WO2020041847A1 - Braço de suspensão pneumática e método de montagem - Google Patents

Abstract

A presente invenção se refere a braço de suspensão pneumática e método de montagem, preferencialmente utilizado em caminhões, ônibus, reboques e semirreboques, compreendendo uma suspensão veicular constituída por um par de braços (1) posicionados no sentido longitudinal do veiculo, tendo uma extremidade do braço fixada rotuladamente aos suportes frontais (2), a parte intermediaria do braço fixada ao eixo veicular (3), e a extremidade traseira do braço fixando as molas pneumáticas (4), a suspensão sendo constituída ainda por elementos de fixação (5, 7) do braço (1) com o eixo (3), de um mancal rotulado (6) nos suportes frontais (2), e demais componentes normais de uma suspensão pneumática. Os elementos do par de braços (1) seguem uma sequencia e método de montagem, recebendo nas diversas etapas de montagem soldas para a junção das partes, formando único bloco.

Description

BRAÇO DE SUSPENSÃO PNEUMÁTICA E MÉ TODO DE MONTAGEM

[0001] A presente invenção se refere a braço de suspensão pneumática e método de montagem, preferencialmente utilizado em caminhões, ônibus, reboques e semirreboques , compreendendo uma suspensão veicular constituída por um par de braços posicionados no sentido longitudinal do veiculo, alojados rotuladamente a suportes frontais, sendo fixados na parte intermediária ao eixo veicular, e nas extremidades traseiras tendo fixadas as pneumáticas .

[0002] Na presente invenção, o braço de suspensão é constituído por um corpo estruturado formado por elementos de chapa soldados, tendo na base uma placa que inicia próximo a um olhai, estendendo-se até próximo à extremidade traseira, contornando e assentando parcialmente ao corpo do eixo veicular. Na face oposta, na região de assentamento ao eixo, a placa recebe os demais componentes do braço, e um elemento de fixação do braço ao eixo que impede a rotação. A disposição dos componentes do braço, sua sequencia, método de montagem e soldas, resulta numa estrutura em bloco único, proporcionando melhora no desempenho estrutural, tornando-o mais robusto.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0003] Os veículos para o transporte de cargas que trafegam atualmente pelas rodovias são equipados com diversos tipos de suspensões, destacando-se as suspensões mecânicas que utilizam feixes de molas, as suspensões totalmente pneumáticas e as suspensões pneumáticas mistas.

[0004] As suspensões pneumáticas mistas são definidas por serem compostas por molas pneumáticas e componentes mecânicos, distribuindo a carga do chassi para o eixo veicular.

[0005] Entre os diversos modelos de suspensões pneumáticas mistas em uso, destacamos as que utilizam o eixo provido de braços, como elemento estabilizador do veiculo, ou seja, um par de braços longitudinais fixados rigidamente ao corpo do eixo veicular e conectados rotuladamente nas extremidades a suportes fixados ao chassi do veiculo, formando um elemento estrutural com efeito de barra estabilizadora.

[0006] Entre os modelos de suspensões pneumáticas mistas citadas acima, que utilizam um par de braços fixado rigidamente ao eixo veicular, existem variadas formas de fixação do braço ao eixo, sendo por elementos totalmente parafusados, totalmente soldados e mistos. Em todos estes casos, devido à função destes braços, além de suportar parte da carga vertical, tem a função de absorver e suportar os esforços laterais, longitudinais e de rolagem do veiculo nas curvas, proporcionando ao veiculo a estabilidade apropriada.

[0007] Devido às forças atuantes em uso nas suspensões pneumáticas mistas e, sendo os braços um meio de transmissão destas forças, e pelo fato dos braços serem fixados rigidamente ao eixo veicular ocorre na região de fixação e próxima ao eixo, grande concentração de esforços que precisa ser dissipada através de uma estrutura eficiente e segura de braço e sua conexão ao eixo.

[0008] Nas fixações do braço ao eixo totalmente soldada do estado da técnica, encontramos o inconveniente de ocorrer nestas regiões de interface, grande concentração de esforços, gerando tensões elevadas, potencializadas pelos prováveis defeitos gerados pelas soldas e fragilização dos materiais envolvidos, podendo ocorrer fraturas prematuras do eixo, ocorrendo o desprendimento do eixo no veiculo, podendo causar acidentes nas rodovias.

[0009] Nas fixações do braço com o eixo totalmente parafusadas do estado da técnica, o mais comum é a utilização de grampos que envolvem o eixo ou parafusos, sendo que o formato da superfície no eixo tem uma forma de impedir a rotação do eixo em relação ao braço, nas situações em que ocorrer o efeito estabilizante do veiculo. O formato superficial é apropriado numa viga de eixo retangular, porem numa viga redonda tem o inconveniente da dificuldade de mudar a forma superficial para qualquer outra forma, requerendo onerosos processos e elevados investimentos .

[00010] Nas fixações mistas do braço com o eixo do estado da técnica, destacamos as que utilizam uma fixação parafusada, mais a adição de elementos superficiais a viga do eixo, ou soldas no braço com a viga do eixo.

[00011] Em relação às diversas formas construtivas dos referidos braços de suspensão, destacamos os braços fabricados a partir de elementos de chapa soldados, formando um bloco único e rígido, onde uma das extremidades é provida de olhai alojando uma bucha resiliente, a parte mediana do braço é fixada rigidamente ao eixo veicular, e na outra extremidade são fixadas às molas pneumáticas, sendo bastante utilizados pela simplicidade, facilidade de fabricação e baixo custo, comparados com os demais braços em uso.

[00012] O inconveniente encontrado nos citados braços, quando associados aos diversos tipos citados de fixações ao eixo, é o fato de que, por serem rígidos, apresentam grande concentração de tensões na região próxima e de interface com o eixo, de modo que cuidados devem ser tomados para que nestas regiões não ocorram fraturas prematuras quando em uso, sendo a forma construtiva do braço, a disposição de seus componentes e processos de solda, de grande importância.

[00013] Alguns ensinamentos das diversas formas de fixação e construção de braços de suspensão pneumática em eixo veicular podem ser mais bem entendidos nos documentos de patentes PI9102874, PI9304278-7 e BR102017027552-3.

[00014] O documento BR102017027552-3 descreve um SISTEMA DE FIXAÇÃO DE BRAÇOS DE UMA SUSPENSÃO EM EIXO VEICULAR, compreendendo um par de braços posicionados no sentido longitudinal do chassi do veiculo, com uma das extremidades fixada rotuladamente aos suportes frontais, a parte intermediária fixada ao eixo veicular, e a extremidade oposta fixando as molas pneumáticas, caracterizado por cada braço compreender uma cela constituída de um semi mancai, com o formato da superfície de interseção com o eixo veicular, dita cela sendo dotada de um furo circular na região central no qual é fixado um anel cilíndrico, em que cada braço é fixado ao eixo veicular por meio da cela, com o anel se alojando a um pino solidário ao eixo, compreendendo adicionalmente um grampo em forma de "U" invertido que envolve a viga do eixo por baixo parafusado a cela.

[00015] O documento acima descreve um sistema de fixação de braços de uma suspensão em eixo veicular, constituído principalmente por grampos fixando o corpo do eixo, uma cela pertencente ao braço com formato do eixo, tendo um furo central que contem um anel alojando a um pino solidário ao eixo, sendo o objetivo principal idealizar um sistema de fixação que proporcione facilidade de fabricação, montagem e desmontagem dos braços num eixo veicular .

[00016] O referido documento não descreve uma forma construtiva do corpo do braço, de modo que dito sistema de fixação pode ser utilizado em qualquer modelo de braço .

[00017] O documento PI9815925-9 descreve uma montagem de suspensão/eixo de veículo, a dita montagem sendo caracterizada por incluir pelo menos um feixe de suspensão montado em um chassi do dito veículo, o dito feixe de suspensão compreendendo uma placa de montagem de eixo formada com um recesso, o dito recesso possuindo um formato em geral complementar e circundando cerca da metade da periferia de um eixo, a dita placa de montagem de eixo possuindo pelo menos uma borda que define o limite mais externo do recesso, o dito recesso sendo de uma dimensão menor ou uma dimensão igual a dita periferia de eixo circundada antes de montar o dito eixo na dita placa de montagem de eixo. É previsto pelo menos uma abertura formada na dita placa de montagem de eixo, a dita abertura sendo circunferencialmente desviada da dita borda do recesso, a abertura possuindo ainda uma solda disposta na mesma para soldar a placa de montagem de eixo no eixo.

[00018] O documento acima descrito descreve um braço de suspensão onde uma placa de montagem circunda parte do eixo, ligando rigidamente o eixo ao braço, através de aberturas soldadas diretamente no eixo.

[00019] O objetivo principal da invenção acima descrita é fornecer um sistema de suspensão de braço para eixo veicular, onde o eixo é firmemente montado nos braços sem uso de estrutura adicionais, grampos, parafusos, etc..

[00020] O inconveniente encontrado no referido sistema de fixação é que, devido aos demais inconvenientes já citados, ocorre grande concentração de esforços nas soldas nas aberturas da placa de montagem com as paredes do tubo da viga do eixo, além da fragilização dos materiais envolvidos na solda e, sendo as soldas único meio de fixação, ocorrendo ruptura de qualquer parte, o eixo ou parte dele pode se desprender do veiculo, o que pode provocar sérios acidentes nas estradas.

[00021] Outro inconveniente é o alto custo com a reposição da viga do eixo ou dos braços, no caso de alguma falha, tendo que substituir o conjunto viga do eixo com os braços incorporados.

[00022] Dentre os inconvenientes encontrados nas suspensões pneumáticas de braço rígido do estado da técnica destacamos como o mais relevante, a dificuldade construtiva de idealizar um braço de suspensão que funcione com eficiência juntamente com uma fixação do braço com a viga do eixo, a fim de propiciar a rigidez necessária ao conjunto, para que funcione como uma barra de torção, para proporcionar a estabilidade dinâmica necessária na rolagem do veiculo nas curvas das rodovias e na distribuição da carga para o eixo.

[00023] A outra preocupação é o efeito da concentração das soldas nas regiões de interface dos braços com a viga do eixo, além dos inconvenientes da baixa soldabilidade dos materiais normalmente usados em vigas de eixos, devido ao elevado carbono equivalente, o que promove a formação da martensita na região termicamente afetada pelo calor da solda, exigindo assim a utilização de processos de fabricação complexos e mais etapas no processo, tornando assim os custos de fabricação elevados.

[00024] É, portanto, uma necessidade do estado da técnica proporcionar um novo braço de suspensão pneumática que funcione eficientemente junto com sua fixação ao eixo veicular, para solucionar os inconvenientes citados, mais especificamente com a nova forma construtiva do braço .

[00025] Este novo braço de suspensão, também vai contribuir para facilitar e melhorar as condições de fabricação, montagem e desmontagem na manutenção.

OBJE TIVOS DA INVENÇÃO

[00026] A presente invenção tem como objetivo principal um novo braço de suspensão pneumática e método de montagem, propiciando uma estrutura própria que reduz as tensões nas regiões mais solicitadas do braço, promovendo a rigidez necessária ao conjunto com o eixo, para que funcione como uma barra de torção, proporcionando a estabilidade dinâmica necessária na rolagem do veiculo nas curvas das rodovias, suportando com eficiência a distribuição da carga para o eixo.

[00027] Outro objetivo da invenção é de proporcionar facilidade de fabricação e manutenção, na montagem e desmontagem dos braços num eixo veicular.

[00028] Outro objetivo da presente invenção é reduzir os custos com a fabricação da suspensão e com a manutenção do veiculo.

[00029] Outro objetivo da presente invenção é aumentar a segurança de trafegabilidade nas rodovias e tornar o veiculo mais tempo operável.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

Figura 1 - Vista em perspectiva ilustrando uma suspensão montada com o braço de suspensão pneumática, objeto da presente invenção;

Figura 2 - Vista em perspectiva explodida da

Figura 1;

Figura 3 - Vista em perspectiva ilustrando a parte superior do elemento de fixação do braço de suspensão com o eixo, objeto da presente invenção;

Figura 4 - Vista em perspectiva ilustrando a placa base montada com o elemento de fixação do braço de suspensão, objeto da presente invenção;

Figura 5 - Vista em perspectiva ilustrando a placa base montada com o elemento de fixação e de reforço do braço de suspensão, objeto da presente invenção.

Figura 6 - Vista em perspectiva ilustrando a parte superior e frontal do braço de suspensão pneumática, objeto da presente invenção; Figura 6a - vista em detalhe ilustrando o orifício para união com solda entre os elementos;

Figura 7 - Vista em perspectiva ilustrando a parte inferior e lateral do braço de suspensão pneumática, objeto da presente invenção.

DESCRIÇÃO DE TALHADA DA INVENÇÃO

[00030] Em conformidade com o quanto ilustram as Figuras em anexo, a presente invenção de BRAÇO DE SUSPENSÃO PNEUMÁTICA E MÉTODO DE MONTAGEM, preferencialmente utilizado em caminhões, ônibus, reboques e semirreboques , compreendendo uma suspensão veicular constituída por um par de braços (1) posicionados no sentido longitudinal do veiculo, tendo uma extremidade do braço fixada rotuladamente aos suportes frontais (2), a parte intermediária do braço fixada ao eixo veicular (3), e a extremidade traseira do braço fixando as molas pneumáticas (4) .

[00031] A suspensão pneumática ilustrada nas figuras 1, 2 é constituída ainda, pelos elementos de fixação (5, 7) do braço (1) com o eixo (3), de um mancai rotulado (6) nos suportes frontais (2), e demais componentes normais de uma suspensão pneumática.

[00032] A função dos braços (1) é de conectar rotuladamente aos suportes frontais (2) através do mancai (6), e conectar rigidamente o eixo veicular (3) através de elementos de fixação (5, 7), formando um quadro estabilizador dos movimentos laterais, longitudinais e de rolagem do veiculo, não necessitando instalação de barra estabilizadora adicional. Além desta função, os braços (1) juntamente com as molas pneumáticas (4) transmitem a carga do veiculo ao eixo veicular (3) .

[00033] Na modalidade preferida da presente invenção, o braço (1), ilustrado nas figuras 1 a 7 é formado por um corpo estruturado constituído por elementos de chapa soldados, tendo uma placa base (8), na qual é soldada em uma das extremidades a um olhai (9) que fica disposto dentro do suporte frontal (2), dita placa base se estendendo na extremidade oposta, onde é previsto uma região (10) com formato de um semicírculo que contorna o eixo (3) . Na face oposta à região (10), é soldada a placa de fixação (7) de formato "H", através dos elementos de fixação (15) posicionados em cada lado do braço (1), sendo que a placa de fixação (7) tem nas extremidades os orifícios (16) para receber o elemento de fixação (5) . Sobre a região central da placa de fixação (7) é fixado lateralmente um elemento de fixação (11) em forma de "U", formado por dois elementos em forma de "L" unidos nas abas superiores, para estruturar a parte superior da região (10) .

[00034] Na região (10) a placa (8) tem o formato da superfície externa do corpo do eixo (3), contornando e assentando parcialmente ao mesmo, sendo providos nesta região elementos conhecidos que impedem a rotação do eixo, dispostos no braço (1) e no eixo (3) .

[00035] Um elemento (12) em forma de cunha é soldado longitudinalmente à placa (8), com a face do lado menor da cunha disposta contra a face de uma das abas do elemento (11), e a face do lado maior da cunha é soldada contra a face superior da placa (8) . [00036] É previsto ainda um elemento (13) de formato "U" invertido que é fixado longitudinalmente a placa (8) cobrindo os elementos (11, 12), fixado numa extremidade longitudinal ao olhai (9) e na extremidade oposta se estendendo até o final do braço (1) . As abas laterais do "U" do elemento (13) são fixadas as faces superiores da placa (8) e a placa de fixação (7) . A face interna e superior do elemento (13) apoia a face superior do elemento (11), na região (17) dotada de pelo menos um orifício, conforme ilustrado na figura 6a, para união com solda entre as partes.

[00037] Noutras modalidades da invenção o braço (1) pode ser formado por um corpo estruturado de outras formas, para atender ao escopo e objetivos da invenção.

Podendo ser constituído por elementos de chapa soldados tendo a placa base (8) formada por partes soldadas, com a região (10) de diversos formatos, tais como retangular, trapezoidal, misto, e os demais elementos estruturais desenhados de outras formas, sendo estas abrangidas pelo escopo da invenção.

[00038] Os elementos do braço (1) seguem uma sequencia e método de montagem, recebendo nas diversas etapas de montagem soldas para a junção das partes, formando único bloco.

[00039] Antes de iniciar as etapas de montagem do braço (1) podem ser realizadas operações de pré-montagem dos elementos formados por vários componentes, assim como podem ser realizadas soldas entre as partes que não ficam expostas para a realização em uma etapa posterior. [00040] Na modalidade preferida da invenção, o método de montagem do braço de suspensão pneumática compreende as seguintes etapas:

soldar os elementos de fixação (11, 15) na placa de fixação (7);

- soldar a placa de fixação (7) à placa base (8);

- soldar o elemento (12) no conjunto formado pela placa de fixação (7) e a placa base (8);

soldar o elemento (13) e o olhai (9) ao conjunto formando o braço (1) .

[00041] Na prática, o novo braço de suspensão pneumática e método de montagem da presente invenção, proporciona uma significativa melhora no desempenho estrutural em uso, o que o torna mais robusto, suportando de forma eficiente os esforços extremos da suspensão sujeita as condições precárias de trafegabilidade apresentada por algumas rodovias.

[00042] Do mesmo modo, a idealização do novo braço de suspensão pneumática, como descrito na presente invenção apresenta maior durabilidade para as diversas aplicações, e em condições severas de operação, reduzindo os custos com a manutenção, proporcionando ao veiculo maior segurança e tempo de permanência em operação.

[00043] Será facilmente compreendido por aqueles versados na técnica que modificações podem ser realizadas na presente invenção sem com isso se escapar dos conceitos expostos na descrição precedente. Essas modificações devem ser consideradas como incluídas dentro do escopo da presente invenção. Consequentemente, as concretizações particulares descritas em detalhe anteriormente são somente ilustrativas

não limitativas quanto ao escopo da presente invenção, a qual deve ser dado à plena extensão das reivindicações em anexo e de todos e quaisquer equivalentes das mesmas.

Claims

RE IVINDICAÇÕES

1. BRAÇO DE SUSPENSÃO PNEUMÁTICA, compreendendo uma suspensão veicular constituída por um par de braços (1) posicionados no sentido longitudinal do veículo, tendo uma extremidade fixada rotuladamente aos suportes frontais (2) através de um mancai (6), a parte intermediária do braço fixada ao eixo veicular (3) através de um elemento de fixação (5), e a extremidade traseira fixando as molas pneumáticas (4), caracterizado por o braço (1) ser constituído de uma estrutura formada por elementos de chapa soldados, compreendendo uma placa de fixação (7), uma placa base (8), um olhai (9), e elementos (11, 12, 13) sobrepostos à placa base ( 8 ) , em que

a placa de fixação (7) em forma de "H" é dotada de orifícios (16) nas extremidades para receber o elemento de fixação (5), sendo que sobre a região central da dita placa de fixação (7) é fixado lateralmente um elemento de fixação (11) em forma de "U", formado por dois elementos em forma de "L" unidos nas abas superiores,

em uma extremidade da placa base (8) é soldado o olhai (9), estendendo-se na extremidade oposta onde é previsto uma região (10) em forma de semicírculo que contorna o eixo ( 3 ) ,

sendo previsto ainda um elemento (12) em forma de cunha que é disposto longitudinalmente à placa (8), e um elemento (13) em forma de "U" invertido também fixado longitudinalmente à placa (8) que é fixado em uma extremidade ao olhai (9) e na extremidade oposta a placa de fixação (7), em que na face oposta à região (10) é soldada a placa de fixação (7) através de elementos de fixação (15) .

2. BRAÇO DE SUSPENSÃO PNEUMÁTICA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o elemento de fixação (11) da placa de fixação (7) estruturar a parte superior da região (10) da placa base (8) .

3. BRAÇO DE SUSPENSÃO PNEUMÁTICA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a face do lado menor da cunha do elemento (12) ser disposta contra a face de uma das abas do elemento de fixação (11) da placa de fixação (7), e a face do lado maior da cunha do elemento (12) ser disposta contra a face superior da placa base (8) .

4. BRAÇO DE SUSPENSÃO PNEUMÁTICA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o elemento (13) possuir uma região (17) dotada de um orifício sob a qual é soldado o elemento de fixação (11) .

5. MÉTODO DE MONTAGEM DO BRAÇO DE SUSPENSÃO PNEUMÁTICA, conforme definido em qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por compreender as etapas de:

- soldar os elementos de fixação (11, 15) na placa de fixação ( 7 ) ;

- soldar a placa de fixação (7) à placa base (8);

- soldar o elemento (12) no conjunto formado pela placa de fixação (7) e a placa base (8);

- soldar o elemento (13) e o olhai (9) ao conjunto formando o braço (1) .