WO2002085651A1 - Suspensión auxiliar en etapas de trabajo de hule a tensión para ejes de vehículos en general - Google Patents

Abstract

Suspensión auxiliar en etapas de trabajo de hule a tensión para ejes de vehículos en general y consiste en un par de tubos concéntricos uno exterior y otro interior con hule adherido a sus superficies de contacto, las cuales al girar una dentro de la otra, someten al hule a esfuerzos de tensión, este sistema puede tener interconstruidas las dos etapas o puede ser híbrida, esta suspensión une al chasis del vehículo con el eje de las ruedas usando un brazo de palanca soldado al tubo exterior y un soporte que sujeta el tubo interior y su sistema de control de tensíon al otro extremo, caracterizándose entre otras por una palanca de tensión que convierte el movimiento longitudinal del tensor en un movimiento angular que transmite al tubo de anclaje para tensionar al hule y un brazo de tensión o solera que se encuentra soldado a la tapa de la caja en un extremo y que tiene una perforación por la que pasa un tensor con horquilla que da un punto de apoyo al tensor que también sirve para generar un movimiento longitudinal que permita ajustar la tensión del hule al nivel deseado.

Description

SUSPENSIÓN AUXILIAR EN ETAPAS DE TRABAJO DE HULE A TENSIÓN PARA EJES DE VEHÍCULOS EN GENERAL.

OBJETO DE LA INVENCIÓN.

La presente invención^' se refiere a una suspensión auxiliar en etapas para vehículos en general aplicada en un eje, tándem de ejes o ruedas auxiliares que es diferente de lo conocido y por su diseño especial y disposición de partes puede ser considerada para obtener la protección que se solicita.

El objeto de esta invención es del que al utilizar esta suspensión, se suavizan las suspensiones traseras de los vehículos de carga y pasaje cuando estos circulan con una carga entre 0 y 50% de su capacidad logrando con este dispositivo de suspensión un mayor confort en este intervalo para los usuarios de estos vehículos, donde pasando del 50% de carga entran en funcionamiento solamente las muelles con que actualmente están diseñados los vehículos en general.

Otro objetivo de la invención es de hacer notar que esta suspensión tiene una capacidad de carga del 25% en virtud de que el chasis del vehículo se colocará una pieza en cada lado aprovechando los orificios de sujeción de la defensa u otros que el chasis tenga y /o percha trasera y el buje de soporte de la muelle será unido con el buje del brazo de palanca del dispositivo de suspensión mediante un columpio. Por lo tanto, entre las dos piezas soportarían hasta el 50%, el otro faltante sería repartido entre las dos muelles o sea que el dispositivo de suspensión trabajara en conjunto con las muelles de 0 a 50% de carga, considerando esto como una primera etapa de funcionamiento y pasando del 50% de carga aplicada empezaría la acción o función de las muelles, es decir, las muelles funcionan de 50 a 100% de la carga, siendo esta operación una segunda etapa de funcionamiento.

La suspensión auxiliar de referencia esta constituida por un par de tubos concéntricos con hule adherido a sus superficies de contacto, las cuales al girar, una dentro de la otra, someten al hule a esfuerzos de tensión, este sistema puede tener interconstruidas las dos etapas o puede ser híbrida, usando como primera o segunda etapa algún sistema de suspensión ya instalado en el vehículo, pudiendo ser el de resorte o las muelles convencionales, esta suspensión une el chasis del vehículo con el eje de las ruedas usando un brazo de palanca soldado al tubo exterior y un soporte que sujeta al tubo interior y sus sistema de control de tensión al otro extremo, estas partes y otras características del dispositivo de suspensión se harán notar mas claramente en la descripción correspondiente.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Se han desarrollado varios sistemas de suspensión, como hojas de metal, resortes helicoidales, bolsas de aire, etc., todos ellos buscan que el vehículo viaje confortablemente en caminos con topes, baches, curvas, piedras, rugosidades, etc., a las cuales se enfrentan de manera constante y así como es importante el confort de la suspensión, se requiere que tenga otras características como son capacidad de carga, estabilidad, duración, bajo costo, simplicidad de operación, reducción de vibraciones, seguridad, bajo mantenimiento, etc., corno es de esperar cada una de las suspensiones tiene ventajas y desventajas comparativas entre ellas, por ello se diseño esta suspensión que pretende en el caso de vehículos que ya tienen algún sistema de suspensión instalado, complementarlo, para reducir sus deficiencias y mejorar el confort.

Una de las principales desventajas de los sistemas existentes es que el vehículo no tiene un adecuado confort en todo el rango de carga de tal forma que existen sistemas que cuando el vehículo esta sin carga o ligeramente cargado, este brinca, vibra, salta, es inestable en caminos rugosos, etc., y cuando esta cargado trabaja bastante bien pero no siempre se va a tener al vehículo totalmente cargado y a la inversa algunos sistemas son moderadamente confortables sin carga pero al cargarlos se inclinan demasiado, son inestables, disminuye visibilidad, etc., en ambos casos la suspensión en etapas de hule a tensión se instala en uno como primera etapa para hacer confortable y estable al vehículo cuando se encuentra sin carga o casi sin carga y en el otro caso se emplea para mejorar las características de carga disminuyendo la inclinación del vehículo y aumentando su estabilidad funcionando como una segunda etapa o auxiliar. Así mismo, esta suspensión de hule a tensión puede fabricarse con dos o más etapas interconstruidas de tal forma que puede ser usado como un sistema integral de suspensión que le brindara al vehículo un adecuado confort en todo el rango de carga y una excelente . estabilidad, seguridad, bajo costo y también mantenimiento y su sistema de control de tensión permite nivelar el vehículo fácilmente cuando el hule sufra algún deterioro con el uso, con ajustar una tuerca y contratuerca que se describirá mas adelante.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN.

Los detalles característicos de la invención se muestran claramente en la siguiente descripción y en los dibujos que se acompañan, así como una ilustración de aquella y sirviendo los mismos signos de referencia para indicar las partes de las figuras mostradas en las que:

La figura 1 muestra una vista lateral de la suspensión de hule a tensión de una etapa.

La figura 2 muestra el despiece de la suspensión de una etapa.

La figura 3 muestra la vista posterior de una etapa armada e instalada en el chasis.

La figura 4 muestra un lado del montaje de la suspensión de hule a tensión como primera etapa, en conjunto con una suspensión de hojas de metal que actúa como una segunda etapa.. La figura 5 muestra la vista lateral de una suspensión de dos etapas interconstruidas de hule a tensión.

La figura 6 muestra la vista posterior de una suspensión de dos etapas de hule interconstruidas.

La figura 7 muestra el despiece de una suspensión de dos etapas de hule a tensión. La figura 8 muestra el montaje de un lado de una suspensión de dos etapas, en un vehículo con un eje, dos ruedas y un chasis.

La descripción de la suspensión puede ser aplicada en un eje, tándem de ejes o ruedas auxiliares y en este caso se hará tomando como ejemplo un eje sencillo con dos ruedas y se describirá su uso como primera etapa de un sistema de suspensión de hojas metálicas indicando también la alternativa de utilización de la suspensión de dos etapas interconstruidas de hule a tensión como a continuación se explicara en forma entendible de acuerdo a las ilustraciones y empezando diré que:

En las figuras 1 y 2 el número (1) es una palanca de fuerza cuyo objeto es transmitir al tubo de reacción (5) o tubo exterior figura 2 la fuerza que proviene del eje (17) figura 4 a través de las muelles de hojas de acero (16) figura 4 las cuales se unen a una palanca mediante el columpio (20) figura 4, el número (2) figuras 1 y 2 es un tubo de anclaje o tubo de acero interior que transmite al hule que se ancla mediante vulcanizado en su superficie exterior, un movimiento angular. El cual tensionará el hule hasta lograr el punto de ajuste deseado, el número (3) figuras 1 y 2 es una tapa de caja o placa de acero doblada con una perforación al centro que sirve como soporte al conjunto el cual es una placa de acero con tres perforaciones, dos de diámetros iguales que sirven de sujeción y uno de diámetro mayor que sirve para sujetar al tubo de anclaje (2) figura 2 que cuando el conjunto o suspensión esta armada. Esta placa se atornilla al chasis del vehículo, el número (5) figura 2 es un tubo de reacción y tiene el objetivo de recibir una fuerza proveniente de la palanca de fuerza (1) figura 2 y transmitirla al hule adherido en su superficie interna el cual generara una fuerza de reacción que equilibra el sistema, el número (6) figuras 1 y 2 es una palanca de tensión y se encarga de convertir el movimiento longitudinal del tensor en un movimiento angular que transmite al tubo de anclaje para tensionar al hule, el número (7) figuras 1 y 2 es un brazo de tensión o solera de acero que se encuentra soldada a la tapa de la caja, número (3) figura 2 en un extremo y que tiene una perforación a través de la cual se hace pasar el tensor con horquilla (8) figuras 1 y 2 cuya función es dar, un punto de apoyo fijo al tensor con horquilla (8) figura 2, el número (8) figuras 1 y 2 es un tensor con horquilla y sirve para generar un movimiento longitudinal que permita ajustar la tensión del hule al nivel deseado, el número (9) figuras 1 y 2 son tuercas de ajuste y sirven una para convertir el movimiento circular de las mismas sobre la rosca del tensor con horquilla (8) figura 2, en un movimiento longitudinal controlado y la otra sirve como contratuerca para asegurar que una vez efectuado el ajuste este no se mueva, el perno de horquilla (10) figura 2 es una barra de acero pequeña que sirve para articular la horquilla del tensor con la palanca de tensión, el número (11) figuras 1 y 2 es una pieza de tope y sirve como un limite de desplazamiento del brazo de palanca y marca el punto de trabajo de cada etapa, ya que cuando el tope impida que se siga desplazando el brazo este deja de transmitir mas fuerza al tubo de reacción (5) figura 2 y a partir de ese momento queda solo funcionando la segunda etapa que en este caso es la muelle de hojas de acero (16) figura 4, el número (12) figuras 1 y 2 es una solera de sujeción o soporte de acero que permite alojar el límite de carrera (24) figura 4 y sujetar la caja de suspensión unión entre placa (3) y base de caj a (4) figura 2 a la percha trasera (22) figura 4 y que esta firmemente sujeta al chasis en la parte diseñada para soportar la carga, la pieza de hule (3) figuras 2 y 7 es un compuesto de hule natural y sintético vulcanizado y adherido a la superficies de contacto de los tubos de anclaje y reacción que permite tener resistencia a la fatiga, tensión, vibración, corte, etc., que sirve para tener en equilibrio al sistema, en todo el rango de carga para el cual se diseña la suspensión de una etapa y también se puede utilizar un núcleo de acero no mostrado.

Ahora bien, siguiendo con la descripción y con relación a la suspensión (segunda etapa), la pieza de hule (14) figura 7 es un compuesto de hule natural y sintético, vulcanizado y adherido a las superficies de contacto de los tubos de anclaje (2) figura 2 y reacción segunda etapa (15) figura 7, que permite tener una resistencia a la fatiga, tensión, vibración, corte, etc., sirve para tener en equilibrio al sistema en todo el rango de caiga, para el cual se diseña la segunda etapa, el número (15) figura 7 llamado tubo de reacción segunda etapa tiene el objetivo de recibir una fuerza proveniente del actuador (23) figura 6, fijado en la primera etapa y transmitirla contra el actuador sujeto en la segunda etapa y este a su vez contra el hule adherido en su superficie interna, el cual generara una fuerza de reacción que equilibra el sistema con la suma de fuerzas de la primera y segunda etapas, el número (16) figura 4, son las muelles de hojas metálicas que son parte de una suspensión ampliamente aplicada y las cuales se usan como una segunda etapa cuando el sistema es híbrido y tienen el objetivo de flexionarse y convertir un movimiento vertical provocado por variaciones de carga o superficie en un movimiento mixto con componentes vertical y horizontal, el número (17) figura 4 identifica el eje del vehículo el cual sujeta en sus extremos las llantas y este es sujetado a las muelles por medio de abrazaderas y sirve como medio de enlace entre el piso y la suspensión, el chasis del vehículo (18) figura 4 es un marco rígido de acero sobre el que se fija la caja de suspensión y es el enlace entre la carrocería y la suspensión, el amortiguador número (19) figura 4 es un dispositivo que se utiliza para reducir el impacto y la velocidad del movimiento vertical, el columpio (20) figuras 4 y 8 es un par de soleras con bujes de hule con nylon el cual genera una articulación de unión entre la muelle de hojas metálicas figura 4 o barra de soporte figura 8 y la palanca de fuerza, la percha delantera (21) figuras 4 y 8 es una pieza de acero sujetada en el chasis del vehículo en un sitio especialmente diseñado para soportar la carga en el área delantera de la suspensión, la percha trasera (22) figuras 4 y 8 es una pieza de acero sujetada al chasis del vehículo en un sitio especialmente diseñado para soportar la carga en el área posterior (23) figura 6 identifica los actuadores fijados en la primera y segunda etapas los cuales tienen una separación entre sí y sirven para determinar a partir de que cantidad de movimiento y carga actuaran loas dos etapas como una sola a través de los actuadores, el número (24) figura 4 identifica el límite de carrera de la palanca de fuerza que en conjunto con el tope determina la cantidad de movimiento que le será permitido a la primer etapa en conjunto con las muelles de hojas metálicas, el número (25) figuras 5 y 6 son cartabones o triángulos de placa de acero, que se utilizan para hacer que la estructura de la caja de suspensión se comporte como un cuerpo rígido, el número 26 figuras 3 y 6 son to illos de sujeción o pernos roscados de acero con tuerca y rondana y se emplea para fijar la base y tapa de la caja de suspensión (3) y (4) figuras 1 y 2 con el chasis (18) figura 4 y finalmente el (27) figura 8 es una barra de soporte o perfil rectangular de metal que sirve para sujetar el eje en una posición fija con respecto a la percha delantera (21) figura 4 y transmitir la fuerza de reacción del eje (17) figura 4 al columpio (20) figura 4.

En las figuras 3, 4, 5, 6, 7 y 8 se ilustran partes ya descritas e identificadas anteriormente aclarando que esta situación se dio así porque en estas figuras o dibujos se ilustran con mas claridad todas y cada una de las partes de la suspensión.

Claims

REΓVINDICACIONES

1. Suspensión auxiliar en etapas de trabajo de hule a tensión, para ejes de vehículos en general que comprende en combinación por la parte superior una tapa de caja o placa de acero doblada con una perforación al centro que sirve como soporte al conjunto de piezas y el cual se soldá a la base de caja que va por la parte inferior que también es una placa de acero con tres perforaciones, dos de diámetros iguales que sirven de sujeción y uno de diámetro mayor que sirve para sujetar a un tubo de anclaje cuando el conjunto esta armado, esta placa se atornilla al chasis del vehículo, comprende también una palanca de fuerza que transmite a un tubo de reacción contiguo, la fuerza que proviene del eje donde se monta la rueda a través de las muelles de hojas de acero las cuales se unen a la palanca de fuerza mediante un columpio, comprende también un tubo de anclaje o tubo de acero que transmite al hule que se ancla mediante vulcanizado en su superficie exterior, un movimiento angular, el cual tensionara al hule hasta lograr el punto de ajuste deseado, el tubo de reacción mencionado recibe fuerza proveniente de la palanca de fuerza y la transmite al hule adherido en su superficie interna el cual generara una fuerza de reacción que equilibra el sistema, caracterizándose por una palanca de tensión que convierte el movimiento longitudinal del tensor en un movimiento angular que transmite al tubo de anclaje para tensionar al hule y un brazo de tensión o solera que se encuentra soldada a la tapa de la caja en un extremo y que tiene una perforación a través de la cual se hace pasar un tensor con horquilla cuyo objeto es dar un punto de apoyo fijo al tensor que también sirve para generar un movimiento longitudinal que permita ajustar la tensión del hule al nivel deseado para hacer trabajar a la suspensión en condiciones oprimas.

2. Suspensión auxiliar en etapas de trabajo de hule a tensión, para ejes de vehículos en general como se reclamo en la cláusula 1, que comprende también 2 tuercas de ajuste que sirven una para convertir el movimiento circular de las mismas sobre la rosca del tensor con horquilla en un movimiento longitudinal controlado y la otra sirve como contratuerca para asegurar que una vez controlado el ajuste no se mueva, un perno de horquilla o barra de acero pequeño que sirve para articular la horquilla contra la palanca de tensión, caracterizándose la suspensión por un tope que sirve como limite de desplazamiento del brazo de palanca y marca el punto de trabajo de cada etapa ya que cuando el tope impide que se siga desplazando el brazo, este deja de transmitir mas fuerza al tubo de reacción y a partir de ese . momento queda funcionando solo la segunda etapa que en este caso es la muelle de hojas de acero así como una solera de sujeción o soporte de acero que permite determinar el limite de carrera y sujetar la caja de suspensión (tapa de caja y base de caja) a la percha trasera que este firmemente sujeta al chasis en la parte adecuada para soportar la carga y también una pieza de hule adherido a las superficies de contacto de los tubos de anclaje y reacción que permite tener resistencia a la fatiga, tensión, corte, etc. Que sirve para tener en equilibrio el sistema en todo rango de carga de la suspensión de una o dos etapas.

3. Suspensión auxiliar en etapas de trabajo de hule a tensión, para ejes de vehículos en general como se reclamo en la cláusula 2 que comprende también, un tubo de reacción segunda etapa que recibe una fuerza proveniente de un actuador fijado en la primera etapa y transmitirla contra el actuador sujeto en la segunda etapa y este a su vez contra el hule adherido en su superficie interna el cual generara una fuerza de reacción que equilibra el sistema con la suma de fuerzas de la primera y segunda etapas, muelles de hojas de acero utilizadas como una segunda etapa cuando el sistema es híbrido y tienen el objetivo de flexionarse y convertir el movimiento vertical provocado por variaciones de carga o superficie en un movimiento mixto con componentes vertical y horizontal, un eje el cual sujeta en sus extremos a las llantas y este es sujetado a las muelles por medio de abrazaderas y sirve como medio de enlace entre el piso y la suspensión, un chasis o marco rígido de acero sobre el que se fija la caja de suspensión, un amortiguador para reducir el impacto y la velocidad de movimiento vertical, un columpio con bujes de hule o nylon el cual genera una articulación de unión entre la muelle y la palanca de fuerza, perchas delantera y trasera o piezas de acero sujetas al chasis para soportar la carga delantera y posterior de la suspensión, caracterizándose la suspensión por unos actuadores fijados en la primera y segunda etapas los cuales tienen una separación entre si y sirven para determinar a partir de que cantidad de movimiento y carga actuaran las dos etapas como una sola interconectada a través de los actuadores y también el limite de carrera de la palanca de fuerza en combinación con el tope determina la cantidad de movimiento que le será permitido a la primera etapa, en conjunto con las muelles de hojas metálicas. Así mismo; unos cartabones o triángulos de placa de acero se utilizan para hacer que la estructura de la caja de suspensión se comporte como un cuerpo rígido y una barra de soporte o perfil rectangular de metal sirve para sujetar el eje en una posición fija respecto a la percha delantera y transmitir la fuerza de reacción del eje al columpio.