brazo giratorio 109 y por medio de una segunda bisagra 133B a la biela 135. Los ejes de las bisagras 131A, 131B, 133A, 133B están paralelos entre sí y orientados a 90° con respecto al eje de rotación B-B de la rueda directriz delantera 107. C-C indica la dirección de orientación de los ejes de las bisagras de la articulación de cuatro barras de Roberts en esta forma de realización. Véase en particular la Fig. 16. En la práctica, los ejes de las bisagras de la articulación de cuatro barras están orientados ortogonalmente a un plano que contiene el eje de rotación B-B de la rueda directriz delantera 107 y sustancialmente en paralelo a la dirección del movimiento de suspensión.

Los cigüeñales 131, 133 tienen una longitud sustancialmente igual entre sí.

La biela 135 tiene un apéndice 136 que se extiende entre los dos cigüeñales 131, 133 y los extremos, en el extremo distal, con un asiento 138 (véase en particular la Fig. 20) en el que se abisagra un soporte de rueda 137. El soporte de rueda 137 está pivotado a la biela 135, y más precisamente al apéndice 136 de la misma, alrededor de un eje de la bisagra orientado en la dirección C-C, es decir, un eje paralelo a los ejes de las bisagras de la articulación de cuatro barras de Roberts. El eje de la bisagra que une el soporte de rueda 137 y la biela 135 interseca el eje de rotación B-B de la rueda directriz delantera y está ortogonal al mismo.

Como puede verse, en particular, en las Fig. 18 y 19, los cigüeñales 131 y 133 tienen los primeros extremos, abisagrados mediante las primeras bisagras 131A, 133A al brazo giratorio 109, en un lado del brazo giratorio 109, en el ejemplo se muestra el lado en el que está ubicada la rueda directriz delantera 107. Los segundos extremos, abisagrados mediante las segundas bisagras 131B, 133B a la biela 135, están dispuestos en el lado opuesto del brazo giratorio 109. En este segundo lado, también se posiciona la biela 135, o más precisamente el cuerpo principal de la misma, mientras que el apéndice 137 se extiende hacia el lado del brazo en el que está ubicada la rueda directriz delantera 107. De esta manera, la bisagra que une el apéndice 137 de la biela 135 está ubicada, con respecto al brazo giratorio 109, en el mismo lado en el que están ubicadas las primeras bisagras 131A, 133.

En la forma de realización ilustrada, el soporte de rueda 137 está restringido a un extremo 122B inferior del amortiguador de choques 122. En la forma de realización ilustrada, la restricción entre el soporte de rueda 137 y el amortiguador de choques 122 es un enclavamiento. En el extremo 122A superior, el amortiguador de choques está conectado al brazo giratorio 109, por ejemplo con una rótula.

El soporte de rueda 137 forma el asiento 137A de rotación (Fig. 20) del árbol de la rueda directriz delantera 107, no visible en las figuras.

Como es visible, en particular, en las Fig. 17, 18 y 19, las bisagras 131B y 133A están ubicadas en un lado y las bisagras 131A y 133B están ubicadas en el otro lado del amortiguador de choques 122.

Durante el movimiento de suspensión de la rueda directriz delantera 107, la articulación de cuatro barras de la suspensión 117 se deforma con el movimiento pivotante de los cigüeñales 131, 133 con respecto al brazo giratorio 109 y el movimiento pivotante consecuente de la biela 135 y su apéndice 136 alrededor del eje de la bisagra con el que está conectada al soporte de rueda 137. La configuración de la articulación de cuatro barras de Roberts formada por los componentes 109, 131, 133, 135 también es de modo tal que en todo el rango del movimiento de suspensión, la articulación entre la biela 135 y el soporte de rueda 137, y por lo tanto el eje de rotación C-C, se mueve por una trayectoria aproximadamente rectilínea. Dado que el soporte de rueda 137 está conectado rígidamente al amortiguador de choques 122, el movimiento pivotante de la biela 135 no tiene efecto alguno en el ángulo de la cámara de la rueda directriz delantera 107.

En las formas de realización descritas hasta aquí, se ha hecho referencia a un vehículo a motor de dos ruedas, con una sola rueda directriz delantera 7 o 107. No obstante, las suspensiones que son objetivo de la presente descripción también se pueden usar en vehículos en sillín basculantes con dos ruedas directrices delanteras, provistas, por ejemplo, de una o dos articulaciones de cuatro barras capaces de garantizar el movimiento de balance del vehículo a motor mientras se conduce. Las Fig. de 21 a 23 ilustran esquemáticamente un vehículo a motor en sillín 201 basculante con un marco 203, una rueda motriz trasera 205 y dos ruedas directrices delanteras 207X, 207Y, izquierda y derecha, respectivamente. Las dos ruedas directrices delanteras 207X, 207Y están, en una dirección transversal, es decir, derecha-izquierda, junto al vehículo 201.

En la forma de realización ilustrada esquemáticamente en las Fig. de 21 a 23, 209X y 209Y indican dos brazos giratorios, que tienen la misma función que el brazo giratorio 9, 109 solo, descrito con referencia a las formas de realización anteriores de vehículos a motor con una sola rueda directriz delantera. Cada brazo giratorio 209X, 209Y se adapta para girar alrededor de un eje de dirección A-A.

Con este propósito, cada brazo giratorio 209X, 209Y está alojado de manera giratoria en un soporte o montante recto 226X, 226<y>que forma parte de una articulación de cuatro barras 220 de balanceo. Los dos soportes o montantes rectos 226X, 22Y están conectados entre sí mediante las crucetas 222 y 224, respectivamente superior e inferior. Las crucetas 222, 224 y los soportes 226X, 226Y forman la articulación de cuatro barras 220 de balanceo y están pivotados alrededor de los ejes de las bisagras paralelos entre sí y que están situados en planos orientados en la dirección delantera-trasera del vehículo a motor 201.

El número de referencia 215 indica un manillar, por medio del cual se imparte un movimiento de dirección alrededor de los ejes A-A a los brazos de soporte 209X, 209Y por medio de una columna de dirección 211 que actúa sobre una barra de dirección 230.

El mecanismo de articulación de cuatro barras de balanceo descrito hasta aquí se conoceper sey no requiere una descripción más detallada.

Cada rueda directriz delantera 207X, 207Y está conectada a su propio brazo giratorio 209X, 209Y por medio de una suspensión 217X, 217Y que puede estar hecha de cualquiera de las maneras descritas con referencia a las Fig. de 1 a 20. En las Fig. 21-23, las suspensiones 217X, 217Y están configuradas como en las Fig. de 1 a 6B.

En todas las formas de realización mostradas, la rueda directriz delantera, o cada rueda directriz delantera, está sostenida por un solo brazo giratorio 9; 109; 209X, 209Y, y esto posibilita proporcionar un sistema de suspensión muy compacto sin el uso de una horquilla.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un vehículo a motor de montar en sillín (1; 107; 207) con al menos una rueda motriz trasera (5; 105; 205) y al menos una primera rueda directriz delantera (7; 107; 207X, 207Y), que está conectada a un brazo giratorio (9; 109; 209X, 209Y) provisto de un movimiento rotativo alrededor de un eje de dirección (A-A); en donde un soporte de rueda (37; 137) está conectado al brazo giratorio (9; 109; 209X, 209Y) con la interposición de una suspensión (17; 117; 217X, 217Y) que comprende un amortiguador de choques (22; 122), sosteniendo dicho soporte de rueda (37; 137) la rueda directriz delantera (7; 107; 207X, 207Y) y definiendo un eje de rotación (B-B) de dicha rueda directriz delantera (7; 107; 207); caracterizado por que la suspensión (17; 117) comprende una articulación de cuatro barras de Roberts.

2. El vehículo a motor de montar en sillín (1; 101; 201) de la reivindicación 1, en donde la primera rueda directriz delantera (7; 107; 207X, 207Y) está conectada a un brazo giratorio solo (9; 109; 209X, 209Y).

3. El vehículo a motor de montar en sillín (1; 101; 201) de la reivindicación 1 o 2, en donde la articulación de cuatro barras de Roberts comprende un primer cigüeñal (31; 131) abisagrado con una primera bisagra (31A; 131A) al brazo giratorio (9; 109) y con una segunda bisagra (31B; 131B) a una biela (35; 135) de la articulación de cuatro barras de Roberts; un segundo cigüeñal (33; 133) abisagrado con una primera bisagra (33A; 133A) al brazo giratorio (9; 109) y con una segunda bisagra (33B; 133B) a la biela (35; 135); y en donde el soporte de rueda (37; 137) está restringido en un punto restrictivo de un apéndice (36; 136) de la biela (35; 135), que se extiende entre el primer cigüeñal (341; 131) y el segundo cigüeñal (33; 133) y permanece entre el primer cigüeñal y el segundo cigüeñal durante un movimiento de suspensión de la suspensión (17; 117).

4. El vehículo a motor de montar en sillín (1) de la reivindicación 3, en donde el soporte de rueda (37) de la articulación de cuatro barras de Roberts está restringido a la biela (35), de manera tal que el eje de rotación (B-B) de la rueda directriz delantera (7) está paralelo a los ejes de la primera bisagra (31A; 33A) y de la segunda bisagra (31B, 33B) del primer cigüeñal (31) y del segundo cigüeñal (33).

5. El vehículo a motor de montar en sillín (1) de la reivindicación 4, en donde el soporte de rueda (37) está conectado rígidamente al apéndice (136) de la biela (35) y forma un asiento para un cojinete que sostiene la rueda directriz delantera (7).

6. El vehículo a motor de montar en sillín (1) de la reivindicación 3, 4 o 5, en donde la primera bisagra (31A) y la segunda bisagra (31B) del primer cigüeñal (31), y la primera bisagra (33A) y la segunda bisagra (33B) del segundo cigüeñal (33) tienen ejes paralelos al eje de rotación (B-B) de la rueda directriz delantera (7).

7. El vehículo a motor de montar en sillín (101) de la reivindicación 3, en donde la primera bisagra (131A) y la segunda bisagra (131B) del primer cigüeñal (131), y la primera bisagra (133A) y la segunda bisagra (133B) del segundo cigüeñal (133) tienen ejes sustancialmente paralelos entre sí y ortogonales a un plano que contiene el eje de rotación (B-B) de la rueda directriz delantera (107).

8. El vehículo a motor de montar en sillín (101) de la reivindicación 7, en donde el soporte de rueda (137) está abisagrado al apéndice (137) de la biela (135) alrededor de un eje (C-C) sustancialmente paralelo a los ejes de la primera bisagra (131A, 133A) y de la segunda bisagra (131B, 133B) del primer cigüeñal (131) y del segundo cigüeñal (133).

9. El vehículo a motor de montar en sillín (101) de la reivindicación 8, en donde el soporte de rueda (137) sostiene la rueda directriz delantera (107) en una posición tal que el eje de rotación (B-B) de la rueda directriz delantera (107) está ortogonal al eje (C-C) alrededor del cual el soporte de rueda (137) está abisagrado a la biela (135).

10. El vehículo a motor de montar en sillín (1; 101; 201) de una o más de las reivindicaciones precedentes, que comprende un freno de discos, con un disco (23; 123) integral con la rueda directriz delantera (7; 107; 207X, 207Y) y un calibre (25 125), en donde dicho calibre está conectado rígidamente al soporte de rueda (37; 137).

11. El vehículo a motor de montar en sillín de una o más de las reivindicaciones de 1 a 9, que comprende un freno de discos, con un disco (23; 123) integral con la rueda directriz delantera (7; 107; 207X, 207Y) y un calibre (25, 125), en donde dicho calibre está conectado rígidamente a un miembro de soporte montado al ralentí con respecto a la biela (35; 135) y al soporte de rueda (37; 137), y giratorio alrededor del eje de rotación (B-B) de la rueda directriz delantera (7; 107).

12. El vehículo a motor de montar en sillín (1; 101; 201) de una o más de las reivindicaciones precedentes, en donde el amortiguador de choques (22; 122) está conectado en un lado al brazo giratorio (9; 109; 209x , 209Y) y en el otro a uno de: dicho primer cigüeñal (31; 131), dicho segundo cigüeñal (33; 133) y dicha biela (35; 135) de la articulación de cuatro barras de Roberts.

13. El vehículo a motor de montar en sillín (201) de una o más de las reivindicaciones precedentes, que comprende una segunda rueda directriz delantera (207X, 207Y), que está conectada a un segundo brazo giratorio (209X, 209Y) provisto de un movimiento rotativo alrededor de un segundo eje de dirección (AA) y está conectada, con la interposición de una segunda suspensión (217X, 217Y), a un soporte de rueda de la segunda rueda directriz delantera; en donde la segunda suspensión comprende un amortiguador de choques y una articulación de cuatro barras de Roberts, sustancialmente simétrica a la articulación de cuatro barras de Roberts de la suspensión de la primera rueda directriz delantera con respecto a un plano mediano del vehículo a motor; y en donde la primera rueda directriz delantera (207X) y la segunda rueda directriz delantera (207Y) están conectadas al marco (203) del vehículo a motor (201) por medio de una articulación de cuatro barras (220) de balanceo abisagrada al marco (203).

14. El vehículo a motor de montar en sillín (201) de la reivindicación 13, en donde el primer brazo giratorio (209X), al que está conectada la primera rueda directriz delantera (207X), y el segundo brazo giratorio (209Y), al que está conectada la segunda rueda directriz delantera (207Y), están sostenidos de manera giratoria en los respectivos montantes rectos (226X, 226Y) derecho e izquierdo de la articulación de cuatro barras (220) de balanceo, estando los montantes rectos conectados entre sí mediante una primera cruceta (222) y una segunda cruceta (224), que se extienden en dirección derecha-izquierda con respecto al plano mediano del vehículo y están abisagradas a los montantes rectos (226X, 226Y).

15. El vehículo a motor de montar en sillín (201) de la reivindicación 13 o 14, en donde cada rueda directriz delantera está sostenida por un solo brazo giratorio respectivo.