MXPA02011279A

MXPA02011279A - Suspensiones de camion que incorporan muelles de lamina asimetricos.

Info

Publication number: MXPA02011279A
Application number: MXPA02011279A
Authority: MX
Inventors: William Wilson
Original assignee: Boler Co
Priority date: 2000-05-17
Filing date: 2001-05-11
Publication date: 2003-04-25
Also published as: EP1289784A4; BR0110870A; BR0110870B1; KR20080015952A; US8434747B2; AU2006233178B2; US20060290089A1; EP1289784B1; CA2408637C; AU2001261435B2; AU2006233178A1; WO2001087648A1; AU6143501A; NZ562428A; ATE542688T1; NZ523060A; EP1289784A1; KR20030028739A; NZ535767A; KR100857044B1

Abstract

Un sistema (5) de suspension como se muestra en la figura 2 para soportar miembros (6) de bastidor que se extienden de proa a proa del chasis de un vehiculo en un eje (7) hueco que incluye una abrazadera (18) de bastidor para soportar pivotalmente por consiguiente o guiar el extremo de un muelle (8) de lamina asimetrico, un soporte (17) de extremo del muelle para soportar el extremo en popa o trasero del muelle de lamina, y un ensamblaje para unir el muelle de lamina en una ubicacion intermedia a sus extremos opuestos. El muelle de lamina se divide en dos extremidades (21, 23) en voladizo que se extienden en direcciones opuestas de la linea central del eje (7). Una extremidad en voladizo tiene un espesor sustancialmente mas grueso que la otra extremidad en voladizo. Por lo menos una lamina del muelle de lamina asimetrico extiende la longitud completa del muelle de la lamina. En una modalidad particular, la lamina mas corta tiene una porcion de extremo que se extiende sobre el eje con un amortiguador (10) de aire montado ya sea sobre el eje o sobre un lado del mismo.

Description

SUSPENSIONES DE CAMIÓN QUE INCORPORAN MUELLES DE LAMINA ASIMÉTRICOS.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere generalmente a innovaciones y mejoras en suspensiones de eje para camiones y particularmente a suspensiones para los ejes de dirección frontal de camiones en donde los ejes son huecos y se fabrican por soldadura. Sin embargo, la invención también tiene aplicación a ejes frontales y también a ejes sólidos forjados o fundidos sólidos. En todas las aplicaciones de la invención, la estabilidad de balanceo de los vehículos se mejora materialmente. Las suspensiones de la presente invención incorporan muelles de láminas asimétricos que se extienden en un dirección de proa a proa con un extremo pivotalmente unido a una abrazadera de montaje en un miembro de bastidor lateral que se extiende generalmente de proa a proa de un chasis con el extremo opuesto adecuadamente asegurado al miembro del bastidor. Como se utiliza en la presente, el término "asimétrico" no quiere decir que denote diferentes longitudes de los miembros en voladizo del muelle de láminas, sino más bien sus diferentes proporciones de muelle respectivas. En una ubicación intermedia su extremo opuesto del muelle de lámina se monta adecuadamente sobre el extremo adyacente de un eje. Si se desea, el soporte elástico proporcionado por el muelle de lámina puede aumentarse por la incorporación en la suspensión de un amortiguador de aire proporcionando por consiguiente con características de "dirección neumática". Los muelles de lámina asimétricos utilizados en suspensiones de acuerdo con la invención son de dos tipos . Un tipo combina por lo menos una lámina que se extiende toda la longitud del muelle desde un extremo al extremo y por lo menos una lámina adicionalmente más corta que se extiende desde el extremo que se une pivotalmente a una abrazadera de montaje de muelle al eje. Ejemplos de un muelle de lámina se describe en el Patente Norteamericana No. 09/522,585, presentada el 10 de marzo del 2000, la descripción de la cual se incorpora en la presente para referencia. El otro tipo de muelle incorpora un muelle de láminas de una sola lámina plegado ahusado que se extiende por toda la longitud del muelle y se forma con un miembro en voladizo relativamente grueso que se extiende en una dirección del e e al extremo pivotalmente unido y un segundo miembro en voladizo relativamente delgado que se extiende en la dirección opuesta del eje a su extremo opuesto. Un miembro en voladizo más grueso tiene una proporción de muelle relativamente alta y sustancialmente es más rígido que el miembro en voladizo relativamente delgado que tiene una proporción de muelle relativamente baja y sustancialmente es menos rígido. Un e emplo de tal muelle de lámina se describe en la Patente Norteamericana No. 5,938,221, 17 de agosto de 1999, expedida para ilson, la descripción de la cual se incorpora en la presente para referencia. Alternativamente, las características de ambos tipos pueden utilizarse, como se describe en la Patente Norteamericana antes mencionada No. de Serie 09/522,585. Se entenderá que la construcción de la suspensión en un lado del vehículo que soporta un lado del miembro del bastidor en un extremo de un eje se duplica sobre el lado opuesto del vehículo. En sus modalidades preferidas, las suspensiones de eje de la presente invención se caracterizan por ser relativamente de poco peso, bajo costo con alta estabilidad de balanceo. Por consiguiente, el objeto de la invención, generalmente establecido, es proporcionar suspensiones de eje que muestren estabilidad de balanceo elevada y que sean relativamente de poco peso y comercialmente producibles a relativamente bajo costo a partir de componentes fácilmente disponibles. Un objeto más específico de la invención es la provisión de suspensiones de eje de poco peso, bajo costo al combinar la rigidez de torsión elevada de un cuerpo de eje hueco con la acción de torsión proporcionada por un muelle de láminas montado en el eje con un miembro en voladizo que tiene una rigidez sustanclalmente mayor que la rigidez del otro miembro en voladizo, preferiblemente en una relación de por lo menos 4 a 1. Otros ciertos objetos de la invención serán aparentes para aquellos expertos en la técnica en vista de la siguiente descripción detallada tomada junto con los dibujos anexos en donde : BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La FIGURA 1 es una vista isometrica de una modalidad preferida de la invención en donde un par de miembros de bastidor lateral de chasis se muestran soportados en un eje por muelles de láminas que se extienden de proa a proa en combinación con amortiguadores de aire; la FIGURA 2 es una vista en elevación lateral de la suspensión mostrada en la FIGURA 1 ; la FIGURA 3 es una vista en elevación lateral del sistema de suspensión mostrado en la FIGURA 1 en donde el amortiguador de aire se monta directamente sobre el eje; la FIGURA 4 es una vista diagramatica que ilustra las cinemáticas de dirección del muelle de laminas de proa a proa incorporado en las suspensiones de las FIGURAS 1-3; la FIGURA 5 es una vista en elevación lateral del muelle de lamina de proa a proa incorporado en las suspensiones mostradas en las FIGURAS 1-3; la FIGURA 6 es una vista en elevación lateral de un muelle de láminas de una sola lámina plegado, ahusado que puede utilizarse en las suspensiones de las FIGURAS 1-3 en lugar del muelle de láminas de proa a proa compuesto de las FIGURAS 1-5; y la FIGURA 7 es una vista en planta superior del muelle mostrado en la FIGURA 6. Con referencia a las FIGURAS 1 y 2, se indica una suspensión generalmente en 5 en la misma que comprende un par de miembros de bastidor lateral del chasis que se extiende de proa a proa indicados generalmente en 6-6 montados en extremos opuestos de un eje indicado generalmente en 7. El eje 7 puede, por ejemplo, ser un eje de dirección frontal soldado hueco de un camión. El chasis se soporta en el eje 7 en parte por los muelles de láminas que se extienden de proa a proa compuestos indicados generalmente en 8-8 y un par de amortiguadores de aire indicados generalmente en 10-10. El eje 7 soldado es hueco en sección transversal y de tipo conocido que se suelda por soldadura en lugar de ser fundido o forjado con una sección transversal sólida. Al ser hueco, el eje 7 soldado se caracteriza por tener resistencia torsional elevada que considera su bajo peso relativamente. Se entenderá que otras formas de ejes pueden utilizarse como los cárteres de eje huecos utilizados junto con ejes de dirección posterior.

Cada muelle 8 que se extiende de proa a proa se forma por un muelle 11 de láminas de una sola lámina de longitud completa relativamente delgado que puede tener una rigidez de aproximadamente cero a aproximadamente cuatrocientas libras por pulgada combinada con un muelle 12 de láminas más corto relativamente grueso que puede tener una rigidez de aproximadamente cien o más libras por pulgadas, pero siempre mantiene por lo menos una relación de rigidez de cuatro a uno entre el miembro en voladizo frontal y el miembro en voladizo posterior. La lámina 12 se forma con un ojo 13 en un extremo y una plataforma 14 elevada de desplazamiento en el extremo opuesto sobre el cual uno de los amortiguadores 10 de aire se monta. Si se desea, la plataforma 14 puede formarse como parte de la pastilla 19 superior de la estructura de sujeción del eje. El muelle 11 de lámina de longitud completa se forma con un ojo 15 en un extremo que se envuelve alrededor del ojo 13 en la lámina 12 más corta. En su extremo opuesto, el muelle 11 de longitud completa se forma con un ojo 16 que se conecta pivotalmente a un extremo de un retén 17 en la forma convencional conocida. Los ojos 13 y 15 de interajuste constituyen un así llamado "envolvimiento militar" el cual se conecta pivotalmente al extremo inferior de una abrazadera indicada generalmente en 18 de la cual el extremo superior se monta en el lado de un miembro 6 de bastidor. Como se conoce bien en la técnica, una conexión de envolvimiento militar proporciona redundancia en el caso de que uno de los ojos del muelle de interajuste se rompa o falle por alguna razón. Adyacente a su extremo distante en el cual la plataforma 14 se forma, la lámina 12 relativamente gruesa y la lámina 11 de longitud completa se monta en el eje 7 por la estructura de sujeción de eje conocida como se muestra en las FIGURAS 1-3. Preferiblemente, cada muelle 10 neumático se monta en una forma conocida en una plataforma 14 con el extremo superior uniéndose a una abrazadera 20 montada en un miembro 6 del bastidor lateral. Alternativamente, el muelle 10 neumático pude montarse directamente sobre el eje 7 en la forma conocida en la FIGURA 3. Sin embargo, el montaje de muelle 10 neumático en la plataforma 14 al lado del eje 7 opuesto a la abrazadera 18 se prefiere puesto que proporciona una ventaja mecánica incrementada para que el muelle neumático soporte la carga vertical. En la disposición mostrada en las FIGURAS 1 y 2, el muelle 10 neumático y el miembro en voladizo indicado generalmente en 21 en la FIGURA 2 proporcionarán juntos mayor soporte de carga vertical para el chasis mientras el miembro en voladizo indicado generalmente en 22 en la FIGURA 2 y formado en la lámina 11 de longitud completa puede proporcionar menos del 10% de soporte para la carga vertical. La función principal de la lámina 11 de longitud completa relativamente delgada es reaccionar en ambos lados sobre la suspensión y proporcionar redundancia. Este muelle compuesto de dos piezas tiene la misma diferenciación de proporción elevada que se establece en la Patente de Wilson No. 5,938,221 fechada en 17 de agosto de 1999 la descripción de la cual se incorpora en la presente para referencia. La disposición de suspensión mostrada en las FIGURAS 1 y 2 con el muelle 10 neumático montado sobre la plataforma 14 y desplazamiento de la línea central del eje 7 de dirección frontal proporciona resultados benéficos en las cinemáticas de dirección cuando el eje 7 es un eje de dirección frontal. De este modo, se muestra generalmente en la técnica que los muelles se arquean sobre un punto imaginario en el espacio que se llama en punto de "Ross" que a su vez determina la así llamada "Línea Ross". El punto de Ross se indica en R en la FIGURA 4 y la Línea Ross se indica en RL . Se sabe que la Línea Ross debe ser tan plana y tan larga como sea posible y la geometría de la Línea Ross debe coincidir con la geometría de enlace de tracción del vehículo. Como se muestra en la FIGURA 4, conforme el muelle 8 compuesto se carga, el hecho de que el muelle 10 neumático este en voladizo detrás del centro del eje que provoca que el miembro 11 gire hacia más rueda giratoria. Esto produce una Línea Ross larga y plana (RL) . Cuando el muelle 10 neumático se monta sobre el eje 7 como se muestra en la FIGURA 3, la Linea Ross es relativamente corta y pronunciada y el punto de Ross se localiza hacia dentro (es decir a la derecha) del ojo del muelle 8. La configuración de la suspensión mostrada en las FIGURAS 1 y 2 con los muelles 10 neumáticos montados sobre las plataformas 14 en voladizo detras de la linea central del eje 7 permite que el muelle 8 que se extiende proa a proa se designa para ajustarse a los paquetes de vehículo existentes. De este modo, los ojos 13, 15 frontales de los muelles pueden ajustarse a una suspensión existente. El miembro 22 en voladizo frontal, el miembro 21 en voladizo posterior y la carga sobre el muelle 10 neumático pueden optimizarse hasta el punto donde las características de la Linea Ross pueden sintonizarse para coincidir con la instalación de varilla de dirección existente del vehículo. Mientras los muelles 8 compuestos ofrecen varias ventajas referidas en lo anterior, pueden reemplazarse por muelles de laminas de una sola lamina plegados, ahusados indicados generalmente en 25 en las FIGURAS 6 y 7. La construcción y funcionamiento del muelle 25 se muestran y describen en detalle en la Patente Norteamericana 5,938,221 fechada el 17 de agosto de 1999, descripción de la cual se incorpora en la presente para referencia. El muelle 25 se forma con un ojo 26 en un extremo que puede unirse a la abrazadera 18 de montaje (FIGURAS 2-3) el miembro en voladizo frontal del muelle 25 se indica generalmente en 27 y se extiende desde el ojo 26 hasta una apertura 28 localizada dentro de la porción media del muelle. Como se muestra, el miembro 27 en voladizo se extiende en una dirección generalmente continua desde el ojo 26 hasta el punto 28 de manera que ninguna corrugación se forma dentro del miembro. El miembro en voladizo que se extiende desde el punto 28 hasta el extremo del muelle indicado en 30 se indica en 31. El miembro 31 en voladizo se extiende en una dirección generalmente continua desde el punto 28 hasta su extremo 30 sin ninguna corrugación formada en el mismo. El miembro 27 en voladizo incluye un área de eje indicada generalmente en 32. Esta área de asiento incluye el punto 28 más al fondo del muelle 25 de láminas plegado, ahusado cuando el muelle de lámina se conecta al bastidor de chasis de un vehículo. Una porción de arco inversa en el miembro 31 en voladizo se indica generalmente en 33. Se observará que el espesor del muelle 25 es mayor en el miembro 27 en voladizo y se ahusa a un espesor más delgado en el miembro 31 en voladizo. Excepto para el extremo 30, el muelle 25 tiene un ancho uniforme como se muestra en la FIGURA 7.

Claims

REIVINDICACIONES 1. En un sistema de suspensión para soportar un miembro de bastidor que se extiende de proa a proa en un lado de un chasis de vehículo sobre el extremo adyacente de un eje del vehículo que es hueco y torsionalmente rígido, cuyo sistema se duplica sobre el lado opuesto del vehículo, que comprende : una abrazadera de bastidor montada en el miembro de bastidor para soportar un extremo de un muelle; un soporte de extremo de muelle montado en el miembro de bastidor en relación separada de la abrazadera de bastidor para soportar el otro extremo del muelle; un muelle de láminas asimétrico que tiene un extremo pivotalmente unido a la abrazadera de bastidor y su extremo opuesto conectado al soporte de extremo del muelle; y medios para unir el muelle de láminas en un lugar intermedio a sus extremos opuestos al extremo del eje hueco por medio del cual el muelle de láminas asimétrico se divide en un primer miembro en voladizo en un lado de la línea central del eje hueco y un segundo miembro en voladizo en el lado opuesto de la línea central del eje hueco; la mejora comprende, uno de los miembros en voladizo que tiene una rigidez sustancialmente mayor que la rigidez del otro miembro en voladizo.
2. En la suspensión reclamada en la reivindicación 1, que tiene la mejora reclamada en la presente, el miembro en voladizo tiene la mayor rigidez que tiene una rigidez de por lo menos cuatro veces mayor que la rigidez del otro miembro en voladizo.
3. En la suspensión reclamada en la reivindicación 1, que tiene la mejora reclamada en la presente, el muelle asimétrico comprende por lo menos una lámina que se extiende toda la longitud del muelle y por lo menos una lámina más corta que forma una lámina del miembro en voladizo que tiene la rigidez mayor.
4. En la suspensión reclamada en la reivindicación 3, que tiene la mejora reclamada en la presente, el extremo del miembro en voladizo más rígido que tiene una unión pivotante de envolvimiento militar en la abrazadera de bastidor.
5. En la suspensión como se reclama en la reivindicación 3, que tiene la mejora reclamada en la presente, la lámina más corta que tiene una porción que extiende sobre toda la lámina de longitud completa adyacente al eje y en el lado de la misma opuesto a la abrazadera de bastidor, y un muelle neumático montado en la porción de extremo que se extiende en la relación que soporta al chasis entre la porción de extremo y el miembro de bastidor.
6. En la suspensión reclamada en la reivindicación 3, que tiene la mejora reclamada en la presente, en donde un muelle neumático se monta sobre la lámina más corta y sobre el extremo de eje y se extiende en relación de soporte de chasis entre el muelle asimétrico y el miembro de bastidor.
7. En la suspensión como se reclama en la reivindicación 1, que tiene la mejora reclamada en la presente, el muelle de láminas asimétrico es un muelle de láminas de una sola lámina plegado, ahusado que tiene un ojo en el extremo unido pivotalmente a la abrazadera y que es un extremo del miembro en voladizo que tiene la mayor rigidez y que se extiende en una dirección generalmente continua desde el ojo hasta el eje sin corrugaciones formadas en el mismo, el otro de los miembros en voladizo se extiende en una dirección generalmente continua desde el eje hasta el soporte de extremo de muelle sin ninguna corrugación formada en el mismo e incluye una porción de arco inversa en el mismo, el miembro en voladizo tiene la rigidez más alta que tiene una proporción de muelle relativamente elevada y que es sustancialmente más gruesa que el otro miembro en voladizo el cual tiene una proporción de muelle relativamente baja.
8. En un sistema de suspensión para soportar un miembro de bastidor que se extiende de proa a proa en un lado de chasis de vehículo sobre el extremo adyacente de un eje del vehículo, cuyo sistema se duplica en el lado opuesto del vehículo, que comprende: una abrazadera de bastidor montada en el miembro de bastidor para soportar un extremo de un muelle; un soporte de extremo de muelle montado en el miembro de bastidor en relación separada de la abrazadera de bastidor; un muelle de láminas asimétrico que tiene un extremo unido pivotalmente a la abrazadera de bastidor y su extremo opuesto conectado al soporte de extremo de muelle; y medios para unir el muelle de láminas en un lugar intermedio a sus extremos opuestos al extremo de eje por medio del cual el muelle de láminas asimétrico se divide en un primer miembro en voladizo en un lado de la línea central del eje y el segundo miembro en voladizo en el lado opuesto de la línea central del eje; la mejora comprende el muelle asimétrico que comprende por lo menos un lamina que extiende toda la longitud del muelle y por lo menos una lámina más corta que forma una lamina de uno de los miembros en voladizo, el miembro en voladizo que incluye la lámina mas corta que tiene una rigidez por lo menos cuatro veces mayor que la rigidez del otro miembro.
9. En una suspensión como se reclama en la reivindicación 1, que tiene un punto de Ross localizado a una distancia sustancial de muelle y soportada en la abrazadera de bastidor en la dirección opuesta del muelle de láminas asimétrico, y que tiene una línea de Ross que es relativamente larga y plana. 15 oZ II2 RESUMEN DE LA INVENCIÓN Un sistema (5) de suspensión como se muestra en la figura 2 para soportar miembros (6) de bastidor que se extienden de proa a proa del chasis de un vehículo en un eje (7) hueco que incluye una abrazadera (18) de bastidor para soportar pivotalmente por consiguiente o guiar el extremo de un muelle (8) de lámina asimétrico, un soporte (17) de extremo del muelle para soportar el extremo en popa o trasero del muelle de lámina, y un ensamblaje para unir el muelle de lámina en una ubicación intermedia a sus extremos opuestos. El muelle de lámina se divide en dos extremidades (21, 23) en voladizo que se extienden en direcciones opuestas de la línea central del e e (7) . Una extremidad en voladizo tiene un espesor sustanclalmente más grueso que la otra extremidad en voladizo. Por lo menos una lámina del muelle de lámina asimétrico extiende la longitud completa del muelle de la lámina. En una modalidad particular, la lamina más corta tiene una porción de extremo que se extiende sobre el eje con un amortiguador (10) de aire montado ya sea sobre el eje o sobre un lado del mismo.