PT100217B - Uma suspensao traseira aperfeicoada - Google Patents

Description

"UMA SUSPENSÃO TRASEIRA APERFEIÇOADA"

MEMÓRIA DESCRITIVA

Resumo

Uma suspensão traseira para autocarros do tipo de molas de torção de borracha quadradas, cuja estrutura particular e componentes que a complementam resultam favoravelmente no incremento da capacidade de carga, redução dos tempos de manutenção e melhores condições de segurança e conforto durante o funcionamento do autocarro. Essa suspensão traseira inclui um suporte superior (20) e um suporte inferior (30) de forma similar e concebidos para sustentar a mola (10) abraçando-a; esses suportes superior (20) e inferior (30) estão unidos por braçadeiras (35) em cujas extremidades se introduz um assento de montagem inferior (70), que permite que as-.braçadeiras (35) fixem a mola (10) e os suportes (20,30) ao eixo traseiro (15) do ônibus por meio de porcas hexagonais de segurança. O conjunto descrito une-se à carroçaria do autocarro por meio de braços de suspensão e com a colaboração de uma montagem de -balanceiro e seu respectivo suporte. A suspensão traseira aperfeiçoada inclui também alavancas de ajuste ligadas de modo especial, sem solda, e providas de blocos hexagonais em cada extremo da mola quadrada. Além disso, o mencionado sistema de suspensão está dotado de apoios extremos no -2-

suporte superior para permitir que os amortecedores se nestes. apoiem -3-

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO O sistema de suspensão traseira que convencionalmente mais se aproxima à nova suspensão que aqui se propõe é a suspensão do tipo mola de torsão de segmento circular desenvolvido · por B.F.GOODRICH, e que se caracteriza por estar formada de uma borracha moldada em forma cilíndrica vulcanizada a um tubo de aço cilíndrico na parte interna e na parte externa a umas carcaças de lâminas de aço, como se mostra na figura 1, onde a mencionada mola circular está representada em condições de desmontada e montada. Além dessa figura, forma parte desta proposta uma segunda figura (fig.2), com o propósito de descrever de modo mais explicativo os antecedentes técnicos da nova suspensão. A mola convencional, em sua condição mostrada na figura 1 e nela identificada como o elemento (2), está introduzida à pressão dentro de um tubo de parede fina ao qual se incorporaram previamente peças tipo conchas grossas de aço soldadas firmemente ao tubo. Este conjunto é mostrado também na figura 1 e está designado com a referência numérica (1).

Com a finalidade de que a suspensão possa suportar a carga do autocarro, é necessário deformar a mola torcendo-a com alavancas de ajuste (3) que se fixam com solda aos extremos de mola, depois de esta haver sido introduzida no conjunto (1). Para compor a suspensão traseira, necessitam-se duas molas estruturadas da forma como se menciona antes, as quais são fixadas firmemente ao eixo traseiro por meio de pernos em forma de "U" e umas placas base. O eixo traseiro é rígido e incorpora--se à montagem diferencial por meio do qual o autocarro é impelido. -4-

Para complementar o sistema de suspensão e permitir o movimento relativo do eixo com relação à carroçeria, a suspensão conta com braços que se articulam em cada extremo da mola. Isto observa-se claramente na figura 3, onde os braços aparecem identificados com o número (2) e onde se mostram também a mola (1), o bloco de ajuste (5) que sustenta o braço por meio do tensor (4) por meio do qual também se ajusta a altura da carro-ceria com relação ao chão quando a mola sofre o' relaxamento normal devido ao uso. A suspensão circular inclui também quatro balanceiros (3) cada um deles constituído por um núcleo de aço forrado de barrocha e umas carcaças com as quais o balanceiro- se liga ao braço e ao suporte (7) da carroceria. O balanceiro isola por meio da borracha a vibração dos pneus e além disso permite a realização de rotação para possibilitar o movimento ao eixo, próprios da suspensão.

Embora o sistema anteriormente descrito de molas de torsão de segmento circular cumpra satisfatoriamente com os requisitos de segurança e conforto fundamentais para o bom funcionamento do autocarro, esse sistema tem o inconveniente de que uma vez acabada a rosca do tensor (4) que permite o ajuste para aproveitar as molas por algum tempo mais, é necessário remover as alavancas de ajuste (8) das molas e soldá-las novamente noutra posição angular nos extremos daquelas, na tentativa de compensar a deformação permanente e progressiva que se apresenta com o uso. Infelizmente, o processo adotado para soldar as alavancas de ajuste à mola faz com que a aplicação de calor estrague a borracha que está próxima ao extremo da mola o que provoca uma redução importante na vida útil desta última. -5-

Outro inconveniente da suspensão traseira convencional é o tempo excessivo que se gasta na substituição das molas quando estas atingem o limite de sua vida útil. A operação de substituição das mencionadas molas requer o uso de uma prensa para puxar ou empurrar a mola para dentro do núcleo, o que implica também na necessidade de recorrer a uma oficina especializada para realizar este tipo de trabalho.

OBJECTIVOS DA INVENÇÃO

Um dos objectivos da invenção é proporcionar uma suspensão traseira aperfeiçoada, do tipo de molas quadradas, de maior vida útil em todos os seus componentes.

Outro objectivo da suspensão aperfeiçoada é dotã-la de uma estrutura especial que facilite a manutenção de seus componentes e que com isso reduza o tempo morto de serviço do autocarro, para não afectar com este tipo de serviços a economia das empresas de transporte de passageiros.

Representa um objectivo adicional da invenção propor uma nova suspensão cujas partes componentes lhe propiciem uma maior capacidade de cargas e paralelamente incrementem a segurança e confiabilidade da mencionada suspensão.

Acrescente-se aos objectivos anteriores a obtenção de uma suspensão aperfeiçoada de montagem simples, já que não necessita de maquinaria ou ferramentas especiais para a instalação e montagem de seus componentes e sua montagem no autocarro.

Constitui outro objectivo da suspensão a incorporação, na mesma, de alavancas de ajuste de modelo especial que lhes -6- permitem serem retiradas da mola sem a necessidade de uma ferramenta especializada.

Um objectivo adicional da suspensão aperfeiçoada é a possibilidade de um maior retesamento das molas, o que aumenta a vida útil em funcionamento.

Os objectivos antes mencionados e alguns outros aparecerão ao longo da seguinte descrição detalhada da nova suspensão traseira, onde se faz referências, para uma interpretação mais clara, aos desenhos da invenção que se anexam também como parte deste projecto descritivo.

BREVE DESCRICÃO DOS DESENHOS A figura 1 é uma representação da mola de torsão circular convencional em condições de desmontada e montada; A figura 2 é uma vista lateral também da suspensão traseira convencional, onde se mostram alguns outros elementos que constituem; A figura 3 é uma vista lateral do conjunto geral da nova suspensão traseira com molas quadradas; A figura 4 é uma vista da mencionada suspensão aperfeiçoada em elevação lateral; A figura 5 é uma vista explodida do conjunto de suporte da mola quadrada.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA MODALIDADE PREFERIDA DE INVENÇÃO

Fazendo referência às figuras que ilustram o sitema de suspensão traseira aperfeiçoada, observa-se que esse sistema compreende uma mola de torsão de borracha, para cada lado, de segmento quadrado que lhe permite fundamentalmente incrementar sua capacidade de carga. A mola de torsão quadrada (10), cujo desenvolvimento técnico é um mérito de B.F.GOODRICH, caracteriza-se particularmente por estar formada por um núcleo tubular de segmento redondo sobre o qual se vulcaniza uma tampa de borracha, de composição especial de alta resistência ã torsão de segmento externo quadrado que por sua vez leva vulcanizados na forma longitudinal quatro ângulos de lâmina de aço, os quais formam em sua parte central uma fenda perimetral. Nas extremidades do núcleo tubular de segmento redondo, aos quais não se aplica borracha vulcanizada, é fixado por meio de solda um bloco hexagonal cuja função consiste em permitir a fixação da mola e a tensão desta, depois de instalada . O conjunto resultante, descrito no parágrafo anterior, é montado por interferência no interior de uma capa de segmento quadrado de lâmina de aço que apresenta três orifícios na área transversal central de duas de suas faces opostas, que coincidem com a fenda perimetral definida pelos ângulos da tampa vulcanizada. Em cada um dos orifícios da capa introduz-se um pino para impedir o deslocamento em qualquer sentido entre a mencionada capa e a tampa vulcanizada; deste modo permite-se que somente a borracha se torça quando se aplicam cargas ao núcleo de segmento redondo, devido ao peso do autocarro e às irregularidades do solo. -8-

Para sustentação da mola quadrada (10) concebeu-se um conjunto de suporte como o mostrado na figura 5 que compreende um suporte superior de segmento acanalado e fabricado em aço fundido, que abraça a parte superior da peça (10) e se acopla a um suporte inferior de forma complementar ao primeiro. O suporte superior (20) e o suporte inferior (30) juntam-se por meio de parafusos que atravessam os dois suportes através de orifícios de que estão dotados, assegurando-se a sustentação com as respecivas anilhas e porcas. 0 suporte superior (20) possui em sua parte superior central uma protuberância (21), que transmite os impulsos devidos ao choque da suspensão pelas irregularidades do caminho e que são absorvidas por um suporte de extremo superior (65), que impede que esses choques sejam transmitidos directamente até a carroce-ria do autocarro. A cada lado da saliência (21) encontra-se uma fenda semicircular (22), que serve como base, cada uma, para uma braçadeira correspondente (35), por meio das quais o conjunto formado pela mola (10) e os dois suportes (20) e (30) se ligam firmemente ao eixo traseiro (15) do autocarro contribuindo para isso um elemento de base para montagem inferior (70) e porcas hexagonais e outras de segurança. 0 suporte superior (20) inclui em cada extremidade uma pequena aba (23) que serve de suporte a um amortecedor (75). Para desempenhar essa função, cada aba (23) tem um orifício cónico (28) para receber um perno (29) que serve de sustentação ao amortecedor.

Como se menciona antes, a mola (10) recebe numa de suas faces uns pernos que evitam o deslocamento da tampa vulcanizada em relação à capa de segmento quadrado. Para este caso, o suporte (20) apresenta três orifícios (24) que alojam a cabeça dos -9-

mencionados pernos para impedir desse modo que a mola se desloque longitudinalmente em relação ao conjunto formado pelos suportes (20) e (30) quando se verifiquem esforços por tracção, travando o choque dos pneus do eixo traseiro.

No que se refere à constituição do suporte (30), este apresenta um modelo de segmento acanalado elaborado em aço fundido e que ao acoplar-se com o suporte superior (20) serve como sustentação à mola quadrada. Para isto, a forma e dimensões dos suportes (20) e (30) são simétricas e acoplam-se perfeitamente entre si e com a mola, a qual sujeitam adicionalmente por meio de parafusos, anilhas e porcas.

De modo semelhante ao do suporte (20), o suporte inferior (30) possui orifícios (31), com Um diâmetro e uma localização tais que permitem que as braçadeiras (35) abracem firmemente os dois suportes, junto com o eixo traseiro 15. Do mesmo modo, o suporte 30 tem orificios na sua área central, alinhados transversalmente, que coincidem com as cabeças dos pernos localizados na capa externa quadrada da mola para garantir que não se verifiquem deslocamentos entre os suportes superior e inferior com relação à mola.

Com respeito às braçadeiras, estas consistem em elementos de segmento redondo e em forma de "U", fabricados em material de aço de alta resistência e em cujas extremidades estão providos de uma parte roscada que, ao instalar os dois suportes (20) e (30) com o eixo traseiro (15), permite fixá-los por meio da base de montagem inferior (70) e de suas respectivas porcas hexagonais e de segurança. Este tipo de montagem tem a caracteristica de que a mola quadrada (10) ou o eixo traseiro (15) podem desmontar--se facilmente sem necessidade de ferramentas ou pessoal especializado. -10-

Para conectar à carroceria o conjunto formado pela mola quadrada, os suportes (20) e (30), a braçadeira (35) e a base de montagem inferior (70), utilizam-se uns braços de suspensão (40), que se constituem num elo de montagem que possui um modelo particular, elaborado em aço fundido de alta resitência ao impacto e à tensão. Previamente ã montagem dos braços de suspensão com a mola de torsão (10), colocam-se as alavancas de ajuste (45) sobre os blocos haxegonais da mola, que se encontram nas extremidades desta; as citadas alavancas são colocadas de maneira que a mola fique em tensão; em seguida realiza-se a conexão da mola com os braços de suspensão (40, fazendo coincidir um semicírculo contido nestes com o perímetro do núcleo redondo da mola e sujeitando ambas as partes com pernos em forma de "U" (60) e suas respectivas porcas de segurança. É importante destacar que o desenho dos braços de suspensão (10), na área onde se une com os blocos hexagonais da mola (10) tem a forma de "H" para asegurar que não se verifiquem movimentos transversais entre as duas peças, que se fixam firmemente por meio dos pernos em "U" e suas porcas. Por outro lado, a outra extremidade de cada braço de suspensão (40), que também um semicírculo, monta-se com um balanceiro respectivo de segmento circular, mantendo-se essa montagem também por meio de pernos em "U", porcas e anilhas.

Na área central de cada braço de suspensão (40) existe uma cavidade através da qual passa um perno tensor (50) um de cujos extremos se conecta com a alavanca de ajuste (45) enquanto que pelo ouro extremo se fixa ao braço com a ajuda de um bloco de ajuste (55) e umas porcas hexagonais de segurança. O perno tensor (50) é um elemento alongado, em forma de barra ou perno, e fabricado em material de aço de alta -11-

resistência à tensão e tratado termicamente; num de cujos extremos apresenta uma forquilha com uma perfuração que passa para receber um perno por meio do qual o perno tensor se fixa com a alavanca (45) . Na outra extremidade do porno (50) há uma parte roscada que lhe permite ligar-se com o braço de suspensão por meio do bloco de ajuste (55) e porcas. A função principal desse perno tensor é possibilitar a tensão de ajuste à mola (10) de torsão de borracha traseira.

Com referência ao bloco de ajuste (55), consiste em uma peça em forma de canal que apresenta um orifício em sua parte média e tem como função sustentar o braço de suspensão (40) com a ajuda do perno tensor (50) e além disso permite realizar de modo simples os ajustes de tensão da mola traseira. A construção do bloco de ajuste é feita em aço fundido de alta resistência.

Os pernos em "U" utilizados para fixar os braços de suspensão (40) com a mola (10) são elementos de segmento redondo, do tipo braçadeira em "U", elaborados em aço de alta resistência enrolado a frio e possui nas suas extremidades partes roscadas para fixar os componentes já mencionados. O desenho particular desses pernos faz desnecessário o uso de ferramentas especiais para a sua montagem e desmontagem.

Para evitar os choques de metal com metal entre a carroceria do autocarro e a suspensão quando o veículo colide com obstáculos ou objectos especialmente grandes, como por exemplo, lombas, pedras, etc., a suspensão traseira inclui um suporte para extremo superior (65), que tem a forma de ângulo com um esquadro central soldado em ambas as faces e que inclui uns orifícios para fixar-se à estrutura do autocarro. O lado horizontal do ângulo contêm montado na sua parte interna um extremo de borracha (66) -12- que serve para limitar o deslisamento da suspensão e impedir os choques desta contra a carroceria.

Relativamente à base de montagem inferior (70), que conjuntamente com as braçadeiras (35) fixam a mola quadrada e os suportes (20) e (30) com o eixo traseiro (15) pode mencionar-se que é um elemento de segmento essencialmente plano dotado de uma saliência na sua área central e fabricado em aço fundido de alta resistência ao impacto.

Essa placa inclui uns orifícios nos seus cantos, pelos quais se fazem passar as extremidades roscadas das braçadeiras (35) .

Para concretizar a ligação do sistema de suspensão com a carroceria do veículo, faz-se uso de elementos em forma de elo rectangular e de segmento circular definidos neste caso como balanceiros (80) que são fabricados em aço fundido de alta resistência e em cujos extremos se colocam por vulcanização tampas de borracha de grande resistência à pressão e sobre estas se vulcanizam duas carcaças de aço laminado de cada lado; estas possuem orifícios que servem para sujeitar o citado balanceiro com um suporte (85) para balanceiro.

Para complementar a nova suspensão traseira, incorpora--se a esta uns amortecediores do tipo telescópico de dupla acção e de trabalho pesado, cada um dos quais tem em cada extremidade um ilhós de forma cónica para introdução de buchas de borracha. Cada amortecedor (75) sujeita-se pela parte superior a suportes de placa que se integram à estrutura do autocarro, fixando-se por meio de um perno cónico com rosca em ambas as extremidades, enquanto a parte inferior do amortecedor se fixa ao suporte (20) , -13- especificamente à aba (2 3) , com o uso de um perno cónico e suas respectivas anilhas e porcas. O sistema de amortecimento constituído pelos amortecedores (75) tem como propósito principal absorver movimentos de ressalto e retrocesso da mola (10) produzidos pela energia momentânea armazenada ou pela oscilação que resulta das constantes operações de molejamento da suspensão.

Embora se tenha descrito uma modalidade preferida da nova suspensão traseira, entende-se que esta pode ter variações na sua realização, sem que isto signifique que se esteja afastando do conceito inventivo aqui descrito. Será evidente para um perito na matéria que a proposta que aqui.se faz deverá considerar-se somente como exemplificativa e de nenhum modo restritiva.

Tendo-se descrito a invenção da maneira precedente, reclama-se como propriedade o conteúdo das seguintes reivindicações .

Lisboa, 10 de Março de 1992

J. PEREIRA DA CRUZ

Agente Oficial da Propriedade Industrial RUA VICTOR COROON. 10 · A 3." 1200 USBOA