MX2014007086A - Muelle de lamina flexible frontal. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a una suspensión de vehículo comprende un par de muelles de lámina flexible (61) colocados para extenderse en dirección longitudinal en los lados opuestos de un bastidor de vehículo. Cada muelle de lámina flexible (61) tiene un primer extremo conectado, en forma giratoria, en el vehículo con una primera abrazadera (63) acoplada, en forma rígida, con el bastidor en una primera posición (71). Un segundo extremo es conectado con el bastidor de vehículo con un gemelo de muelle conectado, en forma giratoria, con una segunda abrazadera (64) acoplada, en forma rígida, con el bastidor en una segunda posición, con el propósito de compensar los cambios de longitud del muelle de lámina flexible (61) bajo condiciones de carga. La suspensión además comprende un eje (66) que se extiende en dirección transversal del bastidor de vehículo, el eje es montado en cada muelle de lámina flexible (61) en una posición intermedia a su primer y segundo extremos. Al menos una lámina flexible superior del muelle de lámina flexible (61) es un muelle parabólico que tiene una porción convexa (70) que se extiende hacia el bastidor, y esta porción convexa (70) es ubicada entre el primer extremo y la posición intermedia.

Description

MUELLE DE LAMINA FLEXIBLE FRONTAL Campo de la Invención Esta invención se refiere a una suspensión de vehículo que comprende muelles de lámina flexible, en particular, se refiere a una suspensión para un eje rígido con un comportamiento mejorado de dirección de balanceo.

Antecedentes de la Invención En las suspensiones de vehículo en donde un eje rígido es ubicado y controlado por muelles de lámina flexible, se han efectuado muchos arreglos. Estos arreglos pueden reflejarse, de manera adversa, en el rendimiento de la suspensión bajo distintas condiciones de carga a las cuales esta es sometida durante la operación del vehículo. Los ejemplos de esta condición de carga es el balanceo del vehículo alrededor del centro de balanceo longitudinal que ocurre cuando el vehículo está tomando una curva o es sometido a las fuerzas inducidas por los fuertes vientos en la dirección transversal. Una carga adicional es denominada la "dirección de choque o sobresalto" , que ocurre cuando una rueda en un lado del vehículo es desviada hacia arriba por un obstáculo en la superficie de la carretera. Este tipo de carga afecta el comportamiento de la dirección de balanceo del vehículo y el efecto puede ser reducido mejorando el componente auxiliar de rigidez de balanceo de la suspensión.

Ref. 249048 El efecto de la rigidez del muelle en el movimiento de balanceo es combinado con la rigidez auxiliar de balanceo para proporcionar la rigidez total de balanceo. La rigidez auxiliar de balanceo es un componente de la rigidez total de balanceo derivada de los componentes de la suspensión diferentes de los muelles por sí mismos (los sistemas de brazo delantero, las barras de anti-balanceo, etc.

Algunos intentos para incrementar el componente de rigidez auxiliar de balanceo han sido realizados previamente a la invención descrita más adelante. Los fabricantes de vehículos han conseguido un éxito limitado incrementando la asimetría longitudinal de la separación del eje sobre los muelles. De manera específica, al ubicar el eje en un punto entre el punto intermedio de los muelles de lámina flexible y su conexión directa con el bastidor de vehículo por medio del soporte de muelle, y al incrementar la rigidez torsional del eje, han sido efectuadas ganancias aproximadamente del diez por ciento en el componente de rigidez auxiliar de balanceo. Esto es debido al incremento de correlación en ambos de los dos subcomponentes del componente de rigidez auxiliar de balanceo, el torcimiento de la lámina flexible y la torsión del eje.

El incremento en el subcomponente de torcimiento de la lámina flexible puede ser visualizado como sigue. A medida que el vehículo toma un cambio en la dirección, los muelles son cargados, en forma asimétrica, en la dirección lateral. Como resultado, la carrocería del vehículo se inclina. Esto produce una angularidad entre el eje y el bastidor de vehículo en la dirección lateral, con el muelle exterior comprimido hasta una extensión más grande, y el muelle interior es liberado hasta alguna extensión. Los muelles se convierten en el miembro de conformidad que acepta esta diferencia angular. Es decir, los muelles son ligeramente torcidos a lo largo de su longitud. Debido a que los muelles de lámina flexible están fijados en el chasis en sus extremidades, el torcimiento ocurre entre el agujero de extremo de muelle frontal y el acoplamiento de eje de punto medio, y entre el agujero de extremo de muelle posterior y el acoplamiento de eje de punto medio. La capacidad de cada media porción de muelle de la longitud total para resistir este torcimiento es una función del módulo de corte del material, su momento polar de inercia, y la longitud de esta media porción. Debido a que la velocidad de muelle torsional de la media porción de muelle de la longitud total es una función del inverso de la longitud de esta media porción, la velocidad en la cual se incrementa la velocidad de muelle torsional para la media porción de muelle que se hace más corta por la asimetría longitudinal se vuelve rápidamente más grande que la velocidad en la cual disminuye la velocidad de muelle torsional para la media porción de muelle que se hace más grande por esta misma asimetría longitudinal . Debido a que la conexión directa entre el muelle y el bastidor de vehículo por medio del soporte de muelle es más rígida, de manera general, que la conexión por medio del gemelo de muelle, o el miembro que compensa la variación en la longitud del muelle en función de la desviación, que es generalmente el extremo del muelle hacia el cual está ubicado el eje.

El incremento en el subcomponente de torsión de eje de la rigidez auxiliar de balanceo puede ser visualizado como sigue. A medida que el vehículo se inclina, el muelle exterior es comprimido hasta una extensión más grande, y el muelle interior es liberado hasta alguna extensión, como es mencionado con anterioridad. A medida que el muelle de lámina flexible es comprimido, éste generalmente se aplana en el caso de un muelle parabólico, o se vuelve inadvertidamente parabólico en el caso de un muelle plano. Esto también cambia la distancia entre los agujeros de extremo de muelle, lo cual explica la necesidad del gemelo de muelle que se menciona con anterioridad. En algún punto en o junto a su punto intermedio, la tangente dibujada al muelle en este punto permanece en un ángulo casi constante con relación al eje longitudinal del vehículo a través de toda la desviación del muelle. Hacia adelante y hacia atrás de este punto intermedio teórico, el ángulo entre la tangente dibujada al muelle y el eje longitudinal del vehículo cambiará a través de toda la desviación del muelle. Mediante el acoplamiento del eje con un punto diferente de este punto intermedio teórico, de manera general, en la dirección del punto intermedio teórico hacia la conexión directa entre el muelle y el bastidor de vehículo por medio del soporte de muelle, la torsión es introducida al eje, debido al hecho que los muelles interior y exterior se están desviando en las direcciones opuestas lo que origina cambios opuestos en el ángulo entre las tangentes dibujadas en los muelles y el eje longitudinal del vehículo. También al incrementar la rigidez torsional del eje, es incrementado el subcomponente de torsión de eje de la rigidez auxiliar de balanceo.

Un ejemplo de un arreglo convencional de suspensión de vehículo es mostrado en las Figuras 1A y IB, las cuales muestran una vista lateral esquemática de un par de suspensiones de rueda frontal de la técnica anterior. En estas figuras, los mismos números de referencia serán utilizados para denotar las mismas partes del componente. La suspensión de vehículo en la Figura 1A comprende un par de muelles de lámina flexible 11 (se muestra uno) colocados para extenderse en dirección longitudinal en los lados opuestos de un bastidor de vehículo 12. Cada muelle de lámina flexible tiene un primer extremo conectado, en forma giratoria, con el vehículo con una primera abrazadera o el soporte de muelle 13 acoplado, en forma rígida, con cada bastidor de muelle de lámina flexible en una primera posición. Un segundo extremo del muelle de lámina flexible es conectado con el bastidor de vehículo con la segunda abrazadera o el soporte de muelle 14a y un gemelo de muelle 15, con el propósito de compensar los cambios de longitud del muelle de lámina flexible bajo condiciones de carga. Un eje rígido 16 se extiende en dirección transversal del bastidor de vehículo, el eje es montado en cada muelle de lámina flexible por medio de una abrazadera adicional en una posición entre los respectivos primero y segundo extremos. El eje 16 es proporcionado con una placa de eje 19 que se apoya contra el muelle de lámina flexible 11. El muelle de lámina flexible 11 es acoplado con el respectivo soporte de muelle 13, 14a en un agujero de extremo de muelle de lámina flexible frontal y posterior 17, 18, de manera respectiva. En este ejemplo, el eje es un medio amortiguador (no se muestra) de eje de dirección frontal A, tal como un amortiguador de aire con resorte que es montado entre el eje y el bastidor de vehículo o en un eje adyacente.

La Figura 1A muestra un arreglo de muelle de lámina flexible para un vehículo de dirección normal, que tiene una dirección imperceptible de eje. A medida que el muelle de lámina flexible 11 es desviado bajo la carga, un punto P, ubicado en el centro de la placa de eje 19 e interceptado por un plano perpendicular a través de la placa de eje en este punto, seguirá un arco determinado por la ubicación del así llamado punto de Ross Rp. A medida que es incrementada y disminuida la carga sobre el muelle, el punto P se moverá entre un punto superior Pi y un punto inferior P2. Como puede observarse a partir de la Figura 1A, una línea imaginaria a través de los puntos superior e inferior Plf P2 es sustancialmente vertical, originando una suspensión de dirección neutral virtualmente sin la dirección de eje.

Para ejes rígidos de dirección, el diseño normal es la creación de un comportamiento de subviraje, que requiere una inclinación hacia atrás relativamente grande para ambas de la línea de Ross y la línea de referencia. La línea de referencia es una línea de referencia imaginaria entre los agujeros de extremo de muelle de lámina flexible frontal y posterior. Un ejemplo de esto es mostrado en la Figura IB, en la cual la suspensión de vehículo comprende un par de muelles de lámina flexible 11 colocados para extenderse en dirección longitudinal en los lados opuestos de un bastidor de vehículo 12. Cada muelle de lámina flexible tiene un primer extremo conectado, en forma giratoria, con el vehículo con una primera abrazadera o el soporte de muelle 13 acoplado, en forma rígida, con cada bastidor de muelle de lámina flexible en una primera posición. Un segundo extremo del muelle de lámina flexible es conectado con el bastidor de vehículo con un soporte extendido de muelle 14b y un gemelo de muelle 15. Un eje rígido 16 se extiende en dirección transversal del bastidor de vehículo, el eje es montado en cada muelle de lámina flexible por medio de una abrazadera adicional en una posición entre los respectivos primero y segundo extremos. El eje 16 es proporcionado con una placa de eje 19 que se apoya contra el muelle de lámina flexible 11. El muelle de lámina flexible 11 es acoplado con el respectivo soporte de muelle 13, 14b en un agujero de extremo de muelle de lámina flexible frontal y posterior 17, 18, de manera respectiva. El soporte de muelle extendido 14b provoca la inclinación requerida hacia atrás para ambas de la línea de Ross y la línea de referencia .

La línea de referencia es una línea de referencia imaginaria entre los agujeros de extremo de muelle de lámina flexible frontal y posterior 17, 18. De manera general, es conocido en la técnica que los muelles de lámina flexible bajo carga formarán un arco alrededor de un punto imaginario en el espacio que es llamado el "punto de Ross" lo cual a su vez determina la así llamada "línea de Ross" . El punto de Ross es indicado en Rp y la línea de Ross es indicada en RL en las Figuras 1A y IB. Además es conocido que la línea de Ross tiene que ser tan plana y larga como sea posible y la geometría de la línea de Ross debe coincidir con la geometría de la varilla de arrastre de la articulación de dirección de vehículo (no se muestra) . La articulación o varilla de arrastre conecta la biela de mando de la dirección y el brazo complementario o intermedio en una articulación convencional de dirección.

La Figura IB muestra un arreglo de muelle de lámina flexible para un vehículo de subviraje, con la dirección de eje. A medida que el muelle de lámina flexible 11 es desviado bajo la carga, un punto P seguirá un arco determinado por la ubicación del punto de Ross Rp como se describe con anterioridad. A medida que es incrementada y disminuida la carga sobre el muelle, el punto P se moverá entre un punto superior Px y un punto inferior P2. Como puede observarse a partir de la Figura IB, una línea imaginaria a través de los puntos superior e inferior Plr P2 es inclinada en la dirección hacia arriba y hacia abajo. El arreglo del muelle de lámina flexible 11 en la Figura IB provoca una diferencia longitudinal x entre las líneas verticales a través de los puntos superior e inferior P1# P2, originando la suspensión de subviraje con la dirección de eje en el plano X-Y. En el texto subsiguiente, el eje-x es ubicado en la dirección longitudinal del vehículo, el eje-y es ubicado en la dirección transversal del vehículo y el eje-z se encuentra en la dirección vertical, en ángulo recto al plano X-Y.

La línea de Ross y el ángulo de la línea de referencia en la Figura IB originarán una dirección de eje, que provoca la rotación del eje en la dirección- z, como es indicado en la Figura 2. La Figura 2 muestra una vista en planta esquemática de la suspensión indicada en la Figura IB. La Figura 2 muestra los muelles izquierdo y derecho de lámina flexible 21, 22, los cuales son conectados por un eje rígido de dirección 23, que corresponde con el eje 11 en la Figura IB en su posición descargada. La figura 2 también muestra el eje dirigido 23, indicado en líneas de trazo, en la posición cuando es disminuida la carga sobre el muelle, y en el lado posterior del eje 23 se encuentra en el punto inferior P2. Esta situación de carga ocurre cuando el conductor que se dirige a la entrada en la dirección de manejo S provoca que el vehículo de vuelta hacia la derecha durante una vuelta a mano izquierda. La figura 2 también muestra un cárter de dirección 25 que tiene una biela de mando de la dirección (no se muestra) conectada con una varilla de dirección 26 y un brazo de husillo 27 para controlar el volante de dirección 28. El cárter de dirección 25 es acoplado con el bastidor, que ha sido desechado por motivos de claridad. Durante una vuelta a mano izquierda, la carga sobre el muelle provocará que el eje sea desplazado de la posición indicada por el eje 23 a la posición indicada por el eje 24, originando un desplazamiento del centro de rueda 29. A medida que la posición de la varilla de dirección 26 es controlada por el cárter de dirección 25, que es fijo, el desplazamiento del centro de rueda 29 provocará la rotación del volante 28 en una dirección contraria a la entrada de dirección, originando un subviraje.

Sin embargo, con el propósito de conseguir esta dirección de eje, la abrazadera de muelle posterior 14b requiere una alta rigidez debido al desplazamiento vertical relativamente grande del bastidor de chasis. Este arreglo es consumidor de espacio, pesado y costoso.

El diseño descrito con anterioridad, con un muelle de lámina flexible en ángulo hacia atrás y con las líneas de Ross y de referencia juntas en paralelo, proporcionarán muy poco movimiento longitudinal en la dirección de la línea de referencia. Esto reduce las fuerzas en el sistema de muelle y eje, de modo que la dirección de eje tendrá una influencia directa del subviraje en el comportamiento total de la dirección. En este contexto, la dirección total es el efecto combinado de dirección creada por la entrada, el subviraje y la dirección de balanceo de la dirección de conductor. Cuando la varilla de dirección mueve el brazo de husillo en una dirección longitudinal, la dirección de eje provocará un efecto de subviraje durante el movimiento de balanceo del bastidor de vehículo.

La Figura 3 muestra una vista lateral de una suspensión alternativa de vehículo de la técnica anterior en donde el ángulo entre la línea de Ross RL y la línea de referencia DL es suficientemente grande para conseguir el comportamiento deseado de la dirección de eje. La suspensión de vehículo de la técnica anterior en la Figura 3 comprende un par de muelles izquierdo y derecho de lámina flexible 31a, 31b colocados para extenderse en dirección longitudinal en los lados opuestos de un bastidor de vehículo 32a, 32b. Cada muelle de lámina flexible tiene un primer extremo conectado, en forma giratoria, con el vehículo con una primera abrazadera o el soporte de muelle 33a, 33b acoplado, en forma rígida, con cada bastidor de muelle de lámina flexible en una primera posición. Un segundo extremo del muelle de lámina flexible es conectado con el bastidor de vehículo con la segunda abrazadera o el soporte de muelle 34a, 34b y un gemelo de muelle 35a, 35b, con el propósito de compensar los cambios de longitud del muelle de lámina flexible bajo condiciones de carga. Un eje rígido 36 se extiende en dirección transversal a partir del bastidor de vehículo, el eje es montado en cada muelle de lámina flexible por medio de una abrazadera adicional en una posición entre los respectivos primero y segundo extremos. El eje 36 es proporcionado con una placa de eje 39a, 39b que se apoya contra el respectivo muelle de lámina flexible 31a, 31b. Los muelles de lámina flexible 31a, 31b son acoplados con el respectivo soporte de muelle 33a, 33b; 34a, 34b en un agujero de extremo de muelle de lámina flexible posterior y frontal 17a, 17b; 18a, 18b, de manera respectiva.

El eje dirigido 36, indicado en la Figura 4, corresponde con la posición de eje cuando es disminuida la carga en el muelle a mano izquierda, y el extremo del eje 36 en el lado cercano se encuentra en el punto inferior P2. En forma similar, el extremo del eje 36 en el lado lejano se encuentra en el punto superior Px . Esta situación de carga ocurre cuando un conductor que se dirige a la entrada en la dirección de conducción S provoca que el vehículo de vuelta hacia la derecha durante una vuelta a mano izquierda.

Cuando el ángulo entre la línea de Ross RL y la línea de referencia DL es suficientemente grande se consigue el comportamiento deseado de la dirección de eje debido al desplazamiento de los centros de rueda 41a, 41b, como es indicado por la posición de eje indicada de manera esquemática en la Figura 4. Sin embargo, el resultado serán grandes fuerzas de reacción entre los dos muelles de lámina flexible lia, 11b. Esto provocará una deformación de torcimiento del eje 36 y los muelles de lámina flexible lia, 11b, como es indicado, de manera esquemática, en la Figura 5. La deformación del eje 36 desplazará los centros de rueda 41a, 41b en un modo que reduce el efecto deseado de subviraje en la conducción total. La Figura 5 muestra la posición actual del eje 36 así como también la posición deseada del eje (las líneas de trazo) de la Figura 4.

La solución de acuerdo con la invención tiene por objetivo proporcionar un arreglo mejorado de muelle de lámina flexible que supere los problemas anteriores.

Breve Descripción de la Invención Los problemas anteriores son resueltos mediante un muelle de lámina flexible parabólica de acuerdo con las reivindicaciones adjuntas.

En el texto subsiguiente, el vehículo referido es un vehículo de tipo comercial que comprende un bastidor construido de un par de vigas sustancialmente paralelas, por ejemplo, vigas con una sección transversal de forma de I o C. La suspensión de acuerdo con la invención es pretendida, de preferencia aunque no necesariamente, para suspensiones de rueda frontal que comprenden ruedas que pueden ser dirigidas. Debe observarse que todas las distancias referidas son tomadas cuando el vehículo se encuentra fijo y la suspensión se encuentra en un estado totalmente cargado o de diseño, a menos que sea especificado de otro modo. De manera adicional, el vehículo puede ser sometido a los estados de carga con relación a los estados de sobresalto, vuelta y frenado, aunque estos estados ocurren cuando el vehículo está en movimiento.

La invención se refiere a una suspensión de vehículo que comprende un par de muelles de lámina flexible colocados para extenderse en dirección longitudinal en los lados opuestos de un bastidor de vehículo. Cada muelle de lámina flexible tiene un primer extremo conectado, en forma giratoria, con el vehículo por medio de una primera abrazadera acoplada, en forma rígida, con el bastidor en una primera posición. El muelle de lámina flexible además comprende un segundo extremo conectado con el bastidor de vehículo con un gemelo de muelle conectado, en forma giratoria, con una segunda abrazadera acoplada, en forma rígida, con el bastidor en una segunda posición, con el propósito de compensar los cambios de longitud del muelle de lámina flexible bajo condiciones de carga. Un eje es colocado para extenderse en dirección transversal a partir del bastidor de vehículo, el eje es montado en cada muelle de lámina flexible en una posición intermedia a su primer y segundo extremos . Un arreglo convencional de fijación puede ser utilizado para el acoplamiento, en forma rígida, del eje con cada muelle de lámina flexible en la posición intermedia del muelle de lámina flexible. Un medio adecuado de amortiguación es montado entre el eje y el bastidor de vehículo. El amortiguador puede ser un amortiguador convencional adecuado, tal como un amortiguador de aire con resorte, tal como un muelle neumático, o un poste de suspensión, tal como un puntal de suspensión telescópica, aunque el tipo de amortiguador no es esencial para la invención.

De acuerdo con la invención, al menos una lámina superior del muelle de lámina flexible es un muelle parabólico que tiene una porción convexa que se extiende hacia el bastidor, y esta porción convexa es ubicada entre el primer extremo y la posición intermedia.

En consecuencia, la suspensión puede comprender un muelle único de lámina flexible que tiene esta forma a lo largo de su extensión longitudinal. En forma alterna, dos o más muelles de lámina flexible pueden ser ensamblados en un bloque de muelles parabólicos en donde cada muelle de lámina flexible tiene esta porción convexa.

La porción convexa es ubicada adyacente al primer extremo del muelle de lámina flexible, en donde la porción inicial del muelle de lámina flexible acoplada, en forma giratoria, con la primera abrazadera es inclinada hacia arriba y hacia atrás de su punto de acoplamiento hacia la porción convexa. El muelle de lámina flexible tiene un punto de inflexión entre la porción convexa y la posición intermedia en donde es acoplado el eje.

De preferencia, la superficie superior de la porción convexa del muelle de lámina superior es ubicada a nivel o por encima de la línea de referencia entre un primer agujero de extremo en la primera abrazadera y un segundo agujero de extremo en el gemelo de muelle, cuando el muelle de lámina flexible se encuentre en su posición neutral. Esta línea de referencia también es referida como la línea de referencia. En su estado no cargado, la superficie superior del muelle de lámina superior en la posición intermedia es ubicada en una primera distancia predeterminada B por debajo de la línea de referencia. Al mismo tiempo, la superficie superior de la porción convexa es ubicada en una segunda distancia predeterminada C por encima de la ubicación de la superficie superior del muelle de lámina flexible en la posición intermedia, en donde la segunda distancia C es definida como C > 0,75 B. obviamente, el valor máximo de la distancia C es limitado por el movimiento permisible del muelle de lámina flexible con relación al bastidor y otros componentes montados en la proximidad de las partes movibles de la suspensión. El primer agujero de extremo y la posición intermedia están separados por una longitud predeterminada A en la dirección longitudinal del muelle de lámina flexible, en donde la primera distancia B es definida como B > A/16.

La invención también es relacionada a un vehículo proporcionado con una suspensión que comprende al menos un muelle de lámina flexible como es descrito en los ejemplos anteriores .

Breve Descripción de las Figuras La invención será descrita en detalle con referencia a las figuras adjuntas. Será entendido que las figuras son simplemente designadas con el propósito de ilustración y no se pretenden como la definición de los límites de la invención, para · lo cual debe hacerse referencia a las reivindicaciones adjuntas. Además será entendido que las figuras no se encuentran necesariamente dibujadas a escala y que, a menos que sea indicado de otro modo, se pretende que estas simplemente ilustren, de manera esquemática, las estructuras y procedimientos descritos en la presente.

Las Figuras 1A-1B muestran una vista lateral esquemática de un par de suspensiones alternativas de rueda frontal de la técnica anterior; La Figura 2 muestra una vista en planta esquemática de la suspensión de rueda frontal en la Figura IB; La Figura 3 muestra una vista lateral esquemática de una suspensión adicional de rueda frontal de la técnica anterior; La Figura 4 muestra una vista en planta esquemática de la posición deseada de eje para la suspensión en la Figura 3; La Figura 5 muestra una vista en planta esquemática de la posición actual de eje para la suspensión en la Figura 3 ; La Figura 6 muestra una vista lateral esquemática de una suspensión de rueda con un muelle de lámina flexible en su estado de diseño de acuerdo con una primera modalidad de la invención; La Figura 7 muestra una vista lateral esquemática del desplazamiento vertical de la suspensión de rueda frontal en la Figura 6 cuando es sometida a una carga; La Figura 8 muestra un vehículo proporcionado con una suspensión de rueda que comprende los muelles de lámina flexible de acuerdo con la invención; La Figura 9 muestra un diagrama esquemático que indica el ángulo de dirección de balanceo con respecto al ángulo de balanceo para un vehículo sometido al balanceo vertical; y La Figura 10 muestra un diagrama esquemático que indica el ángulo de dirección de balanceo con respecto al ángulo de balanceo para un vehículo sometido al balanceo de fuerza lateral .

Descripción Detallada de la Invención La Figura 6 muestra una vista lateral esquemática de una suspensión de vehículo con un muelle de lámina flexible de acuerdo con una primera modalidad de la invención. La posición del muelle es mostrada para su estado de diseño, es decir, la posición del muelle cuando el vehículo es totalmente cargado.

La suspensión de vehículo comprende un muelle de lámina flexible 61 colocado para extenderse en dirección longitudinal en los lados opuestos de un bastidor de vehículo 62. Cada muelle de lámina flexible 61 tiene un primer extremo 71 conectado, en forma giratoria, con el vehículo con una primera abrazadera 63 acoplada, en forma rígida, con el bastidor 62 en una primera posición. El muelle de lámina flexible además comprende un segundo extremo 72 conectado con el bastidor de vehículo con un gemelo de muelle 65 conectado, en forma giratoria, con una segunda abrazadera 64 acoplada, en forma rígida, con el bastidor en una segunda posición, con el propósito de compensar los cambios de longitud del muelle de lámina flexible bajo condiciones de carga. Un eje 66 (véase la Figura 7) es colocado para extenderse en dirección transversal del bastidor de vehículo 62, el eje es montado en cada muelle de lámina flexible 61 en una posición 73 intermedia a su primer y segundo extremos 71, 72. En el arreglo mostrado aquí, el primer y segundo extremos 71, 72 coinciden con el primer y segundo agujeros de extremo, de manera respectiva, del muelle de lámina flexible 61. Por lo tanto, el mismo número de referencia será utilizado para estas configuraciones o características. Un arreglo convencional de fijación (no es mostrado) es utilizado para el acoplamiento, en forma rígida, del eje con cada muelle de lámina flexible en la posición intermedia 73 del muelle de lámina flexible. Un medio amortiguador (no es mostrado en la Figura 7) es montado en una porción superior del muelle de lámina flexible entre el eje y el bastidor de vehículo. El amortiguador puede ser un amortiguador convencional adecuado, tal como un amortiguador de aire con resorte, tal como un muelle neumático, o un poste de suspensión, tal como un puntal de suspensión telescópica, dependiendo del peso y tipo del vehículo.

La Figura 6 muestra un muelle de lámina flexible única 61, que es un muelle parabólico que tiene una porción convexa 70 que se extiende hacia el bastidor 62. La figura muestra la línea neutral Ni del muelle de lámina flexible, es decir, la posición del muelle con el vehículo totalmente cargado y en una posición fija. Como una comparación, la línea neutral N2 de un muelle flexionado bajo un estándar es indicado en las líneas de trazo. La porción convexa 70 es ubicada entre el primer extremo 71 y la posición intermedia 73.

La porción convexa 70 en la Figura 6 es ubicada adyacente al primer extremo 71 del muelle de lámina flexible 61, en donde la porción inicial del muelle de lámina flexible acoplada, en forma giratoria, con la primera abrazadera 63 es inclinada hacia arriba y hacia atrás a partir de su punto de acoplamiento hacia la porción convexa 70. El muelle de lámina flexible 61 tiene un punto de inflexión Pi entre la porción convexa 70 y la posición intermedia 73 en donde es acoplado el eje.

La superficie superior de la porción convexa 70 del muelle de lámina flexible 61 se encuentra ubicada en el nivel con o por encima de la línea de referencia DL entre el primer agujero de extremo 71 en la primera abrazadera 63 y el segundo agujero de extremo 72 en el gemelo de muelle 65, cuando el muelle de lámina flexible se encuentra en su posición neutral. Esta línea de referencia DL también es referida como la línea de referencia. En su estado totalmente cargado, la superficie superior del muelle de lámina flexible 61 en la posición intermedia 73 es ubicada en una primera distancia predeterminada B por debajo de la línea de referencia DL. Al mismo tiempo, la superficie superior de la porción convexa 70 es ubicada en una segunda distancia predeterminada C por encima de la ubicación de la superficie superior del muelle de lámina flexible 61 en la posición intermedia 73, en donde la segunda distancia C es definida como C > 0,75 B. Obviamente, el valor máximo de la distancia C es limitado por el movimiento permisible del muelle de lámina flexible con relación al bastidor y otros componentes montados en la proximidad de las partes movibles de la suspensión. El primer agujero de extremo 71 y la posición intermedia 73 están separados por una longitud predeterminada A en la dirección longitudinal del muelle de lámina flexible 61, en donde la primera distancia B es definida como B > A/16. De acuerdo con un ejemplo no limitante, un muelle de lámina flexible parabólico de acuerdo con la invención puede tener una longitud total entre el primer y segundo agujeros de extremo 71, 72 de 1720 mm. Las dimensiones adecuadas para las distintas distancias son de A=860 mm, B=55 mm y C=70 mm. Este arreglo proporcionará un ángulo de Ross oc de 3.8°. Un medio amortiguador (no es mostrado) es montado en una porción superior del muelle de lámina flexible entre el eje y el bastidor de vehículo. El amortiguador puede ser un amortiguador convencional adecuado, tal como un amortiguador de aire con resorte, tal como un fuelle neumático indicado en líneas de trazo en la figura 6.

La suspensión puede comprender un muelle de lámina flexible única que tiene la forma descrita con anterioridad a lo largo de su extensión longitudinal. En forma alterna, dos o más de estos muelles de lámina flexible pueden ser ensamblados en un bloque de muelles parabólicos en donde cada muelle de lámina flexible tiene esta porción convexa.

La Figura 7 muestra una vista lateral esquemática de la suspensión de rueda frontal en la Figura 6 cuando es totalmente cargada. La Figura 7 muestra el muelle de lámina flexible 61 de acuerdo con la invención que proporcionará una dirección predeterminada de eje para un vehículo de subviraje. El punto de Ross es indicado en RP y la línea de Ross es indicada en RL en la Figura 7. El ángulo entre la línea de referencia DL y la línea de Ross RL es el ángulo de Ross a. A medida que el muelle de lámina flexible 61 es desviado bajo la carga, el punto P seguirá un arco determinado por la ubicación del punto de Ross Rp como se describe con anterioridad. A medida que la carga en el muelle es incrementada y disminuida, el punto P se moverá entre un punto superior ?? y un punto inferior P2. Como puede observarse a partir de la Figura 7, una línea imaginaria a través de los puntos superior e inferior Plf P2 es inclinada en una dirección hacia arriba y hacia atrás. El arreglo del muelle de lámina flexible 61 en la Figura 7 provoca una diferencia longitudinal x entre las líneas verticales a través de los puntos superior e inferior Plf P2, originando una suspensión de subviraje con la dirección de eje en el plano X-Y. En el texto, el eje-x es ubicado en la dirección longitudinal del vehículo, el eje-y es ubicado en la dirección transversal del vehículo y el eje-z se encuentra en la dirección vertical, en ángulo recto al plano X-Y.

La Figura 8 muestra un vehículo 80 proporcionado con una suspensión de rueda 81 que comprende los muelles de lámina flexible 82, 83 de acuerdo con la invención, la cual es acoplada con un eje rígido 84. El vehículo es mostrado cuando toma un curva, que induce un estado de carga sobre los muelles de lámina flexible 82, 83 a medida que el vehículo 80 es sometido al balanceo de fuerza lateral.

La Figura 9 muestra un diagrama esquemático que indica el ángulo de dirección de balanceo con respecto al ángulo de balanceo para un vehículo proporcionado con los muelles de lámina flexible de acuerdo con la invención cuando el vehículo es sometido a un giro o vuelta vertical. La vuelta vertical implica que el vehículo no es sometido a una fuerza lateral. Este tipo de carga es provocada por la así llamada "dirección de choque" cuando una de las ruedas en un eje rígido es desviada hacia arriba por un obstáculo tal como un resalto o una piedra en la superficie de la carretera. El ángulo de dirección de balanceo en el diagrama es el ángulo promedio de balanceo de dirección para las ruedas izquierda y derecha.

Como puede observarse a partir de la línea continua en el diagrama, incluso un ángulo de balanceo relativamente grande tendrá un efecto imperceptible sobre el ángulo de dirección de balanceo. Esto puede ser comparado con el comportamiento de dirección de vuelta del muelle convencional de lámina flexible de baja curva, como es indicado por la línea de trazo en la Figura 9. El diagrama indica que el muelle de acuerdo con la invención provocará un incremento en el subviraje, lo cual proporciona una percepción mejorada de conducción o dirección para el conductor cuando se maneje a través de una superficie irregular.

La Figura 10 muestra un diagrama esquemático que indica el ángulo de dirección de balanceo con respecto al ángulo de balanceo para un vehículo proporcionado con los muelles de lámina flexible de acuerdo con la invención cuando es sometido al balanceo de fuerza lateral. En este caso, el balanceo o vuelta forzada lateral es provocada por una fuerza lateral de 0.4 g. Este tipo de carga es provocada por el vehículo que toma una curva.

Como puede observarse a partir de la línea continua en el diagrama, el ángulo de dirección de balanceo se incrementa con el incremento del ángulo de balanceo. Comparado con el comportamiento de dirección de balanceo de un muelle convencional de lámina flexible de baja curva, como es indicado por una línea de trazo en la Figura 8, puede observarse que el ángulo de dirección de balanceo es mejorado con respecto a todo el rango de los ángulos de balanceo. El diagrama indica que el muelle de acuerdo con la invención provocará un incremento del subviraje con el incremento del ángulo de balance, lo cual es deseable para camiones y vehículos comerciales proporcionados con los muelles de lámina flexible.

La invención no es limitada a las modalidades anteriores, aunque puede ser variada libremente dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (10)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Una suspensión de vehículo comprende un par de muelles de lámina flexible colocados para extenderse en dirección longitudinal en los lados opuestos de un bastidor de vehículo, cada muelle de lámina flexible tiene un primer extremo conectado, en forma giratoria, con el vehículo con una primera abrazadera acoplado, en forma rígida, con el bastidor en una primera posición; y un segundo extremo conectado con el bastidor de vehículo con una abrazadera de muelle conectada, en forma giratoria, con una segunda abrazadera acoplada, en forma rígida, con el bastidor en una segunda posición, con el propósito de compensar los cambios de longitud del muelle de lámina flexible frontal bajo condiciones de carga, la suspensión además comprende un eje que se extiende en dirección transversal del bastidor de vehículo el eje es montado en cada muelle de lámina flexible frontal en una posición intermedia a su primer y segundo extremos, y un medio amortiguador montado entre el eje y el bastidor de vehículo, caracterizada porque al menos una lámina superior de cada uno de los muelles de lámina flexible frontal es un muelle parabólico que tiene una porción convexa que se extiende hacia el bastidor, y esta porción convexa es ubicada entre el primer extremo y la posición intermedia.

2. La suspensión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque cada muelle de lámina flexible frontal comprende un bloque de muelles parabólicos que tienen una porción convexa.

3. La suspensión de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la porción convexa es ubicada adyacente al primer extremo del muelle de lámina flexible frontal.

4. La suspensión de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el muelle de lámina flexible frontal tiene un punto de inflexión entre la porción convexa y la posición intermedia.

5. La suspensión de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la superficie superior de la porción convexa del muelle de lámina flexible frontal superior se encuentra ubicada en un nivel con o por encima de una línea de referencia entre un primer agujero de extremo en la primera abrazadera y un segundo agujero de extremo en el gemelo de muelle, cuando el muelle de lámina flexible frontal se encuentre en su posición neutral .

6. La suspensión de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque la superficie superior del muelle de lámina flexible frontal superior en la posición intermedia es ubicada en una primera distancia predeterminada por debajo de la línea de referencia, en donde la superficie superior de la porción convexa es ubicada en una segunda distancia predeterminada por encima de la ubicación del muelle de lámina flexible frontal en la posición intermedia, en donde la segunda distancia es definida como C > 0.75 B.

7. La suspensión de conformidad con las reivindicaciones 5 ó 6, caracterizada porque el primer agujero de extremo y la posición intermedia están separados por una longitud predeterminada en la dirección longitudinal del muelle de lámina flexible frontal, en donde la primera distancia es definida como B > A/16.

8. La suspensión de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el medio amortiguador es un amortiguador de aire con resorte, tal como un fuelle neumático.

9. La suspensión de conformidad con cualquiera una de las reivindicaciones anteriores 1-7, caracterizada porque el medio amortiguador es un puntal de suspensión.

10. El vehículo, caracterizado porque es proporcionado con una suspensión de conformidad con cualquiera una de las reivindicaciones 1-9.