BR112015007907B1 - Amortecedor hidráulico para suspensão e respectivo batente hidráulico aperfeiçoado - Google Patents
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Abstract
AMORTECEDOR HIDRÁULICO PARA SUSPENSÃO E RESPECTIVO BATENTE HIDRÁULICO APERFEIÇOADO. É descrito um amortecedor hidráulico para suspensão e respectivo batente hidráulico aperfeiçoado, dito amortecedor hidráulico compreendendo uma carcaça tubular; um corpo tubular (20), e uma haste reciprocante, axialmente móvel e dotada de um elemento anelar elastomérico limitador de curso. Dito elemento limitador de curso (6) compreende um anel de retenção (7), um anel de travamento (8) e um anel de vedação (9), o dito anel de retenção (7) envolvendo parcialmente o dito anel de travamento (8) e definindo, juntamente com o dito anel de travamento (8), uma canelura (91) apta a receber o dito um anel de vedação (9).
Description
[001] A presente invenção se refere a um aperfeiçoamento aplicado a um amortecedor hidráulico para a suspensão de um veículo, do tipo utilizado para o amortecimento dos choques em suspensões de veículos automotores e similares. Mais em particular, a presente invenção se refere a um amortecedor hidráulico compreendendo um batente hidráulico aperfeiçoado e a um respectivo batente hidráulico aperfeiçoado.
[002] Os amortecedores para a suspensão de veículos consistem basicamente de um dispositivo telescópico que apresenta uma haste reciprocante montada através de um cilindro interno em uma carcaça, ditos dispositivos apresentando externamente uma extremidade fixável na estrutura do veículo e uma extremidade oposta fixável em um dos braços da suspensão do veículo.
[003] A comunicação fluida entre o cilindro e a carcaça ocorre através de ao menos uma válvula de passagem de fluido, a qual é montada adjacente a uma das extremidades do cilindro, quando da movimentação reciprocante da haste causada pela movimentação da suspensão do veículo em relação à carroceira do mesmo veículo. Esta movimentação ocorre contra uma força de resistência ao movimento decorrente da passagem do fluido viscoso através da dita válvula.
[004] O conjunto carcaça/cilindro apresenta, em uma extremidade, uma abertura passante através da qual a haste reciprocante se desloca durante o seu movimento. Esta extremidade é provida de um elemento anelar de vedação que atua como guia para a haste reciprocante e como vedante ao vazamento do fluido viscoso do amortecedor.
[005] As características de amortecimento dos amortecedores convencionais são estabelecidas em função das válvulas existentes no pistão e das válvulas de passagem do fluido viscoso entre o cilindro e a carcaça, independentemente da posição da haste em seu movimento telescópico, o qual é limitado, nas suspensões de veículos automotores, por um limitador mecânico, o qual atua de modo a limitar a distensão máxima da haste.
[006] Em uma primeira solução conhecida na arte, o dito limitador mecânico consiste de um batente mecânico fixado em uma porção da haste reciprocante, internamente ao cilindro interno e portando um elemento anelar elastomérico. Na condição totalmente distendida de dita haste reciprocante, o dito elemento anelar interno contata um elemento de batente anelar provido adjacente a abertura de passagem da referida haste. Nesta forma de realização, o elemento limitador não desliza pela parede lateral interna do cilindro.
[007] Durante o movimento de extensão da haste reciprocante, a atuação de frenagem do fluido viscoso disposto entre o limitador mecânico e o elemento de batente não consegue impedir que, ao ser atingida a posição de distensão telescópica máxima, ocorra um choque entre o limitador e o batente, o que provoca movimentos bruscos da suspensão que são transmitidos aos passageiros e/ou à carga transportada.
[008] Em uma outra solução conhecida na arte, os amortecedores utilizam batentes hidráulicos dispostos na haste reciprocante, tal como os limitadores mecânicos supra descritos. Ditos batentes hidráulicos consistem de anéis elásticos sustentados por molas ou por fixação deslizante na referida haste reciprocante ou no cilindro interno. A retenção de fluido viscoso nestes batentes hidráulicos é melhor do que nos amortecedores com válvulas no pistão, quando a haste reciprocante se aproxima da posição de máxima distensão telescópica, do que resulta uma força de amortecimento maior em uma posição limítrofe de distensão.
[009] Por fim, é também conhecido na arte a solução proposta no documento PI 9401784, de co-propriedade da ora titular, no qual é descrito um amortecedor para a suspensão de um veículo, o qual inclui uma carcaça tubular, um corpo tubular e uma haste reciprocante dotada de um pistão e de um elemento limitador de curso. Em particular, o corpo tubular apresenta, em uma extensão axial de sua parede interna, uma redução diametral de modo a permitir que, durante o deslocamento da haste reciprocante, ocorra o contato de pelo menos uma parte da extensão circunferencial do elemento limitador de curso com a parede interna do corpo tubular, e sendo que pelo menos uma das partes definidas pela parede interna do corpo tubular e elemento limitador de curso é dotado de canais axiais de escoamento destinados à passagem do fluido viscoso durante o movimento da dita haste reciprocante.
[010] No tocante particularmente ao elemento limitador de curso, este é definido como um elemento elastomérico limitador de curso na forma de um anel bipartido carregando um elemento elastomérico anelar, dito limitador de curso sendo axialmente retido na haste reciprocante através de anéis de retenção dispostos em respectivas caneluras da dita haste reciprocante (vide a figura 2 do PI 9401784).
[011] A despeito da evolução verificada pela solução supra descrita, a mesma não se encontra livre de inconvenientes. Em particular, o excessivo número de peças que compõem o dito elemento limitador de curso (cinco peças) e a configuração particular das ditas peças mostrou-se impeditiva de um sistema de montagem automatizado das mesmas. A algum tempo a titular vem realizando pesquisas no sentido de obter um equipamento automatizado para a montagem automática e seqüencial das cinco peças que compõem o referido limitador de curso, porém sem sucesso. A despeito de terem sido realizados testes tanto alterando o sentido de montagem do conjunto quanto mudando a ordem de montagem de ditas peças componentes, não foi possível obter-se uma combinação que permitisse uma montagem automatizada e seqüencial deste limitador de curso.
[012] O documento DE 102004039702 descreve um batente hidráulico compreendendo um limitador montado na haste reciprocante de um amortecedor.
[013] Além disto, e devida a particular geometria das peças componentes do dito limitador de curso bem como das folgas inerentes a um conjunto assim formado, tem sido verificado na prática um eventual ruído resultante do jogo, ruído este que compromete o conforto do condutor e dos passageiros do veículo no qual um tal amortecedor é instalado.
[014] Desta forma, constitui um primeiro objetivo da presente invenção um batente hidráulico aperfeiçoado que possa ser montado na haste reciprocante de um amortecedor de suspensão de veículos e cujo procedimento de montagem possa ser realizado de forma automatizada e seqüencial por meio de um equipamento automatizado de montagem.
[015] Constitui outro objetivo da presente invenção um batente hidráulico aperfeiçoado com jogo reduzido entre as suas peças componentes, de modo a eliminar, ou ao menos reduzir substancialmente, os ruídos devidos a movimentação relativa das peças componentes de dito batente hidráulico durante o uso prático de um amortecedor de suspensão para veículos em geral dotado de um batente hidráulico.
[016] Por fim, constitui um ulterior objetivo da presente invenção um amortecedor hidráulico de suspensão para veículos em geral, incorporando ao menos parte das características tecnológicas descritas na patente PI 9401784, e incluindo um batente hidráulico com jogo reduzido e que possa ser montado automaticamente na haste reciprocante do dito amortecedor.
[017] Estes e outros objetivos são alcançados, de acordo com a presente invenção, a partir de um amortecedor hidráulico para suspensão, compreendendo: uma carcaça tubular, contendo fluido viscoso e apresentando extremos fechados; um corpo tubular, montado interno e concêntrico à dita carcaça tubular e apresentando um extremo fechado adjacente a um dos extremos fechados da carcaça tubular, e um extremo oposto provido de abertura central passante através do adjacente extremo oposto da carcaça tubular; e uma haste reciprocante, axialmente móvel, disposta através da dita abertura central do corpo tubular e dotada de um pistão deslizante no interior do corpo tubular e dotada de um elemento limitador de curso anelar elastomérico, dita haste reciprocante deslocando- se entre uma posição de retração, na qual o dito pistão encontra-se adjacente ao extremo fechado do corpo tubular, e uma posição de extensão, na qual o dito elemento limitador de curso encontra-se adjacente a dita abertura central; sendo que o corpo tubular apresenta, em uma extensão axial de sua parede interna adjacente ao extremo aberto, uma redução diametral de modo a permitir que, durante o deslocamento da haste reciprocante, ocorra o contato de pelo menos parte da extensão circunferencial do elemento limitador de curso com a parede interna do corpo tubular, e sendo que pelo menos uma das partes definidas pela parede interna do corpo tubular e elemento limitador de curso é provida de canais axiais de escoamento destinados à passagem do fluido viscoso durante o movimento da dita haste reciprocante. O elemento limitador de curso compreende um anel de retenção, um anel de travamento e um anel de vedação, o dito anel de retenção envolvendo parcialmente o dito anel de travamento e definindo, juntamente com o dito anel de travamento, uma canelura apta a receber o dito um anel de vedação.
[018] Mais em particular, o anel de retenção compreende um corpo anelar dotado de uma projeção anelar inferior e de uma projeção anelar superior, ditas projeções sendo diametralmente opostas uma em relação a outra, sendo que a dita projeção anelar inferior é elástica e conformada de modo a penetrar no rebaixo da haste reciprocante quando o anel de retenção se encontra na sua condição montada, e sendo que a dita projeção anelar superior é disposta afastada em relação a superfície cilíndrica da haste reciprocante, assim definindo um bolso anelar entre a projeção anelar superior do anel de retenção e a dita superfície cilíndrica da haste reciprocante. Além disto, o anel de travamento compreende um corpo em forma de uma luva de perfil baixo apresentando uma primeira extremidade, apta a penetrar no interior do dito bolso anelar, e uma segunda extremidade, axialmente oposta à primeira extremidade, dotada de uma projeção radial para fora.
[019] A presente invenção será melhor compreendida a partir da descrição detalhada que segue, relativa a uma forma preferencial e não limitativa de realização da invenção, feita com base nas figuras meramente ilustrativas em anexo, nas quais: - A figura 1 é uma vista em perspectiva explodida do batente hidráulico da presente invenção e de parte de um amortecedor de suspensão; - A figura 2 é uma vista em secção transversal de parte de um amortecedor de suspensão incorporando o batente hidráulico da invenção; e - A figura 3 é uma vista em secção transversal, similar a figura 2, de uma forma alternativa de realização da invenção.
[020] De acordo com as figuras em anexo, com (1) é indicado um amortecedor para suspensão, tal como o quanto descrito e ilustrado na patente brasileira de número PI 9401784, a qual é aqui incorporada como referência em sua totalidade, e o qual basicamente compreende: - uma carcaça tubular (não ilustrada), contendo fluido viscoso e apresentando extremos fechados (não ilustrados); - um corpo tubular (20), montado interno e concêntrico à dita carcaça tubular e apresentando um extremo fechado (não ilustrado) adjacente a um dos extremos fechados da carcaça tubular, e um extremo oposto (não ilustrado) provido de abertura central (não ilustrada) passante através do adjacente extremo oposto da carcaça tubular; e - uma haste reciprocante, axialmente móvel, disposta através da dita abertura central do corpo tubular (20) e dotada de um pistão (não ilustrado) deslizante no interior do corpo tubular e dotada de um elemento anelar elastomérico limitador de curso, dita haste reciprocante deslocando-se entre uma posição de retração, na qual o dito pistão encontra- se adjacente ao extremo fechado do corpo tubular (20), e uma posição de extensão, na qual o dito elemento limitador de curso encontra-se adjacente a dita abertura central.
[021] Em particular, o corpo tubular (20) apresenta, em uma extensão axial de sua parede interna adjacente ao extremo aberto (não ilustrado), uma redução diametral (26) de modo a permitir que, durante o deslocamento da haste reciprocante, ocorra o contato de pelo menos parte da extensão circunferencial do elemento limitador de curso com a parede interna do corpo tubular (20), e sendo que pelo menos uma das partes definidas pela parede interna do corpo tubular (20) e elemento limitador de curso é provida de canais axiais de escoamento (27) destinados à passagem do fluido viscoso durante o movimento da dita haste reciprocante (30).
[022] De acordo com a presente invenção, o amortecedor (1) compreende uma haste reciprocante (3) na periferia radial da qual é fixado um elemento limitador de curso (6) anelar e elastomérico, destinado a interferir mecanicamente com a parede interna do corpo tubular (20).
[023] Mais especificamente, a dita haste reciprocante (3) apresenta, na periferia radial de sua superfície lateral externa, um rebaixo (4) cônico de secção transversal em forma de triangulo reto. De preferência, o dito rebaixo (4) é obtido por roletagem da haste reciprocante (3), não obstante outros métodos de produção serem igualmente viáveis.
[024] Ainda de acordo com a presente invenção, e com particular atenção a figura 2, o elemento limitador de curso (6) compreende um anel de retenção (7), um anel de travamento (8) e um anel de vedação (9).
[025] O anel de retenção (7), disposto em uma cota mais inferior de acordo com a posição ilustrada na figura 2, apresenta-se como um corpo anelar dotado de uma projeção anelar inferior (71) e de uma projeção anelar superior (72).
[026] A dita projeção anelar inferior (71) é elástica e conformada de modo a penetrar no dito rebaixo (4) da haste reciprocante (3) quando o anel de retenção (7) se encontra na sua condição montada (conforme a figura 2). Desta forma, o anel de retenção (7) não pode se deslocar para além da zona delimitada pelo rebaixo (4), mesmo ante o atrito entre o anel de vedação (9) e a parede interna do corpo tubular (20).
[027] Já a dita projeção anelar superior (72) é diametralmente oposta em relação a projeção anelar inferior (71), assumindo uma posição afastada em relação a superfície cilíndrica da haste reciprocante (3). Desta forma, entre a projeção anelar superior (72) do anel de retenção (7) e a dita superfície cilíndrica da haste reciprocante (3) é definido um bolso anelar.
[028] O anel de travamento (8) se apresenta na forma de uma luva de perfil baixo e apta a deslizar, com folga, por sobre a superfície cilíndrica da haste reciprocante (3). Superiormente (também em relação à posição ilustrada na figura 2), o dito anel de travamento (8) apresenta uma projeção radial (81) para fora. Em outras palavras, o anel de travamento (8) compreende uma primeira extremidade, apta a penetrar no interior do bolso anelar, e uma segunda extremidade, axialmente oposta a primeira extremidade, dotada de uma projeção radial (81) para fora.
[029] Na condição montada do elemento limitador de curso (6), o anel de retenção (7) é penetrado pelo anel de travamento (8). Especificamente, uma parte do corpo do anel de travamento (8) penetra no bolso anular definido entre a superfície cilíndrica da haste reciprocante (3) e a projeção anelar (72) do anel de retenção (7), de modo a que apenas uma parte do anel de retenção (7) ocupe totalmente o dito bolso anelar. Desta forma, e entre a projeção radial (81) do anel de travamento (8) e a projeção anelar superior (72) do anel de retenção (7) é definida uma canelura (91) de secção transversal quadrangular, apta a receber, com folga na direção axial, o anel de vedação (9).
[030] Nos ensaios práticos realizados, observou-se que a solução da presente invenção satisfaz, com folga, as exigências técnicas e as normativas relativas a este tipo de amortecedor de suspensão. Ainda mais, e principalmente devida a interferências mecânicas entre o anel de retenção (7) e o anel de travamento (8) contra a superfície cilíndrica da haste reciprocante (3), bem como pela ausência do par de anéis de retenção previstos na patente PI 9401784, não foram detectados ruídos durante o uso de um amortecedor de suspensão compreendendo um elemento limitador de curso (6), de acordo com a invenção.
[031] Por outro lado, a solução ora proposta permite que o dito elemento limitador de curso (6), e em particular os seus três elementos componentes, sejam montados na haste reciprocante (3) de forma automatizada, pelo que podem ser eliminados eventuais erros de montagem, bem como prover a uma redução dos custos e dos tempos de produção de um tal amortecedor.
[032] Em uma forma alternativa de realização da presente invenção, tal como ilustrada na figura 3, o limitador de curso (6) é superiormente bloqueado por meio de um anel de retenção (10), o qual é inserido no interior do canal (11), conformado na superfície externa da haste reciprocante (3).
[033] Em particular, o dito canal (11) é realizado, por exemplo, durante a roletagem do rebaixo (4), ou eventualmente logo após a mesma, também por um procedimento de roletagem, Após a inserção automatizada do limitador de curso (6), é prevista a inserção, também automatizada, do referido anel de retenção (10) até a sua posição final no interior do canal (11).
[034] O dito anel de retenção (10) é uma salvaguarda extraordinária, posto que, nas condições normais de uso, não se verifica uma tendência de deslocamento do limitador de curso (6) para cima (em relação à posição ilustrada nas figuras 1-3).
Claims (5)
1. Batente hidráulico aperfeiçoado, do tipo compreendendo um elemento limitador de curso (6) montado na haste reciprocante (3) de um amortecedor de suspensão (1) e destinado a controlar o fluxo de um fluido viscoso através da interação mecânica ente o dito elemento limitador de curso (6) e a parede interna cilíndrica da carcaça (20) do dito amortecedor (1), sendo que dito elemento limitador de curso (6) compreende um anel de retenção (7), um anel de travamento (8) e um anel de vedação (9), o dito anel de retenção (7) envolvendo parcialmente o dito anel de travamento (8) e definindo, juntamente com o dito anel de travamento (8), uma canelura (91) apta a receber o dito um anel de vedação (9), caracterizado por o anel de retenção (7) compreender um corpo anelar dotado de uma projeção anelar inferior (71) e de uma projeção anelar superior (72), ditas projeções (71, 72) sendo diametralmente opostas uma em relação a outra, sendo que a dita projeção anelar inferior (71) é elástica e conformada de modo a penetrar no rebaixo (4) da haste reciprocante (3) quando o anel de retenção (7) se encontra na sua condição montada, e sendo que a dita projeção anelar superior (72) é disposta afastada em relação a superfície cilíndrica da haste reciprocante (3), assim definindo um bolso anelar entre a projeção anelar superior (72) do anel de retenção (7) e a dita superfície cilíndrica da haste reciprocante (3).
2. Batente hidráulico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o anel de travamento (8) compreender um corpo em forma de uma luva de perfil baixo apresentando uma primeira extremidade, apta a penetrar no interior do dito bolso anelar, e uma segunda extremidade, axialmente oposta a primeira extremidade, dotada de uma projeção radial (81) para fora.
3. Batente hidráulico, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por compreender um anel de retenção (10), disposto superiormente em relação a projeção radial (81) do anel de travamento (8), no interior de um canal (11) recravado na superfície cilíndrica da haste reciprocante (3).
4. Amortecedor hidráulico para suspensão, compreendendo: - uma carcaça tubular, contendo fluido viscoso e apresentando extremos fechados; - um corpo tubular (20), montado interno e concêntrico à dita carcaça tubular e apresentando um extremo fechado adjacente a um dos extremos fechados da carcaça tubular, e um extremo oposto provido de abertura central passante através do adjacente extremo oposto da carcaça tubular; e - uma haste reciprocante, axialmente móvel, disposta através da dita abertura central do corpo tubular (20) e dotada de um pistão deslizante no interior do corpo tubular e dotada de um elemento anelar elastomérico limitador de curso, dita haste reciprocante deslocando-se entre uma posição de retração, na qual o dito pistão encontra-se adjacente ao extremo fechado do corpo tubular (20), e uma posição de extensão, na qual o dito elemento limitador de curso encontra-se adjacente a dita abertura central, sendo que o corpo tubular (20) apresenta, em uma extensão axial de sua parede interna adjacente ao extremo aberto, uma redução diametral (26) de modo a permitir que, durante o deslocamento da haste reciprocante, ocorra o contato de pelo menos parte da extensão circunferencial do elemento limitador de curso com a parede interna do corpo tubular (20), e sendo que pelo menos uma das partes definidas pela parede interna do corpo tubular (20) e elemento limitador de curso é provida de canais axiais de escoamento (27) destinados à passagem do fluido viscoso durante o movimento da dita haste reciprocante (30), sendo que o elemento limitador de curso (6) compreende um anel de retenção (7), um anel de travamento (8) e um anel de vedação (9), o dito anel de retenção (7) envolvendo parcialmente o dito anel de travamento (8) e definindo, juntamente com o dito anel de travamento (8), uma canelura (91) apta a receber o dito um anel de vedação (9), caracterizado por o anel de retenção (7) compreender um corpo anelar dotado de uma projeção anelar inferior (71) e de uma projeção anelar superior (72), ditas projeções (71, 72) sendo diametralmente opostas uma em relação a outra, sendo que a dita projeção anelar inferior (71) é elástica e conformada de modo a penetrar no rebaixo (4) da haste reciprocante (3) quando o anel de retenção (7) se encontra na sua condição montada, e sendo que a dita projeção anelar superior (72) é disposta afastada em relação a superfície cilíndrica da haste reciprocante (3), assim definindo um bolso anelar entre a projeção anelar superior (72) do anel de retenção (7) e a dita superfície cilíndrica da haste reciprocante (3).
5. Amortecedor hidráulico, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o anel de travamento (8) compreender um corpo em forma de uma luva de perfil baixo apresentando uma primeira extremidade, apta a penetrar no interior do dito bolso anelar, e uma segunda extremidade, axialmente oposta a primeira extremidade, dotada de uma projeção radial (81) para fora.
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