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ES2347588T3 - Biela de suspension de rueda. - Google Patents

Biela de suspension de rueda. Download PDF

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ES2347588T3
ES2347588T3 ES06776722T ES06776722T ES2347588T3 ES 2347588 T3 ES2347588 T3 ES 2347588T3 ES 06776722 T ES06776722 T ES 06776722T ES 06776722 T ES06776722 T ES 06776722T ES 2347588 T3 ES2347588 T3 ES 2347588T3
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ES
Spain
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wheel suspension
axial
connecting rod
opening
rod
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ES06776722T
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Hubert B. Koschinat
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SAF Holland GmbH
Original Assignee
SAF Holland GmbH
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Publication date
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Application filed by SAF Holland GmbH filed Critical SAF Holland GmbH
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Abstract

- Suspensión de rueda para un vehículo con una biela de suspensión de rueda (1) y un elemento axial (2), en donde la biela de suspensión de rueda, en especial biela longitudinal (1), presenta una abertura de articulación (12) para la fijación basculante de la biela de suspensión de rueda a un chasis de vehículo y una abertura axial (11) para fijar un elemento axial (2) a la biela de suspensión de rueda, y en donde la abertura axial (11) es fundamentalmente redonda y presenta fundamentalmente el mismo diámetro que un segmento correspondiente del elemento axial (2), caracterizada porque la abertura axial (11) presenta sobre su borde periférico (11a) al menos una interrupción en forma de una rendija (13), en donde está dispuesto un medio de fijación (17) en la región de la interrupción, para reducir la interrupción de tal modo que la biela de suspensión de rueda (1) se aprisiona sobre el elemento axial (2) y en donde la biela de suspensión de rueda está colada.

Description

La presente invención se refiere a una biela de suspensión de rueda, en especial a una biela longitudinal para un vehículo así como a una suspensión de rueda con una biela de suspensión de rueda de este tipo.
Según el estado de la técnica se guía un eje rígido compuesto de un tubo axial, conforme al modelo de utilidad DE 296 16 257 U 1, a través de una pareja de bielas longitudinales en forma de cajón y se suelda a las bielas longitudinales. Para hacer posible la soldadura de las bielas longitudinales al tubo axial éstas tienen que estar fabricadas con un material que pueda soldarse al material del tubo axial, por ejemplo acero. Aparte de esto un post-tratamiento, por ejemplo protección contra corrosión y barnizado, sólo puede aplicarse después de la soldadura.
Puede evitarse una soldadura de las bielas longitudinales al eje rígido si las bielas longitudinales se fijan en cada caso con una pareja de estribos de acero en forma de U al eje rígido, como se muestra en la figura 4. Esta clase de fijación axial es especialmente adecuada si se utilizan resortes de lámina. Si se utiliza una suspensión neumática, esta clase de fijación exige sin embargo una multitud de piezas aisladas y una complejidad relativamente alta durante el montaje/desmontaje de la biela longitudinal, ya que cada biela longitudinal está dotada en cada caso de piezas de posicionamiento adicionales y en cada caso es necesario apretar cuatro tornillos para cada biela longitudinal.
El documento WO 03/066355 A1 hace patente un sistema de suspensión de vehículo con una biela longitudinal, que presenta una abertura de articulación para la fijación basculante a un chasis de vehículo y una abertura axial fundamentalmente opuesta, que sirve para fijar un elemento axial.
El documento US-6,340,165 B1 hace patente una biela de suspensión de rueda para un vehículo con una abertura de articulación para la fijación basculante de la biela de suspensión de rueda al chasis de vehículo y una región en forma de perfil en U, que está diseñada para alojar un elemento axial, en donde éste está afianzado entre los brazos de las paredes laterales que forman la U.
La tarea de la invención consiste en la creación de una biela de suspensión de rueda para un vehículo, que pueda fabricarse de forma económica y puede montarse/desmontarse de forma sencilla. Aparte de esto se pretende crear un procedimiento correspondiente así como una suspensión de rueda con una biela de suspensión de rueda de este tipo.
Esta tarea es resuelta mediante una suspensión de rueda con las particularidades según la reivindicación 1, un procedimiento con las particularidades según la reivindicación 8 y una suspensión de rueda con las particularidades según la reivindicación 10. En las reivindicaciones subordinadas se definen perfeccionamientos ventajosos y de la invención.
Conforme a la invención se crea una biela de suspensión de rueda, en especial una biela longitudinal, para un vehículo con una abertura de articulación para la fijación basculante de la biela de suspensión de rueda a un chasis de vehículo y una abertura axial para fijar un elemento axial a la biela de suspensión de rueda, en donde la abertura axial presenta sobre su borde periférico al menos una interrupción o un rebajo, como por ejemplo una rendija.
Por medio de que la biela de suspensión de rueda se fija sencillamente a un tubo axial, éste puede montarse y desmontarse de modo sencillo. Aparte de esto una suspensión de rueda con una biela de suspensión de rueda de este tipo presenta un número mínimo de piezas constructivas. El tubo axial y la biela de suspensión de rueda pueden recibir antes del montaje una protección contra corrosión, un barnizado, etc., ya que no se necesita más una soldadura. Por medio de que la abertura axial tiene fundamentalmente el mismo diámetro que el segmento correspondiente del elemento axial, se crea un aprisionamiento que puede transmitir un elevado par de giro. La abertura axial es con ello de forma preferida un ajuste de transición. Sin embargo, también es posible prever un ajuste de holgura con una holgura reducida de unos 0,05 mm a 0,5 mm o un ajuste prensado, en el que la abertura axial tiene un diámetro insignificantemente menor que el elemento axial. En este caso la biela longitudinal puede calentarse de forma preferida para el montaje, para aumentar el diámetro o la biela de suspensión de rueda puede presionarse sobre el elemento axial. Además de esto el borde periférico de la abertura axial puede abrirse sobre la interrupción, para aumentar el diámetro.
De forma preferida está dispuesto un medio de fijación, para reducir la interrupción o una dimensión/distancia de la interrupción, de tal modo que la biela de suspensión de rueda pueda fijarse al elemento axial.
Asimismo la abertura axial es de forma preferida fundamentalmente circular, en donde la abertura axial tiene de forma preferida fundamentalmente el mismo diámetro que un segmento correspondiente del elemento axial. La abertura axial puede presentar sin embargo también otras configuraciones, si el elemento axial presenta por ejemplo una sección transversal cuadrada, una sección transversal oval u otras configuraciones de sección transversal, útiles desde un punto de vista técnico, siempre que las configuraciones de sección transversal utilizadas tengan una sección transversal en gran medida cerrada. En lugar de elementos axiales pueden usarse también soportes de brazo axial hacia fuera o elementos de torsión, por ejemplo en forma de un puntal transversal que une las dos bielas de suspensión de rueda, de configuraciones de sección transversal correspondientes hacia dentro en la abertura axial de la biela de suspensión de rueda, sobre las cuales después están dispuestos elementos axiales correspondientes. Igualmente puede pensarse en una división de funciones, en la que los soportes de brazo axial y el elemento de torsión no estén situados en la misma línea axial, sino sobre ejes que discurren mutuamente en paralelo. Con ello pueden fijarse después, en el caso de una distancia elegida adecuada, tanto el elemento de torsión como el soporte de brazo axial en dos aberturas axiales, en cada caso mediante aprisionamiento.
La abertura axial está adaptada fundamentalmente, de forma conveniente, a la conformación del elemento axial correspondiente.
La interrupción está formada de forma ventajosa por una rendija, que termina en un rebajo configurado en la región de pared de la biela de suspensión de rueda, por ejemplo en forma de una abertura circular u oval o se lleva hasta la arista exterior de la biela de suspensión de rueda. Por medio de esto se evita la formación de grietas por tensión en un extremo de la interrupción o de la rendija. De forma preferida la biela de suspensión de rueda está colada a partir de fundición esférica GGG, fundición gris GG o fundición de grafito vermicular GGV, de tal modo que ésta puede fabricarse de modo económico.
Asimismo están dispuestos de forma preferida un elemento de alojamiento para un resorte del eje del vehículo y medios de fijación para un amortiguador sobre la biela de suspensión de rueda.
Además de esto está dispuesto, de forma todavía más preferida, al menos un medio de engrane para un engrane en unión positiva de forma de la abertura axial con un elemento axial, de tal modo que el elemento axial pueda posicionarse de forma sencilla en la biela longitudinal. Asimismo los medios de engrane pueden formar una función fail-safe (seguro en caso de fallo) en el caso de que falle el aprisionamiento y/o una función indicadora para establecer una rotación indeseada del elemento axial.
La biela de suspensión de rueda conforme a la invención presenta de forma preferida un perfil en T o un perfil en doble T fundamentalmente abierto, de tal modo que la biela de suspensión de rueda tenga una elevada rigidez a la torsión y a la flexión.
Aparte de esto se crea un procedimiento para fabricar una biela de suspensión de rueda para un vehículo con los siguientes pasos: fabricación, por ejemplo mediante colada, de una biela de suspensión de rueda con una abertura axial para el alojamiento de un elemento axial y previsión de una interrupción, por ejemplo en forma de una rendija, sobre el borde periférico de la abertura axial.
De forma ventajosa puede preverse un medio de fijación en la región de la interrupción para, dado el caso, crear un aprisionamiento adicional.
De forma preferida se configura al menos un medio de engrane para un engrane en unión positiva de forma de la abertura axial con un elemento axial.
Por último se crea una suspensión de rueda con un eje tubular como un elemento axial y una pareja de bielas de suspensión de rueda conforme a la invención, en donde la suspensión de rueda está dotada asimismo de forma preferida de un soporte de freno aprisionado, de tal modo que la biela longitudinal o el tubo axial puede desmontarse del tubo axial después del desmontaje previo del soporte de freno aprisionado.
A continuación se explica con más detalle un ejemplo de ejecución de la invención, haciendo referencia a los dibujos adjuntos. La figura 1 muestra la suspensión de rueda conforme a la invención de una biela longitudinal 1, un tubo axial 2 y un soporte de freno 3 aprisionado. La figura 2 muestra una vista lateral de la biela longitudinal 1 conforme a la invención con un amortiguador 4 aplicado a la misma. La figura 3 muestra una vista en perspectiva de la biela longitudinal 1 conforme a la invención con un amortiguador 4 aplicado a la misma. La figura 4 muestra una suspensión de rueda con una pareja de bielas longitudinales y un eje rígido según el estado de técnica.
Como se muestra en la figura 1, se guía un tubo axial 2 de un eje rígido a través de una abertura axial 11 de la biela longitudinal 1 conforme a la invención y está aplicado un soporte de freno 3 aprisionado a un extremo del tubo axial. Aparte de esto se ha aplicado un amortiguador 4 a la biela longitudinal 1 y la biela longitudinal 1 presenta un alojamiento de resorte 15 así como una abertura de articulación 12. La biela longitudinal 1 se aplica de forma basculante a través de la abertura de articulación 12 a un chasis de vehículo (no representado), por ejemplo a través de un elemento de goma-metal. Aparte de esto se inserta un elemento elástico (no mostrado) entre un chasis de vehículo entre un chasis de vehículo y el alojamiento de resorte 15 de la biela longitudinal 1. El elemento elástico presenta con ello de forma preferida un resorte neumático (no mostrado). El tubo axial 2 presenta en el otro lado del vehículo (no mostrado) también una biela longitudinal 1, de tal modo que la suspensión de rueda está formada por una pareja de bielas longitudinales 1 y un tubo axial 2.
La biela longitudinal 1 conforme a la invención está fabricada de forma preferida con fundición gris, como por ejemplo GG-60, fundición de grafito esférico (fundición esférica GGG) o fundición de grafito vermicular (GGV), y presenta un perfil en doble T con una abertura 18, como puede verse mejor en la figura 3. Con ello una biela longitudinal 1 de fundición gris es especialmente económica de fabricar, mientras que una biela longitudinal 1 de fundición de grafito esférico GGG
o fundición de grafito vermicular GGV presenta una mayor resistencia.
La abertura de articulación 12 y la abertura axial 11 pueden post-tratarse después de la fabricación, para formar un asiento de ajuste todavía mejor. El diámetro de la abertura axial 11 se corresponde con ello fundamentalmente al diámetro del elemento axial o del tubo axial 2, sobre el que se coloca la biela longitudinal 1. Además de esto un borde periférico 11a de la abertura axial 11 presenta un rebajo o una interrupción 13, por ejemplo en forma de una rendija, para hacer posible por ejemplo un tornillo aprisionador 17, un apriete de la abertura axial 11 sobre el elemento axial. En otras palabras se reduce una anchura de la interrupción 13 mediante el apriete del tornillo aprisionador 17, con lo que se hace posible un aprisionamiento de la biela longitudinal 1 sobre un elemento axial. Sin embargo, también pueden utilizarse otros dispositivos de aprisionamiento para reducir la interrupción, es decir la distancia en esta región que se obtiene mediante la interrupción, con la finalidad del aprisionamiento.
El asiento de ajuste de la abertura axial 11 se ejecuta de forma preferida como ajuste de transición, es decir el diámetro de la abertura axial 11 se corresponde fundamentalmente con el diámetro del elemento axial, sobre el que se coloca la biela longitudinal 1. En otras palabras, el diámetro de la abertura axial 11 tiene una tolerancia hacia arriba (holgura) y una tolerancia hacia abajo (compresión). Mediante el ajuste de transición se consigue una fijación de la biela longitudinal 1 al elemento axial, que puede transmitir un elevado par de giro y puede impedir de forma segura un desplazamiento del elemento axial en dirección lateral, mientras que al mismo tiempo pueden mantenerse reducidos los costes de producción, ya que la tolerancia del asiento de ajuste no es muy estrecha. Aparte de esto puede conseguirse un elevado rendimiento, ya que mediante la tolerancia relativamente grande del asiento de ajuste pueden mantenerse reducidas las pérdidas durante la fabricación de la biela preferiblemente dentro de un margen de entre 0,2 y 0,4 mm.
Para un montaje sencillo la biela longitudinal 1 puede calentarse y/o abrirse.
Para aplicaciones con menores requisitos de resistencia, el asiento de ajuste puede obtener un ajuste de holgura con una holgura de 0,05 a 0,5 mm, para hacer posible un montaje especialmente sencillo. Por otro lado, si se imponen unos requisitos especialmente elevados a la resistencia, puede elegirse naturalmente también un ajuste prensado.
La biela longitudinal 1 conforme a la invención puede recibir ya antes del montaje un tratamiento superficial, como por ejemplo protección contra corrosión y barnizado. Esto ofrece la ventaja de que puede prescindirse de una protección contra corrosión especial durante el almacenamiento como pieza de repuesto y de que se prescinde de la aplicación de una protección contra corrosión /o de un barnizado después del montaje sobre el vehículo. En otras palabras, una biela longitudinal 1 conforme a la invención se extrae de un almacén y solamente se atornilla a una suspensión de rueda de un vehículo. Con ello puede prescindirse de pasos de tratamiento adicionales, como la aplicación de una protección contra corrosión y barnizado, como son necesarios según el estado de la técnica.
Para mejorar todavía más el aprisionamiento de la abertura axial 11 sobre un elemento axial, la abertura axial 11 puede pegarse adicionalmente con el elemento axial mediante un pegamento adecuado o dotarse de medidas que aumenten el coeficiente de rozamiento.
Además de esto puede preverse un medio de engrane adicional, por ejemplo en forma de un resalte o de una ranura sobre el borde periférico 11a de la abertura axial 11 (aunque éste no se ha mostrado aquí). Este medio de engrane hace posible un posicionamiento sencillo durante el montaje y, aparte de esto, puede hacer posible también una función fail-safe (seguro en caso de fallo), es decir, en caso de fallar la unión por fricción del aprisionamiento se sujeta con seguridad el tubo axial, a través de este medio de engrane adicional, mediante una unión positiva de forma. Aparte de esto el medio de engrane puede asumir adicionalmente o en solitario también una función indicadora, con relación a una rotación indeseada del elemento axial.
Aparte de esto la biela longitudinal 1 conforme a la invención presenta un alojamiento de resorte 15 sobre un segmento extremo trasero así como medios de fijación 16, por ejemplo en forma de una abertura roscada para un amortiguador 4. La abertura de articulación 12 se apoya de forma preferida mediante varios nervios 19 al cuerpo de la biela longitudinal 1, para aumentar la resistencia a la flexión y torsión en una dirección transversal. Estos nervios 19 se configuran por ejemplo durante un proceso de colada.
La biela longitudinal 1 conforme a la invención se fabrica de forma sencilla mediante colada a partir de fundición gris, fundición esférica o fundición de grafito vermicular, en donde todos los elementos se moldean por fusión. En otras palabras la biela longitudinal 1 conforme a la invención se fabrica de forma enteriza mediante colada y solamente la abertura axial 11 y la abertura de articulación 12 tienen que post-tratarse, dado el caso.
De forma preferida para una suspensión de rueda se utiliza una pareja de bielas longitudinales de este tipo, en donde de forma preferida se desplaza un eje rígido de tubo de acero a través de las aberturas axiales 11 de la pareja de bielas longitudinales 1 y se aprisiona sobre la misma a través del tornillo aprisionador 17. Sin embargo, también es posible, en el caso de una suspensión de rueda aislada, desplazar solamente un elemento axial corto a través de la abertura axial 11 de una biela longitudinal 1 aislada. En el caso del eje rígido la suspensión de rueda puede presentar un soporte de freno 3 aprisionado, como se muestra mejor en la figura 1, de tal modo que la biela longitudinal 1 puede desmontarse de forma sencilla, por medio de que la articulación se desmonta sobre la abertura de articulación 12, el soporte de freno 3 aprisionado se desmonta y a continuación se abre la abertura axial 11 a través del tornillo aprisionador 17, para extraer la biela longitudinal 1 del tubo axial 2. De este modo puede sustituirse de forma sencilla una biela longitudinal 1 sobre un vehículo.
Sin embargo, la biela 1 también podría estar compuesta de varias partes, que se atornillan unas a otras. Aunque aquí no se ha representado, la biela longitudinal 1 puede estar dividida aproximadamente en el centro de la abertura axial 11 y después atornillarse con una pareja de tornillos aprisionadores 17. Para conseguir una elevada rigidez a la flexión y a la torsión de la biela longitudinal 1, ésta tiene un perfil en doble T con una gran abertura 18 en un segmento central, para ahorrar peso. El ahorro de peso mediante la gran abertura 18 conduce a una reducción de las masas no elásticas del vehículo dotado de esta suspensión de rueda, de tal modo que puede mejorarse la posición en carretera. Los medios de fijación 16 para el amortiguador 4 están dispuestos de forma preferida en una depresión colada, para reducir un espacio de instalación de un amortiguador 4 de la suspensión de rueda.
Sin embargo, la invención no está limitada al ejemplo de ejecución aquí mostrado. En especial son posibles las siguientes variaciones del ejemplo de ejecución:
1) La biela longitudinal puede fabricarse también, por ejemplo colarse, a partir de otro material como por ejemplo aluminio o una aleación de aluminio u otro metal ligero apropiado. 2) El alojamiento de resorte 15 para el resorte y los medios de fijación 16 para
5 el amortiguador 4 del eje del vehículo pueden estar dispuestos sobre el propio eje, de tal modo que estos no están dispuestos sobre la biela longitudinal 1. 3) La biela longitudinal puede tener un perfil diferente al perfil en doble T aquí mostrado. La biela longitudinal 1 puede presentar por ejemplo un perfil tubular cuadrado cerrado o un perfil en T. Sin embargo también puede
10 pensarse en cualquier otro perfil, siempre que el perfil presente una elevada resistencia a la torsión y a la flexión. 4) Aunque el ejemplo de ejecución mostrado muestra una biela longitudinal para un eje rígido estirado, la biela de suspensión de rueda conforme a la invención puede estar también configurada como biela longitudinal
15 desplazada, biela transversal, biela oblicua o biela espacial. 5) Si bien el ejemplo de ejecución aquí mostrado muestra un eje trasero rígido no articulado, la biela de suspensión de rueda conforme a la invención puede aplicarse también para un eje delantero y/o un eje articulable, si la abertura axial 11 abraza un elemento axial correspondiente de un eje de este tipo.
20 6) Aunque se propone la utilización de un eje tubular de acero, también pueden usarse otros materiales con una geometría y valores característicos adecuados, por ejemplo metales o materiales sintéticos reforzados con fibras.
-9 -
LISTA DE SÍMBOLOS DE REFERENCIA
1
Biela longitudinal
11
Abertura axial
11a
Borde periférico
12
Abertura de articulación
13
Rendija
14
Abertura
15
Alojamiento de resorte
16
Medio de fijación
17
Tornillo aprisionador
18
Abertura perfilada
19
Nervios
2
Tubo axial
3
Soporte de freno
4
Amortiguador
-10-

Claims (8)

  1. REIVINDICACIONES
    1.-Suspensión de rueda para un vehículo con una biela de suspensión de rueda (1) y un elemento axial (2), en donde la biela de suspensión de rueda, en especial biela longitudinal (1), presenta una abertura de articulación (12) para la fijación basculante de la biela de suspensión de rueda a un chasis de vehículo y una abertura axial (11) para fijar un elemento axial (2) a la biela de suspensión de rueda, y en donde la abertura axial (11) es fundamentalmente redonda y presenta fundamentalmente el mismo diámetro que un segmento correspondiente del elemento axial (2), caracterizada porque la abertura axial (11) presenta sobre su borde periférico (11a) al menos una interrupción en forma de una rendija (13), en donde está dispuesto un medio de fijación (17) en la región de la interrupción, para reducir la interrupción de tal modo que la biela de suspensión de rueda (1) se aprisiona sobre el elemento axial (2) y en donde la biela de suspensión de rueda está colada.
  2. 2.-Suspensión de rueda según la reivindicación 1, en donde la abertura axial
    (11)
    se corresponde fundamentalmente con la conformación del elemento axial (2) correspondiente.
  3. 3.-Suspensión de rueda según una de las reivindicaciones anteriores, en donde la interrupción está formada por una rendija (13), que termina en una abertura
    (14)
    fundamentalmente redondeada, de forma preferida en una abertura circular u oval o se lleva hasta la arista exterior de la biela de suspensión de rueda.
  4. 4.-Suspensión de rueda según una de las reivindicaciones anteriores, en donde la biela de suspensión de rueda está colada a partir de fundición esférica GGG, fundición gris GG o fundición de grafito vermicular GGV.
  5. 5.-Suspensión de rueda según una de las reivindicaciones anteriores, en donde están dispuestos un elemento de alojamiento (15) para una resorte del eje del vehículo y medios de fijación (16) para un amortiguador (4) sobre la biela de suspensión de rueda.
  6. 6.-Suspensión de rueda según una de las reivindicaciones anteriores, en donde está dispuesto al menos un medio de engrane para un engrane en unión positiva de forma de la abertura axial (11) con un elemento axial (2).
  7. 7.-Suspensión de rueda según una de las reivindicaciones anteriores, en donde la biela de suspensión de rueda presenta fundamentalmente un perfil en T o un perfil en doble T.
  8. 8.-Procedimiento para fabricar una biela de suspensión de rueda y un elemento axial para un vehículo con los siguientes pasos:
    -11-
    colada de una biela de suspensión de rueda con una abertura axial (11) fundamentalmente redonda para el alojamiento de un elemento axial (2), en donde la abertura axial (11) presenta fundamentalmente el mismo diámetro que un segmento correspondiente del elemento axial (2),
    5 previsión de una interrupción en forma de una rendija (13) sobre el borde periférico (11a) de la abertura axial (11), y previsión de un medio de fijación (17) en la región de la interrupción, para reducir la interrupción de tal modo que la biela de suspensión de rueda se aprisiona sobre el elemento axial (2).
    10 9.- Procedimiento según la reivindicación 8, asimismo con el paso: configuración al menos de un medio de engrane para un engrane en unión positiva de forma de la abertura axial (11) con un elemento axial (2). 10.-Suspensión de rueda con un eje tubular como elemento axial (2) y una
    pareja de bielas de suspensión de rueda según una de las reivindicaciones 1 a 7. 15 11.-Suspensión de rueda según la reivindicación 10, asimismo con un soporte de freno (3) aprisionado. Siguen cuatro hojas de dibujos.
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