Resorte helicoidal de suspensión.

Muelle helicoidal de suspensión intercalado entre los asientos superior e inferior de un dispositivo de suspensión tipo puntal (strut) para un vehículo,

en donde el muelle helicoidal de suspensión en estado expandido está configurado de manera tal que el eje de la hélice se dobla formando una "V" en un punto de flexión que es una parte que se corresponde con una parte de vuelta de hélice final entre un extremo de la hélice y la vuelta Résima (R es un número real positivo), presumiendo que un ángulo de flexión en el punto de flexión es de 0º, al menos uno de los centros de una parte de vuelta de hélice final superior y de una parte de vuelta de hélice final inferior se hace excéntrico en una cantidad excéntrica predeterminada en una dirección excéntrica preestablecida, con respecto a un eje imaginario de la hélice; un ángulo de inclinación tanto en la parte de vuelta de hélice final superior como en la parte de vuelta de hélice final inferior es establecido de modo tal que cada una de las superficies de los asientos superior e inferior forman un plano sustancialmente perpendicular al eje imaginario de la hélice, y en un estado en el que el muelle helicoidal de suspensión está intercalado entre los asientos superior e inferior del dispositivo de suspensión y está comprimido a lo largo de un eje del puntal, la dirección excéntrica y la cantidad excéntrica de cada centro de las partes de vuelta de hélice final superior e inferior con respecto al eje imaginario de la hélice son establecidas de manera tal que el eje de reacción del muelle del dispositivo de suspensión se posiciona lo suficientemente cerca de un eje de entrada de carga.

Resorte helicoidal de suspensión.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Campo de la invención La presente invención se refiere a un resorte helicoidal de suspensión que se emplea para un dispositivo de suspensión para un vehículo, tal como un automóvil, y más particularmente, a un resorte helicoidal de suspensión que puede aplicarse adecuadamente en un dispositivo de suspensión de tipo puntal.

Técnica antecedente En los últimos años, un dispositivo de suspensión de tipo puntal que se usa ampliamente como dispositivo de suspensión para un vehículo es de un tipo en el que se usa un amortiguador como soporte de posicionamiento (es decir, un puntal) con respecto a una rueda. El amortiguador como puntal comprende un cilindro, una varilla que se soporta de forma deslizable por el cilindro, y un resorte helicoidal de compresión que se dispone en un lado circunferencial externo de la varilla. En este dispositivo de suspensión de tipo puntal, una porción final superior de la varilla se conecta a una carrocería del vehículo a través de un montaje del puntal o similar, y una porción final inferior del cilindro se conecta rígidamente a una mangueta que soporta una rueda de forma giratoria. Aquí, la mangueta se conecta de forma giratoria a la carrocería del vehículo a través de un brazo inferior. Adicionalmente, el resorte helicoidal de compresión (simplemente denominado como "resorte helicoidal", en lo sucesivo en el presente documento) se coloca entre un asiento de resorte superior, que se fija a un lado de la carrocería del vehículo, y un asiento de resorte inferior, que se fija a una superficie circunferencial externa del cilindro, para estar en un estado comprimido, y después soportado en un lado circunferencial externo de la varilla.

En comparación con otros dispositivos de suspensión de tipo separado, el dispositivo de suspensión de tipo puntal como se ha descrito anteriormente tiene su mérito en la reducción del número requerido de piezas, la estructura 30 necesaria es menos complicada, y el espacio requerido para la instalación es pequeño. Sin embargo, puesto que un eje del puntal y un eje de entrada de carga (eje que conecta un punto de agarre de la carretera de un neumático y un punto de montaje superior de un puntal) se desplazan entre sí, se produce un momento de flexión en el puntal. El momento de flexión causa una fuerza que actúa forzosamente contra otra fuerza con respecto a un pistón y un buje que forman una sección deslizante del amortiguador. Por consiguiente, la cantidad de fricción de la varilla aumenta 35 haciendo de este modo que se obstaculice funcionamiento fluido del amortiguador, por lo que la calidad de conducción del vehículo se deteriora. En el presente, con el fin de reducir la aparición de tal momento de flexión como se ha descrito anteriormente, se ha propuesto un método en el que el resorte helicoidal se monta en el dispositivo de suspensión para compensarse a partir del eje del puntal para cancelar así el momento de flexión y un método en el que una superficie deslizante de una porción de cojinete o una porción de pistón en el puntal se hace de un material de baja fricción.

Sin embargo, en el dispositivo de suspensión de tipo puntal, cuanto mayor es la anchura del neumático de un vehículo, más hacia fuera se mueve el punto de agarre a la carretera del neumático, realmente resulta imposible compensar el resorte helicoidal para posicionar la línea de trabajo de una fuerza de reacción del resorte (eje de 45 reacción del resorte) coincidente con, o suficientemente cerca del eje de entrada de carga. Mientras tanto, aún cuando el ancho del neumático del vehículo no es tan grande, para impedir que el resorte helicoidal interactúe con la carrocería del vehículo, es preferible que la cantidad de compensación del resorte helicoidal sea pequeña.

Desde los puntos de vista que se han mencionado anteriormente, por ejemplo, la Solicitud de Patente Europea EP

A-0 976 590 desvela un resorte helicoidal de suspensión en el que un resorte helicoidal de compresión cuyo eje de la hélice en un estado expandido se flexiona sustancialmente en una curvatura predeterminada, y un paso de cada una de una porción de vuelta final inferior y una vuelta final superior del resorte helicoidal se establece de tal forma que al menos una de una superficie de asiento inferior y una superficie de asiento superior que se asientan respectivamente en un asiento superior y un asiento inferior de un dispositivo de suspensión, se inclina en una 55 dirección predeterminada y en un ángulo predeterminado con respecto al asiento inferior y el asiento superior. De acuerdo con este resorte helicoidal de suspensión, una inclinación y una posición direccional del ancho del vehículo de un eje de reacción del resorte pueden controlarse mediante el control de la inclinación de la superficie de asiento inferior o la superficie de asiento superior del resorte helicoidal de suspensión con respecto al asiento inferior o el asiento superior o una cantidad de flexión (cantidad de flexión de lámina) del eje de la hélice. En consecuencia, sin

requerir un aumento de una compensación del resorte helicoidal con respecto a un eje del puntal, el eje de reacción del resorte del resorte helicoidal de suspensión puede situarse coincidente con, o suficientemente cerca del eje de entrada de carga, haciendo posible de este modo disminuir la cantidad de fricción de un amortiguador, y facilitar el funcionamiento del amortiguador. En otras palabras, controlando la inclinación y la cantidad de flexión de lámina de 5 la superficie de asiento inferior o la superficie de asiento superior, respectivamente, se causa una fuerza de reacción transversal por el resorte helicoidal. Un momento debido a la fuerza de reacción transversal se hace para resistir un momento de flexión de un puntal. Por consiguiente, la fuerza de reacción transversal que actúa sobre una sección deslizante, que comprende un pistón, un buje o similar en el amortiguador, puede mitigarse. Adicionalmente, controlando una posición del eje de reacción del resorte del resorte helicoidal para pasar a través del centro de un montaje superior (montaje del puntal) , puede impedirse de forma eficaz la aparición de fricción debido a una fuerza que actúa forzosamente contra otra fuerza en la porción de cojinete. Por consiguiente, puede mejorarse el rendimiento de la dirección.

Sin embargo, al diseñar el resorte helicoidal de suspensión desvelado en el documento EP-A-0 976 590, puesto que se añaden como parámetros de diseño una cantidad de flexión de lámina adicional y un paso de vuelta final adicional que pueden afectar a las características de resorte, se causa el problema de que el diseño del resorte helicoidal se vuelve complicado. Además, puesto que un paso de vuelta final, es decir, un grado y una dirección de la inclinación de cada superficie de asiento del resorte helicoidal, afecta a una magnitud y una dirección de la fuerza de reacción transversal de forma bastante sensible, el resorte helicoidal debe fabricarse con una precisión dimensional considerablemente alta. Por ejemplo, incluso cuando un grado o dirección de la inclinación de la superficie de asiento es ligeramente diferente de un valor objetivo de diseño del resorte helicoidal, puede darse la posibilidad de que no puedan obtenerse las características de resorte requeridas. Por este motivo, también se requiere equipo adicional para el equipo para la fabricación del resorte helicoidal con el fin de proporcionar el resorte helicoidal con una precisión dimensional alta, o una gestión de producción adicional durante un proceso de fabricación del resorte helicoidal. En consecuencia, se da el problema de que el coste de fabricación del resorte helicoidal se vuelve extremadamente alto.

Las características del resorte helicoidal de suspensión como se ha descrito anteriormente se analizan habitualmente por un análisis no lineal usando un método de elementos finitos, y en base a los resultados del 30 análisis, se diseña el resorte helicoidal de suspensión. En otras palabras, siempre que se realiza la modelación, las características que se requieren nuevamente del resorte helicoidal de suspensión pueden analizarse usando los códigos de los elementos finitos en el uso general. Sin embargo, en el análisis por el método de elementos finitos (análisis MEF) , las características de resorte pueden obtenerse introduciendo los datos del resorte y las condiciones límite; sin embargo, los datos del resorte para satisfacer las características que se requieren por un diseñador del resorte helicoidal de suspensión no pueden determinarse. Por consiguiente, ha de hacerse un cálculo repetitivo mientras que los datos del resorte se modifican hasta... [Seguir leyendo]

1. Muelle helicoidal de suspensión intercalado entre los asientos superior e inferior de un dispositivo de suspensión tipo puntal (strut) para un vehículo, en donde el muelle helicoidal de suspensión en estado expandido está configurado de manera tal que el eje de la hélice se dobla formando una "V" en un punto de flexión que es una parte que se corresponde con una parte de vuelta de hélice final entre un extremo de la hélice y la vuelta R^ésima (R es un número real positivo) , presumiendo que un ángulo de flexión en el punto de flexión es de 0º, al menos uno de los centros de una parte de vuelta de hélice final superior y de una parte de vuelta de hélice final inferior se hace excéntrico en una cantidad excéntrica predeterminada en una dirección excéntrica preestablecida, con respecto a un eje imaginario de la hélice; un ángulo de inclinación tanto en la parte de vuelta de hélice final superior como en la parte de vuelta de hélice final inferior es establecido de modo tal que cada una de las superficies de los asientos superior e inferior forman un plano sustancialmente perpendicular al eje imaginario de la hélice, y en un estado en el que el muelle helicoidal de suspensión está intercalado entre los asientos superior e inferior del dispositivo de suspensión y está comprimido a lo largo de un eje del puntal, la dirección excéntrica y la cantidad excéntrica de cada centro de las partes de vuelta de hélice final superior e inferior con respecto al eje imaginario de la hélice son establecidas de manera tal que el eje de reacción del muelle del dispositivo de suspensión se posiciona lo suficientemente cerca de un eje de entrada de carga.

2. El muelle helicoidal de suspensión de la reivindicación 1, en donde, cuando dicho muelle está intercalado entre los asientos superior e inferior del dispositivo de suspensión, el muelle helicoidal de suspensión se deforma elásticamente a lo largo de una dirección en la que el eje de la hélice se flexiona de forma tal que los centros de las partes de vuelta de hélice final superior e inferior son sustancialmente coaxiales al eje imaginario de la hélice.

3. Muelle helicoidal de suspensión según la reivindicación 1 ó 2, en donde, cuando dicho muelle está intercalado entre los asientos superior e inferior del dispositivo de suspensión, el muelle helicoidal de suspensión puede ser comprimido a lo largo del eje del puntal sin que las superficies de los asientos superior e inferior estén sustancialmente inclinadas con respecto al eje imaginario de la hélice por los asientos superior e inferior.