ES2964839T3

ES2964839T3 - Un vehículo a motor con una suspensión que usa una articulación de cuatro barras de Tchebycheff

Info

Publication number: ES2964839T3
Application number: ES20768118T
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: 2024-04-09
Anticipated expiration: 2040-09-04
Also published as: WO2021048716A1; CN114340991B; US20220281551A1; TW202110691A; EP4028315C0; EP4028315A1; IT201900015908A1; JP2022547174A; EP4028315B1; CN114340991A

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 Tchebycheff. (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 Tchebycheff

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, típicamente una articulación de cuatro barras, 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 uno con el otro.

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 las 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 un árbol de rueda. De manera característica, la suspensión comprende una articulación de cuatro barras de Tchebycheff (también denominada articulación de cuatro barras de Chebychevn, o mecanismo de Tchebycheff o Chebychev).

En las formas de realización prácticas, la articulación de cuatro barras de Tchebycheff 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 Tchebycheff. Un segundo cigüeñal está abisagrado con una primera bisagra sobre el brazo giratorio y con una segunda bisagra sobre la biela. El soporte de rueda está restringido en un punto restrictivo de la biela, de modo tal que el eje de rotación de la rueda directriz delantera es aproximadamente equidistante desde la segunda bisagra del primer cigüeñal y desde la segunda bisagra del segundo cigüeñal.

En las formas de realización prácticas, el primer cigüeñal y el segundo cigüeñal se cruzan en cualquier posición de la suspensión, es decir, permanecen cruzados entre sí para todas las posiciones que puede adoptar la suspensión durante el uso normal del vehículo a motor.

En algunas formas de realización, el soporte de rueda está restringido a la biela, de modo que el eje de rotación de la rueda directriz delantera es paralelo a los ejes de la primera bisagra y de la segunda bisagra del primer cigüeñal y del segundo cigüeñal. En este caso, los ejes de las bisagras de la articulación de cuatro barras de Tchebycheff están prácticamente orientados en una orientación derecha-izquierda con respecto al vehículo a motor.

En las formas de realización descritas en la presente memoria, el soporte de rueda está conectado rígidamente a la biela y forma un asiento para un cojinete de soporte de la rueda directriz delantera. El asiento puede ser un asiento en el que está insertado el cojinete, que, a su vez, recibe un árbol integral con la rueda. Por el contrario, el asiento puede estar formado por un árbol rígidamente integral con el soporte de rueda, en el que está claveteado un cojinete, que, a su vez, sostiene la rueda.

En otras formas de realización, los ejes de las bisagras de la articulación de cuatro barras de Tchebycheff pueden ser paralelos entre sí y ortogonales a un plano que contiene el eje de rotación de la rueda directriz delantera. En este caso, los ejes de las bisagras de la articulación de cuatro barras de Tchebycheff son esencialmente paralelos a un plano que se extiende en la dirección delantera-trasera del vehículo a motor.

En algunas configuraciones, el soporte de rueda está abisagrado a la biela de la articulación de cuatro barras de Tchebycheff, de acuerdo con un eje sustancialmente paralelo a los ejes de las bisagras de la articulación de cuatro barras de Tchebycheff.

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

En algunas formas de realización, las primeras bisagras del primer cigüeñal y del segundo cigüeñal están colocadas en un lado del brazo giratorio, y las segundas bisagras del primer cigüeñal y del segundo cigüeñal están colocadas en un segundo lado del brazo giratorio, opuesto al primer lado. La biela está ubicada en dicho segundo lado. Preferentemente, la rueda directriz delantera está ubicada en el segundo lado del brazo giratorio y la biela está posicionada preferentemente entre la rueda directriz delantera y el brazo giratorio.

El amortiguador de choques de la suspensión está generalmente conectado entre dos puntos de la suspensión que se mueven uno en relación con el otro durante el movimiento de suspensión, y por ende se genera que el amortiguador de choques se alargue y se acorte. En las formas de realización prácticas, el amortiguador de choques está conectado en un lado al brazo giratorio y en el otro a un punto conectado rígidamente al soporte de rueda, o a uno de los elementos restantes de la articulación de cuatro barras de Tchebycheff, es decir, el primer cigüeñal, el segundo cigüeñal o la biela.

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;

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

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

las Fig. 6A y 6B muestran vistas axonométricas de la suspensión de las Fig. 4A, 4B y 5;

la Fig. 7 muestra una vista en despiece de la suspensión de las Fig. 4A, 4B, 5, 6A y 6B;

la Fig. 7A muestra una representación esquemática de la suspensión de las Fig. de 4 a 7 en dos posiciones diferentes, de compresión máxima y de extensión máxima del amortiguador de choques, respectivamente;

la Fig. 8 muestra una vista lateral de una suspensión en una forma de realización adicional, de acuerdo con la línea VIII-VIII de la Fig. 9;

la Fig. 9 muestra una vista frontal de acuerdo con IX-IX de la Fig. 8;

las Fig. 10 y 11 muestran vistas axonométricas de la suspensión de las Fig. 8 y 9;

la Fig. 12 muestra una vista en despiece de la suspensión de las Fig. 9, 10 y 11;

la Fig. 13 muestra una vista lateral de una forma de realización adicional de una suspensión delantera a lo largo de la línea XIII-XIII de la Fig. 14;

la Fig. 14 muestra una vista frontal de acuerdo con XIV-XIV de la Fig. 13;

las Fig. 15 y 16 muestran vistas axonométricas de la suspensión de las Fig. 13 y 14;

la Fig. 17 muestra una vista en despiece de la suspensión de las Fig. 13, 14, 15 y 16;

la Fig. 18 muestra una vista axonométrica de un vehículo a motor de tres ruedas con una doble suspensión con articulación de cuatro barras de Tchebycheff para las dos ruedas directrices delanteras;

la Fig. 19 muestra una vista frontal del vehículo a motor de la Fig. 18 de acuerdo con la línea XIX-XIX de la Fig. 20; y la Fig. 20 muestra una vista lateral de acuerdo con XX-XX de la Fig. 19.

Descripción detallada de las formas de realización

Las Fig. 1, 2, 3, 4A, 4B, 5, 6, 7 y 7A ilustran un vehículo a motor de dos ruedas con una suspensión con articulación de cuatro barras de Tchebycheff, o mecanismo de Tchebycheff, 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 las 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 direccionar el vehículo 1.

La rueda directriz delantera 7 está conectada al brazo giratorio 9 por medio de una suspensión indicada globalmente 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.

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 Tchebycheff, o mecanismo de Tchebycheff. 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 Tchebycheff, o mecanismo de Tchebycheff. El primer cigüeñal 31 y el segundo cigüeñal 33 se cruzan en un punto intermedio entre los extremos respectivos en los que están dispuestas las bisagras para la conexión al brazo giratorio 9 y a la biela 37. La configuración de la articulación de cuatro barras de Tchebycheff insertada en la suspensión 17 es de modo tal que los dos cigüeñales 31, 33 permanecen en una posición cruzada en cualquiera de las diversas posiciones que la suspensión 17 puede adoptar mientras se conduce, es decir, desde la posición de extensión máxima hasta la posición de contracción máxima de la suspensión 17.

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 representan los pares de revolución de la articulación de cuatro barras de Tchebycheff.

Los cigüeñales 31 y 33 son aproximadamente de igual longitud y más cortos 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.

Más específicamente, la relación entre la longitud de cada cigüeñal, la distancia entre las bisagras 31A, 33A y la distancia entre las bisagras 31B, 33B es igual a 5:4:2.

Un soporte de rueda indicado con 37 está restringido a un punto de restricción de la biela 35, que es sustancialmente equidistante entre los ejes de las bisagras 31B y 33B, véase en particular la Fig. 7. En la práctica, el soporte de rueda 37 define el eje de rotación B-B de la rueda y mantiene dicho eje en una posición intermedia entre los ejes de las bisagras 31B y 33B, y ortogonal a la biela 35. En la forma de realización de las Fig. de 1 a 7, 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. 7. En la forma de realización ilustrada, el soporte de rueda 37 consiste, en la práctica, en el asiento de un cojinete que sostiene el árbol de rotación de la rueda directriz delantera 7.

En la forma de realización de las Fig. de 1 a 7, el amortiguador de choques 22 también 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 a la biela 35. Las restricciones entre el amortiguador de choques 22 y el brazo giratorio 9 en un lado y 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 Tchebycheff 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. Dicho movimiento pivotante corresponde a un movimiento de rototraslación de la biela 35 y a una compresión/extensión del amortiguador de choques 22. La configuración de la articulación de cuatro barras de Tchebycheff es de modo tal que, en ambas posiciones de las Fig. 4A, 4B y en cualquier posición intermedia entre estas, los dos cigüeñales 31 y 33 se cruzan entre sí. En este rango del movimiento pivotante de los cigüeñales, la trayectoria del punto medio de la biela 37 es aproximadamente rectilínea y, por consiguiente, la trayectoria del eje de rotación B-B de la rueda directriz delantera 7 es aproximadamente rectilínea.

Debido a las propiedades de la articulación de cuatro barras de Tchebycheff, al menos dentro de un cierto ángulo de oscilación de los cigüeñales 31, 33, el centro de la biela 35, que está situado en 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 Tchebycheff 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.

El funcionamiento de la suspensión descrito hasta aquí se comprende fácilmente a partir del diagrama de la Fig. 7A, en el que los componentes de la misma se representan esquemáticamente y se indican con los mismos números de referencia. Esta figura muestra: la posición de compresión máxima del amortiguador de choques 22 (posición a) y la posición de extensión máxima del amortiguador de choques 22 (posición b).

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 Tchebycheff durante el uso normal del vehículo a motor.

La forma de realización descrita con referencia a las Fig. de 1 a 7 puede ser susceptible de múltiples variaciones, algunas de las cuales se describen a continuación con referencia a las figuras siguientes. Asimismo, el amortiguador de choques 22 puede estar conectado a elementos diferentes con respecto al brazo 9 y a la biela 37. En general, el amortiguador de choques 22 está conectado, con los extremos 22A, 22B, a dos puntos de la suspensión 17 que se mueven uno en relación con el otro durante el movimiento de suspensión de la suspensión 17.

Como se describió previamente, y como se muestra, en particular, en la Fig. 7, el calibre 25 del freno de discos 23, 25 puede estar restringido de manera rígida a la biela 35. En este caso, el calibre 25 gira, de manera integral, con la biela 35 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, el calibre 25 puede estar 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. 8, 9, 10, 11 y 12. En estas figuras, los números iguales indican piezas iguales o equivalentes a las ya descritas con referencia a las Fig. de 1 a 7, y que no se describirán de nuevo. La vista en despiece de la Fig. 12 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 un árbol de rotación (no mostrado) de la rueda directriz delantera 7, o una extensión de dicho árbol. La biela 35 de la articulación de cuatro barras de Tchebycheff también está sostenida al ralentí sobre el árbol de rotación de la rueda directriz delantera 7.

El miembro 45 puede estar conectado rígidamente a un extremo 22B del amortiguador de choques 22. La restricción de enclavamiento entre el amortiguador de choques 22 y el miembro 45 retiene el calibre 25 contra la rotación alrededor del eje de rotación B-B de la rueda directriz delantera 7 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, por ejemplo en escúteres.

En todas las formas de realización ilustradas en las Fig. de 1 a 12, las bisagras que conectan los cigüeñales 31, 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 Tchebycheff formada por los componentes 9, 31, 33, 35 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 Tchebycheff 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 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 incluye solamente pares de revolución y no un par prismático o cilíndrico, es decir, sin miembros provistos de un movimiento de traslación relativo.

En otras formas de realización, se puede proporcionar que las bisagras que conectan los miembros que forman la articulación de cuatro barras de Tchebycheff 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 de Tchebycheff 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 13 a 17. Las piezas correspondientes a las piezas ya descritas con referencia a las figuras anteriores se indican con los mismos números de referencia aumentados en «100». En las Fig. de 13 a 17, se muestra solamente la rueda directriz delantera 107 con la suspensión 117 respectiva y el brazo giratorio 109, mientras que no se muestra el vehículo a motor, que puede ser un vehículo a motor similar al indicado con 1 en las Fig. de 1 a 3.

Las Fig. de 13 a 17 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 de la misma. Más particularmente, en esta forma de realización se proporciona una suspensión 117 con una articulación de cuatro barras de Tchebycheff que comprende: el brazo giratorio 109, un primer cigüeñal 131, un segundo cigüeñal 133 y una biela 135. En la práctica, cada cigüeñal 131, 133 es doble. Las dos piezas de cada cigüeñal están ubicadas fuera de la biela 135, que está posicionada centralmente. La biela 135 también es doble y, entre los dos componentes (visibles, en particular, en la vista en despiece de la Fig. 17) de la biela 135, hay un soporte de rueda 137, abisagrado centralmente a la biela 135 alrededor de un eje C-C. El eje C-C 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 es ortogonal al mismo.

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 son paralelos entre sí y están orientados a 90° con respecto al eje de rotación B-B de la rueda directriz delantera 107. En esta forma de realización, la dirección de orientación de los ejes de las bisagras de la articulación de cuatro barras de Tchebycheff es paralela al eje de articulación C-C del soporte de rueda 137 a la biela 135. En la práctica, los ejes de las bisagras de la articulación de cuatro barras de Tchebycheff 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.

Las relaciones dimensionales entre los componentes de la articulación de cuatro barras de Tchebycheff son las mismas que se definieron anteriormente.

En la forma de realización ilustrada, el soporte de rueda 137 tiene una forma de horquilla que abarca la biela 135, como es visible, en particular, en la Fig. 17. El soporte de rueda 137 también puede tener una restricción de conexión al amortiguador de choques 122. En la forma de realización mostrada en las Fig. de 13 a 17, la restricción entre el soporte de rueda 137 y el amortiguador de choques 122 es un enclavamiento.

El soporte de rueda 137 forma el asiento de rotación del árbol de la rueda directriz delantera 107, no visible en las figuras. Por ejemplo, el soporte de rueda 137 puede tener un alojamiento 138 (Fig. 17) para un cojinete en el que el árbol de la rueda directriz delantera 107 está insertado de manera giratoria. Alternativamente, el soporte de rueda 137 puede ser integral con un árbol de rotación en el que la rueda directriz delantera 107 está montada por medio de un cojinete.

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 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 Tchebycheff 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 articulación 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 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. 18, 19 y 20 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. 18, 19 y 20, los números de referencia 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, 226Y 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 abisagrados 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 209X, 209Y del soporte por medio de una columna de dirección 211 que actúa sobre una barra de dirección 230.

La articulación de cuatro barras de balanceo descrita 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 17. En las Fig. 18, 19 y 20, las suspensiones 217X, 217Y están configuradas como en las Fig. de 1 a 7.

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 Tchebycheff.

2. El vehículo a motor de montar en sillín (1; 101; 201) de la reivindicación 1, en donde la articulación de cuatro barras de Tchebycheff 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 Tchebycheff; 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 la biela (35; 135), de modo tal que el eje de rotación (B-B) de la rueda directriz delantera (7; 107) es aproximadamente equidistante desde la segunda bisagra (31B; 131B) del primer cigüeñal (31; 131) y desde la segunda bisagra (33B; 133B) del segundo cigüeñal (33; 133).

3. El vehículo a motor de montar en sillín (1) de la reivindicación 2, en donde el primer cigüeñal (31; 131) y el segundo cigüeñal (33; 133) se intersecan en cualquier posición de la suspensión (17; 117).

4. El vehículo a motor de montar en sillín (1) de la reivindicación 2 o 3, en donde el soporte de rueda (37) está restringido a la biela (35), de manera tal que el eje de rotación (B-B) de la rueda directriz delantera (7) es paralelo a los ejes de la primera bisagra (31A; 33A) y de la segunda bisagra (31B) 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 a la biela (35) y forma un alojamiento para un cojinete que sostiene la rueda directriz delantera (7).

6. El vehículo a motor de montar en sillín (101) de la reivindicación 2 o 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).

7. El vehículo a motor de montar en sillín (101) de la reivindicación 6, en donde el soporte de rueda (137) está abisagrado a 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).

8. El vehículo a motor de montar en sillín (101) de la reivindicación 7, 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) es ortogonal al eje alrededor del cual el soporte de rueda (137) está abisagrado a la biela (135).

9. El vehículo a motor de montar en sillín de la reivindicación 7 u 8, en donde las primeras bisagras (131A, 133A) del primer cigüeñal (131) y del segundo cigüeñal (133) están colocadas en un lado del brazo giratorio, y las segundas bisagras (131B, 133B) del primer cigüeñal (131) y del segundo cigüeñal (133) están colocadas en un segundo lado del brazo giratorio (109), opuesto al primer lado, y en donde la biela (135) está colocada en dicho segundo lado.

10. El vehículo a motor de montar en sillín de la reivindicación 9, en donde la rueda directriz delantera (107) está en el segundo lado del brazo giratorio (109), estando la biela (135) preferentemente posicionada entre la rueda directriz delantera (107) y el brazo giratorio (109).

11. El vehículo a motor de montar en sillín (1; 101; 201) de una o más de las reivindicaciones de 2 a 10, 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).

12. El vehículo a motor de montar en sillín de una o más de las reivindicaciones de 2 a 10, 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), giratorio alrededor del eje de rotación (BB) de la rueda directriz delantera (107).

13. El vehículo a motor de montar en sillín (1; 101; 201) de una o más de las reivindicaciones de 2 a 12, en donde el amortiguador de choques (22; 122) está conectado en un lado al brazo giratorio (9; 109; 209X, 209Y) y en el otro lado a un punto conectado rígidamente a la biela (35; 135) o a uno de los cigüeñales (31, 33; 131, 133) de la articulación de cuatro barras de Tchebycheff.

14. El vehículo a motor de montar en sillín (1; 101; 201) de una o más de las reivindicaciones de 2 a 13, en donde el amortiguador de choques (22; 122) está conectado en un lado al brazo giratorio (9; 109; 209X, 209Y) y en el otro lado a un punto conectado rígidamente al soporte de rueda (37; 137).

15. 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 Tchebycheff, sustancialmente simétrica a la articulación de cuatro barras de Tchebycheff 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).

16. El vehículo a motor de montar en sillín (201) de la reivindicación 15, 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).