ES2197315T3 - Amortiguador y metodo para cargarlo con fluido hidraulico. - Google Patents
Amortiguador y metodo para cargarlo con fluido hidraulico.Info
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Abstract
UN VASTAGO 14 QUE TIENE UN PISTON 13 SE INTRODUCE EN UN CILINDRO 12, UNA CAJA DE RESERVA 51 SE FIJA A LA PERIFERIA EXTERIOR DEL CILINDRO Y EL INTERIOR DE LA CAJA DE RESERVA ESTA DIVIDIDO POR UNA MEMBRANA 52 EN UNA CAMARA DE FLUIDO DE COMPENSACION DEL VOLUMEN INTERIOR 53 Y UNA CAMARA EXTERIOR DE GAS 55 PARA DEFINIR ASI UNA CAMARA DE RESERVA 50. EL CILINDRO TIENE AGUJEROS PASANTES 56 PARA COMUNICAR ENTRE LA CAMARA DE FLUIDO DE COMPENSACION DE VOLUMEN DE LA CAMARA DE RESERVA Y LA CAMARA DEL LADO DEL PISTON 28A DEL CILINDRO. ESTO FORMA POR TANTO UN AMORTIGUADOR DE UN SOLO TUBO 10. EN ESTE AMORTIGUADOR 10 SE FORMA UNA VEJIGA QUE TIENE APROXIMADAMENTE LA FORMA DE UN BARRIL Y LA CAMARA DE FLUIDO DE COMPENSACION DE VOLUMEN DE LA CAMARA DE RESERVA ESTA ESTRUCTURADA DE TAL MANERA QUE SE FORMA LA VEJIGA CON FORMA DE BARRIL CUANDO EL AMORTIGUADOR SE ENCUENTRA EN LA POSICION MAS EXTENDIDA.
Description
Amortiguador y método para cargarlo con fluido
hidráulico.
La presente invención se refiere a un
amortiguador a usar para motocicletas o vehículos automáticos de
cuatro ruedas, y se refiere más en particular a un amortiguador del
tipo de tubo único.
Como un amortiguador convencional del tipo de
tubo único según el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 7, se
conoce, como se describe en la Publicación de la Solicitud de
Modelo de Utilidad japonés (JP-U) número
2-59333, un amortiguador en el que se introduce un
fluido hidráulico dentro de un cilindro hecho de un tubo único, se
introduce un vástago de pistón en el cilindro, un pistón que tiene
un mecanismo generador de fuerza amortiguadora está dispuesto en
una sección de extremo de dicho vástago de pistón, el interior del
cilindro está dividido en una cámara de lado de pistón y una cámara
de lado de vástago por dicho pistón, una carcasa de depósito está
fijada a la periferia externa del cilindro, el interior de la
carcasa de depósito está dividido en una cámara interior de fluido
de compensación de volumen y una cámara de gas exterior por una
vejiga para constituir una cámara de depósito, y el cilindro se
forma con agujeros pasantes para comunicar entre una cámara de
fluido de la cámara de depósito y la cámara de lado de pistón.
Según la estructura de amortiguador conocida
antes descrita, es posible diseñar toda la longitud del
amortiguador de manera que sea corta en el amortiguador del tipo de
tubo único colocando la cámara de depósito en paralelo con el
cilindro.
Sin embargo, según esta estructura conocida,
puesto que la vejiga para constituir la cámara de depósito es de
una forma cilíndrica circular recta, la vejiga es aspirada a una
sección de agujero de los agujeros pasantes para comunicar entre la
cámara de fluido de la cámara de depósito y la cámara de lado de
pistón del cilindro en el estado más extendido del amortiguador.
Por lo tanto, se produce el problema de que la vejiga se daña por
una marca de la sección de agujero hecha en la superficie periférica
interna de la vejiga. Además, incluso después de que el
amortiguador se ha desplazado del estado más extendido a un estado
comprimido, la vejiga todavía se mantiene aspirada contra la
sección de agujero de los agujeros pasantes, de manera que se
obstaculiza el movimiento de extensión y compresión de la vejiga y
esto produce un problema en la operación del amortiguador.
En particular, este fenómeno resulta más extremo
cuando se agota el fluido hidráulico dentro del cilindro debido al
uso prolongado del amortiguador o cuando el volumen del fluido
hidráulico dentro del cilindro ha disminuido debido a una caída de
la temperatura del fluido hidráulico en un entorno frío.
Además, según el amortiguador conocido antes
descrito, cuando la vejiga se introduce en una periferia externa del
cilindro a lo largo de una dirección axial del cilindro desde un
lado de extremo cerrado del cilindro, las secciones herméticas en
ambos extremos de la vejiga se expanden por la periferia externa
del cilindro. Por lo tanto, las secciones herméticas de la vejiga
se dañan con frecuencia por la sección de agujero de los agujeros
pasantes cuando pasan por los agujeros pasantes del cilindro.
En la Publicación de la Solicitud de Modelo de
Utilidad japonés (JP-U) número
2-58140 se describe un amortiguador que ha sido
diseñado de manera que las secciones herméticas de la vejiga no se
dañen cuando la vejiga se introduzca en la periferia externa del
cilindro de la vejiga con una disposición en la que se ha biselado
en la vejiga la sección de agujero de los agujeros pasantes
formados en el cilindro. Sin embargo, incluso en este caso, puesto
que las secciones herméticas de la vejiga pasan a través de la
sección de agujero de los agujeros pasantes en el estado en que las
secciones herméticas de la vejiga se expanden por la periferia
externa del cilindro, se produce daño en la periferia interna de
las secciones herméticas.
La presente invención tiene la finalidad de
superar al menos parcialmente estos problemas de la técnica anterior
y tiene la finalidad de proporcionar un amortiguador cuya longitud
completa puede ser corta, cuya operación se puede mantener en
condiciones satisfactorias, y que puede evitar el daño de una vejiga
que constituye una cámara de depósito.
Además, una finalidad de un aspecto preferido de
la presente invención es proporcionar un amortiguador que puede
evitar en particular el daño de las secciones herméticas de una
vejiga que constituye una cámara de depósito.
Otra finalidad de la presente invención es
proporcionar un método para cargar un fluido hidráulico en un
amortiguador que puede evitar con seguridad la mezcla de aire con
un fluido hidráulico cargado en una cámara de fluido de compensación
de fluido de una cámara de depósito.
Según la presente invención, se facilita un
amortiguador de un tipo de tubo único, incluyendo el amortiguador
un cilindro lleno de un fluido hidráulico, un vástago de pistón
introducido en dicho cilindro, un pistón que tiene un mecanismo
generador de fuerza amortiguadora previsto en una sección de
extremo del vástago de pistón, estando dividido el interior de
dicho cilindro en una cámara de lado de pistón y una cámara de lado
de vástago por el pistón, y una carcasa de depósito fijada a la
periferia externa de dicho cilindro, estando dividido el interior
de dicha carcasa de depósito en una cámara interior de fluido de
compensación de volumen y una cámara de gas exterior por una vejiga
cilíndrica para definir una cámara de depósito, estando formado
dicho cilindro con agujeros pasantes para comunicar entre dicha
cámara de fluido de compensación de volumen de dicha cámara de
depósito y dicha cámara de lado de pistón,
caracterizado porque dicha vejiga tiene forma de
tonel en su estado moldeado y dicha cámara de fluido de compensación
de volumen de dicha cámara de depósito está estructurada de manera
que dicha vejiga permanezca en una forma de tonel cuando dicho
amortiguador esté en el estado más extendido.
Se dispone preferiblemente en el cilindro un
perno de drenaje para regular desde el exterior la cantidad del
fluido hidráulico dentro del cilindro.
La vejiga tiene preferiblemente nervios
dispuestos saliendo en su superficie periférica interna.
Las secciones herméticas que tienen un menor
diámetro que el diámetro externo del cilindro se forman
preferiblemente en ambas secciones de extremo de la vejiga de
manera que estén en contacto con la superficie periférica externa
del cilindro, y en la superficie periférica externa del cilindro se
forma una ranura en forma de aro que se extiende en una dirección
en ángulo recto con una línea axial del cilindro a través de
agujeros pasantes.
Se forma preferiblemente una sección de parada
para detener una sección de extremo de la carcasa de depósito en la
periferia externa del cilindro, se forma una sección de cinta
gruesa en un lado de extremo cerrado, se forman en expansión
secciones herméticas con un menor diámetro que el diámetro externo
del cilindro en ambas secciones de extremo de la vejiga de manera
que estén en contacto con la superficie periférica externa del
cilindro, y se ha dispuesto una sección de parada en la otra sección
de extremo de la carcasa de depósito para colocar la carcasa de
depósito en una dirección axial y para detener el movimiento de la
carcasa de depósito que se pone en contacto con un perno
introducido y fijado a la sección de cinta gruesa del cilindro en
una dirección radial.
Más preferiblemente, el perno es un perno de
drenaje para poder expulsar el fluido hidráulico presente dentro
del cilindro.
La presente invención proporciona además un
método para cargar un fluido hidráulico en un amortiguador, en el
que el amortiguador incluye un pistón conectado a una porción de
extremo de un vástago de pistón y que tiene un mecanismo generador
de fuerza amortiguadora, estando dispuesto el pistón
deslizantemente dentro de un cilindro, y una cámara de depósito
está dispuesta en la periferia externa de dicho cilindro, estando
dividido el interior de dicha cámara de depósito por una vejiga en
una cámara de fluido de compensación de fluido para comunicar con
el interior de dicho cilindro a través de agujeros pasantes y una
cámara de gas, donde el método incluye el paso de:
cargar dicho fluido hidráulico en dicho cilindro
y dicha cámara de fluido de compensación de volumen,
caracterizándose el método por los pasos de:
- (a)
- en primer lugar, se carga dicho fluido hidráulico en dicho cilindro tanto en un estado en el que dicha cámara de gas de dicha cámara de depósito está a presión como en un estado en el que dicha vejiga se pone en un contacto estrecho con la superficie periférica externa de dicho cilindro, y
- (b)
- a continuación, dicho fluido hidráulico dentro de dicho cilindro se guía y carga en dicha cámara de fluido de compensación de volumen mediante dichos agujeros pasantes por la operación de la presión negativa dentro de dicha cámara de fluido de compensación de volumen cuando dicha vejiga vuelve a su estado moldeado estándar en forma de tonel cuando dicha cámara de gas está a presión atmosférica, permaneciendo la vejiga en forma de tonel cuando el amortiguador está en su estado más extendido.
El amortiguador que realiza la presente invención
puede tener la operación y ventajas siguientes.
Dado que la cámara de depósito está dispuesta en
la periferia externa del cilindro y también está dispuesta en
paralelo con el cilindro, toda la longitud del amortiguador se
puede diseñar de modo que sea corta aunque el amortiguador sea de un
tipo de tubo único.
Además, puesto que la cámara de fluido de
compensación de fluido está fijada dentro de la vejiga en el estado
más extendido del amortiguador, la vejiga nunca se aspirará contra
la sección de agujero del agujero pasante formado en la pared
lateral inferior del cilindro. Por lo tanto, es posible evitar la
aparición del fenómeno de que la vejiga se daña por una marca de la
sección de agujero hecha en la superficie periférica interna de la
vejiga debido a la aspiración de la vejiga por la sección de agujero
de los agujeros pasantes. Como resultado, resulta posible mantener
la operación del amortiguador en condiciones satisfactorias y evitar
que se dañe la vejiga de la cámara de depósito.
Además, puesto que la cámara de fluido de
compensación de fluido está fijada en el estado más extendido, el
área de la vejiga que recibe presión es grande al tiempo de
comprimirse desde el estado más extendido. Por lo tanto, se
incrementa la durabilidad de la vejiga sin una aplicación local de
presión a una porción que mira a los agujeros pasantes, a
diferencia de la vejiga de forma cilíndrica circular recta que se
adhiere apretadamente a la superficie periférica externa del
cilindro en el estado más extendido.
Además, puesto que la vejiga se forma
aproximadamente en forma de tonel al tiempo del moldeo y puesto que
la cámara de fluido de compensación de fluido está constituida de
manera que la vejiga forme dicha forma de tonel cuando el
amortiguador está en el estado más extendido, la zona de recepción
de presión es mayor en comparación con una vejiga de forma
cilíndrica circular recta para el mismo volumen del fluido de
compensación de volumen y el coeficiente de expansión cúbica de la
vejiga resulta más pequeño de manera que se mejora la durabilidad
de la vejiga.
Además, puesto que la vejiga tiene
aproximadamente forma de tonel, la resistencia a la presión es
mayor para poder sellar en ella un gas a presión alta.
Según un aspecto preferido de la invención,
aflojando el perno de drenaje, resulta posible expulsar el fluido
hidráulico correspondiente a una expansión de volumen de la vejiga
que se ha expandido por la introducción de la guía de vástago al
cilindro, y así la vejiga se puede poner en su estado moldeado
estándar.
Según otro aspecto preferido de la invención,
puesto que se han previsto nervios saliendo en una superficie
periférica interna de la vejiga, cuando, por ejemplo, se agota el
fluido hidráulico dentro del cilindro debido a uso prolongado del
amortiguador y la cámara de fluido de la cámara de depósito no
puede mantener la forma de tonel al tiempo de la mayor extensión
del amortiguador, aunque la vejiga intente contactar con la
superficie periférica externa del cilindro, los nervios salientes se
ponen en contacto con la superficie periférica externa del
cilindro. Como resultado, resulta posible evitar el daño de la
vejiga o un fallo operativo del amortiguador porque la superficie
periférica interna de la vejiga no es aspirada contra la sección de
agujero de los agujeros pasantes del cilindro. Así, los nervios de
la vejiga logran una función a prueba de fallos.
Según otro aspecto preferido de la invención,
puesto que la ranura en forma de aro que pasa por los agujeros
pasantes tiene menor tamaño que la superficie periférica externa
del cilindro, al tiempo de introducir la vejiga en la dirección
axial del cilindro, el tamaño expandido de las secciones herméticas
de la vejiga está limitado cuando las secciones herméticas llegan a
la ranura en forma de aro, y las secciones herméticas no se dañan
por la sección de agujero de los agujeros pasantes al pasar por los
agujeros pasantes.
Según otro aspecto preferido de la invención, las
secciones herméticas de la vejiga mantienen la cámara de fluido de
compensación de fluido de la cámara de depósito de forma estanca a
los líquidos y se comprimen en una dirección radial por la carcasa
de depósito. Las secciones herméticas fijan la carcasa de depósito
al cilindro por este rozamiento, restringen el movimiento de la
carcasa de depósito en la dirección axial, y detienen la rotación.
Por lo tanto, parando una porción de extremo de la carcasa de
depósito con la sección de parada del cilindro y trayendo la porción
de enganche del otro lado de extremo a contacto con un perno
introducido y fijado a la sección de cinta gruesa del cilindro, la
carcasa de depósito se puede fijar al cilindro con seguridad aunque
el perno tenga una estructura simple.
Según otro aspecto preferido de la invención,
puesto que el perno para garantizar la fijación de la carcasa de
depósito es un perno de drenaje, se puede disminuir el número de
piezas, simplificando así además la estructura de fijación de la
carcasa de depósito.
Si el fluido hidráulico se carga en el cilindro y
la cámara de fluido de compensación de fluido de la cámara de
depósito poniendo la vejiga en un estado moldeado estándar, el aire
dentro de la cámara de fluido de compensación de fluido no se
expulsa fácilmente por los agujeros pasantes por los que el fluido
hidráulico se guía a la cámara de fluido de compensación de fluido,
de manera que una gran cantidad de aire se mezcla fácilmente con el
fluido hidráulico guiado a la cámara de fluido de compensación de
fluido. En contraposición a esto, según la presente invención, en
primer lugar, el fluido hidráulico se carga en el cilindro en el
estado en que la vejiga se pone en contacto estrecho con la
superficie periférica externa del cilindro, después la vejiga se
vuelve al estado moldeado estándar, y el fluido hidráulico dentro
del cilindro se guía a la cámara de fluido de compensación de
fluido por la presión negativa de la cámara de fluido de
compensación de fluido. Por lo tanto, casi no hay aire en la cámara
de fluido de compensación de fluido antes de guiar el fluido
hidráulico. Así, es posible evitar con seguridad la mezcla de aire
con el fluido hidráulico guiado a la cámara de fluido de
compensación de fluido.
La presente invención se entenderá más plenamente
por la descripción detallada que se ofrece a continuación y por los
dibujos anexos de las realizaciones preferidas de la invención, que
se exponen a modo de ejemplo solamente, y no tienen la finalidad de
limitar la presente invención.
En los dibujos:
La figura 1 es un diagrama en sección transversal
para representar una unidad de reacción de una motocicleta a la que
se aplica un modo de implementación del amortiguador referente a la
presente invención.
La figura 2 es una vista lateral de una parte de
la figura 1.
La figura 3 es una vista lateral de una parte de
un cilindro en la figura 1.
La figura 4 es una vista en planta desde arriba
para representar una carcasa de depósito en la figura 1.
La figura 5 es un diagrama en sección transversal
cortado a lo largo de la línea V-V en la figura
4.
La figura 6 es un diagrama en sección transversal
para representar una vejiga en la figura 1.
Y la figura 7 es una vista en sección transversal
cortada a lo largo de la línea VII-VII en la figura
6.
A continuación se explicará un modo de
implementación de la presente invención.
Como se representa en la figura 1, un
amortiguador 10 a usar para una motocicleta se integra con un
muelle de suspensión 11. El muelle de suspensión 11 absorbe la
fuerza de empuje de la superficie de la carretera y el amortiguador
10 controla la oscilación de la unidad amortiguadora. La figura 1
muestra el amortiguador 10 en su estado más extendido.
El amortiguador 10 tiene un fluido hidráulico
cargado en un cilindro 12 de forma cilíndrica que tiene una parte
inferior hecha de un tubo único, y un pistón 13 está dispuesto
deslizantemente en el cilindro 12, estando conectado el pistón 13 a
un extremo de un vástago de pistón 14.
Una guía de vástago 15 está fijada en una sección
de extremo de un lado de agujero del cilindro 12 por un aro de tope
16, y un tapón 17 está enganchado para cubrir la guía de vástago
15. Un cierre hermético de aceite 18 está montado en la varilla de
guía 15 utilizando una arandela 19, y un protector de polvo 20 está
montado en un lado del tapón 17. El cierre hermético de aceite 18 y
el protector de polvo 20 se ponen en contacto con la superficie
periférica externa del vástago de pistón 14, y el cilindro 12 se
mantiene de forma estanca a los líquidos por el cierre hermético de
aceite 18. Además, un tope de rebote 21 está montado en la guía de
vástago 15 junto a la arandela 19.
Por otra parte, un ajustador de muelle 22 y una
tuerca de ajuste 23 están montados en espiral en la periferia
externa del cilindro 12. Una articulación metálica 24 está fijada
al otro extremo del vástago de pistón 14, un receptor de hoja de
muelle 25 está fijado a la articulación metálica 24, y una hoja de
muelle 27 está montada en el receptor de hoja de muelle 25 mediante
un aro de tope 26. El muelle de suspensión 11 está dispuesto entre
la hoja de muelle 27 y el ajustador de muelle 22. La carga inicial
del muelle de suspensión 11 se regula desplazando el ajustador de
muelle 22 en la dirección axial del cilindro 12 girando la tuerca
de ajuste 23.
Se ha dispuesto soportes 24A en la articulación
metálica 24, y los soportes 24A se soportan por un bastidor de
carrocería. Además, se han previsto soportes 12A en el lado de
extremo cerrado del cilindro 12, y estos soportes 12A se soportan
por un brazo oscilante (no representado) para soportar las ruedas
traseras de forma basculante.
El pistón 13 está conectado a un extremo del
vástago de pistón 14, y divide el interior del cilindro 12 en una
cámara de lado de vástago 28B para alojar el vástago de pistón 14 y
una cámara de lado de pistón 28A para no acomodar el vástago de
pistón 14. El pistón 13 se forma con una pluralidad de recorridos de
flujo de lado de compresión 29 y recorridos de flujo de lado de
extensión 30 que pasan alternativamente a su través alrededor del
vástago de pistón 14. Además, en una superficie lateral del pistón
13 se ha previsto una válvula de disco de lado de compresión 31 para
poder cerrar los recorridos de flujo de lado de compresión 29, y
una válvula de disco de lado de extensión 32 para poder cerrar los
recorridos de flujo de lado de extensión 30 está dispuesta en la
otra superficie lateral del pistón 13. El pistón 13, la válvula de
disco de lado de compresión 31, la válvula de disco de lado de
extensión 32 y los topes de válvula 33 y 34 dispuestos en el lado
de superficie trasera de la válvula de disco de lado de compresión
31 y la válvula de disco de lado de extensión 32 respectivamente,
están fijados a una sección de extremo del vástago de pistón 14 por
una tuerca 35 y por lo tanto están integrados.
El tope de válvula 33 se pone en contacto con el
tope de rebote 21 de la guía de vástago 15 para restringir la
carrera más extendida del amortiguador 10. Un tope de caucho 36
está montado en el receptor de hoja de muelle 25, y cuando el tope
de caucho 36 se pone en contacto con el tapón 17 del cilindro 12,
se restringe la carrera más comprimida del amortiguador 10.
En el proceso de compresión del amortiguador 10,
cuando la velocidad relativa del pistón 13 al cilindro 12 está a un
nivel de velocidad medio, el fluido hidráulico dentro de la cámara
de lado de pistón 28A pasa por los recorridos de flujo de lado de
compresión 29, deforma la válvula de disco de lado de compresión 31,
y fluye a la cámara de lado de vástago 28B. Cuando el fluido
hidráulico ha deformado la válvula de disco de lado de compresión
31, se genera una fuerza amortiguadora al tiempo de la velocidad
media de lado de compresión.
En el proceso de extensión del amortiguador 10,
cuando la velocidad relativa del pistón 13 al cilindro 12 está a un
nivel de velocidad medio, el fluido hidráulico dentro de la cámara
de lado de vástago 28B pasa por los recorridos de flujo de lado de
extensión 30, deforma la válvula de disco de lado de extensión 32, y
fluye a la cámara de lado de pistón 28A. Cuando el fluido
hidráulico ha deformado la válvula de disco de lado de extensión
32, se genera una fuerza amortiguadora al tiempo de la velocidad
media de lado de extensión.
La válvula de disco de lado de compresión antes
descrita 31, la válvula de disco de lado de extensión 32 y una
válvula de aguja 37 a describir más adelante incluyen un mecanismo
generador de fuerza amortiguadora. La válvula de aguja 37 se forma
en una sección de extremo delantero de un vástago regulador 38
introducido dentro del vástago de pistón 14 que tiene una forma
hueca, y forma un orificio en una hoja de válvula 39 fijada a una
porción de extremo del vástago de pistón 14. El vástago de pistón 14
está provisto de un agujero de perforación 41 que conecta con una
sección hueca 40, y la cámara de lado de pistón 28A y la cámara de
lado de vástago 28B dentro del cilindro 12 comunican entre sí
mediante el agujero de perforación 41, la sección hueca 40 y el
orificio.
En el proceso de compresión y el proceso de
extensión del amortiguador 10, cuando la velocidad relativa del
pistón 13 al cilindro 12 es baja, el fluido hidráulico fluye entre
la cámara de lado de pistón 28A y la cámara de lado de vástago 28B
mediante el agujero de perforación 41, la sección hueca 40 y el
orificio. Cuando el fluido hidráulico fluye mediante el orificio
formado por la válvula de aguja 37, se genera una fuerza
amortiguadora al tiempo de la velocidad baja de lado de compresión o
la velocidad baja de lado de extensión.
El área del recorrido de flujo del orificio
formado por la válvula de aguja 37 y la hoja de válvula 39 se
cambia por un mecanismo regulador de fuerza amortiguadora 42 que
ajusta la fuerza amortiguadora al tiempo de la velocidad baja de
lado de compresión o la velocidad baja de lado de extensión. El
mecanismo regulador de fuerza amortiguadora 42 se compone por un
rotor regulador 43, un cuadrante regulador 44 y una bola reguladora
45.
La bola reguladora 45 está dispuesta
rotativamente en una sección de extremo base del vástago regulador
38. El rotor regulador 43 está dispuesto rotativamente en la
articulación metálica 24 y su posición rotacional la determina un
mecanismo de trinquete 46. En el rotor regulador 43 se forma una
excéntrica inclinada 47, que está en contacto con la bola
reguladora 45. Además, el cuadrante regulador 44 está fijado al
rotor regulador 43.
Por consiguiente, cuando el rotor regulador 43 se
hace girar un ángulo predeterminado girando el cuadrante regulador
44, la excéntrica inclinada 47 del rotor regulador 43 presiona la
bola reguladora 45, mueve el vástago regulador 38 en la dirección
axial, y cambia el área del recorrido de flujo del orificio formado
por la válvula de aguja 37 y la hoja de válvula 39, de manera que
se regule la fuerza amortiguadora al tiempo de la velocidad baja de
lado de compresión o la velocidad baja de lado de extensión.
En la superficie periférica externa del lado de
extremo cerrado del cilindro 12, se ha dispuesto fijamente una
cámara de depósito 50 para compensar el fluido hidráulico
correspondiente al cambio de volumen del vástago de pistón 14
retirado al cilindro 12 o extendido del cilindro 12 en el proceso
de compresión o extensión del amortiguador 10.
La cámara de depósito 50 está formada para
dividir el interior de una carcasa de depósito 51 en una cámara de
fluido de compensación de fluido 53 y una cámara de gas 55 por una
vejiga 52. El fluido hidráulico se carga a la cámara de fluido de
compensación de fluido 53, con gas nitrógeno a una presión de 15
kg/cm^{2}, por ejemplo, sellado en la cámara de gas 55. La cámara
de fluido de compensación de fluido 53 y la cámara de lado de
pistón 28A del cilindro 12 comunican entre sí por agujeros pasantes
56 dispuestos en el cilindro 12. Se ha formado dos agujeros
pasantes 56 uno enfrente de otro en el cilindro 12.
Por consiguiente, en el proceso de compresión del
amortiguador 10, el fluido hidráulico correspondiente al volumen del
vástago de pistón 14 retirado al cilindro 12 fluye de la cámara de
lado de pistón 28A a la cámara de fluido de compensación de fluido
53 de la cámara de depósito 50 a través de los agujeros pasantes 56,
y el fluido hidráulico excedente dentro del cilindro 12 se expulsa
al exterior del cilindro 12. Además, en el proceso de extensión del
amortiguador 10, el fluido hidráulico correspondiente al volumen
del vástago de pistón 14 salido del cilindro 12 fluye de la cámara
de fluido de compensación de fluido 53 de la cámara de depósito 50 a
la cámara de lado de pistón 28A a través de los agujeros pasantes
56, y se cancela la presión negativa de la cámara de lado de pistón
28A.
La vejiga 52 se hace de caucho o una resina que
tiene elasticidad y se forma en forma de tonel como se representa en
la figura 1 y la figura 6 por vulcanización o moldeo por inyección.
En el estado más extendido del amortiguador 10, la cámara de fluido
de compensación de fluido 53 formada por la vejiga 52 se pone en
forma de tonel al tiempo del moldeo (una forma en un estado
estándar) como se representa con una línea continua en la figura 1.
En un estado descargado cuando el motorista no está encima de la
motocicleta, la cámara de fluido de compensación de fluido 53 tiene
una forma de tonel como se representa con una línea de dos puntos y
raya en la figura 1. En el estado más comprimido del amortiguador
10, la cámara de fluido de compensación de fluido 53 está en una
forma de tonel como se representa con líneas de dos puntos y raya en
la figura 1.
Como se representa en la figura 6, las secciones
de enganche 57 se forman con mayor grosor en el lado periférico
externo en ambos extremos de la vejiga 52, y estas secciones de
enganche 57 se montan en una ranura periférica interior 58 de la
carcasa de depósito 51 de manera que la vejiga 52 se encaje en la
carcasa de depósito 51. Las secciones herméticas 59 se forman con
mayor grosor en el lado de periferia interior en ambas secciones de
extremo de la vejiga 52. Los diámetros interiores de las secciones
herméticas 59 se hacen menores que el diámetro externo del cilindro
12, y cuando la cámara de depósito 50 está fijada al lado de
periferia externa del cilindro 12, las secciones herméticas 59 se
ponen en contacto con la superficie periférica externa del cilindro
12 para sellar la cámara de fluido de compensación de fluido 53 de
forma estanca a los líquidos. Entre ambas secciones de extremo de
la vejiga 52 se forma una sección de compresión y extensión 52A
(radio R1, R2) de un grosor casi constante y que tiene una forma
esférica en sus superficies periférica externa y periférica
interna.
En la superficie periférica interna de la vejiga
52 se ha dispuesto una pluralidad de nervios 60 que se extienden en
la dirección axial como se representa en las figuras 6 y 7. Estos
nervios 60 se ponen en contacto con la superficie periférica externa
del cilindro 12 cuando se agota el volumen del fluido hidráulico
dentro del cilindro 12 y la vejiga 52 se comprime en el estado más
extendido del amortiguador 10 de manera que la cámara de fluido de
compensación de fluido 53 no pueda mantener la forma de tonel, y así
se evite que la superficie periférica interna de la vejiga 52 sea
aspirada a la sección de agujero de los agujeros pasantes 56.
Por otra parte, en la superficie periférica
externa del cilindro 12 se forma una ranura en forma de aro 61 que
se extiende en la dirección ortogonal con la línea axial del
cilindro 12 comunicando mediante los dos agujeros pasantes 56, como
se representa en la figura 3. Dado que el tamaño de la ranura en
forma de aro 61 se forma de manera que sea menor que el diámetro
externo del cilindro 12, cuando la vejiga 52 se introduce en la
dirección axial del cilindro 12 y las secciones herméticas 59 de la
vejiga 52 han alcanzado la ranura en forma de aro 61, la ranura en
forma de aro 61 sirve para detener la extensión de las secciones
herméticas 59. Se ha dispuesto ahusamientos biselados 62 en ambos
lados de la ranura en forma de aro 61 para facilitar la entrada y
salida de las secciones herméticas 59 de la vejiga 52 de la ranura
en forma de aro 61.
En la periferia externa del cilindro 12 se forma
una sección de parada 63 para detener una porción de extremo de la
carcasa de depósito 51 y se dispone una sección de cinta gruesa 64
cerca de los soportes 12A del lado de extremo cerrado, como se
representa en la figura 1. En esta sección de cinta gruesa 64 se ha
dispuesto un agujero de drenaje 65 para comunicar con una cámara de
lado de pistón 58A, y se introduce un perno de drenaje 66 y fija al
agujero de drenaje 65 para cerrar el agujero de drenaje 65. Cuando
se quita el perno de drenaje 66, el fluido hidráulico dentro del
cilindro 12 se expulsa por el agujero de drenaje 65.
Como se representa en las figuras 1, 2, 4 y 5,
una sección de enganche 69 que tiene un rebaje 68 se forma
integralmente en el otro lado de extremo de la carcasa de depósito
51. Un extremo de la carcasa de depósito 51 se para por la sección
de parada 63 del cilindro 12, y la sección de cabeza del perno de
drenaje 66 introducido y fijado al agujero de drenaje 65 se para
por el rebaje 68 de la sección de enganche 69, colocando así la
carcasa de depósito 51 en la dirección axial y evitando el
movimiento de la carcasa de depósito 51. La colocación y la
prevención del movimiento de la carcasa de depósito 51 se logran
también por la cooperación del rozamiento de las secciones
herméticas 59 de la vejiga 52 con la superficie periférica externa
del cilindro 12 producido por contacto entre sí.
Con referencia a la figura 1, el número de
referencia 70 denota una válvula de aire y 71 denota un tapón de
válvula. Utilizando la válvula de aire 70, se sella gas nitrógeno a
una presión predeterminada (por ejemplo, 15 kg/cm^{2}) en la
cámara de gas 55 de la cámara de depósito 50.
Ahora se explicará un procedimiento de montaje
del amortiguador 10.
(1) En primer lugar, se coloca la sección de
enganche 57 de la vejiga 52 en la ranura periférica interior 58 de
la carcasa de depósito 51, y se monta la vejiga 52 en la carcasa de
depósito 51. La carcasa de depósito 51 y la vejiga 52 en este estado
se introducen en la dirección axial del cilindro 12 desde el lado
de extremo cerrado del cilindro 12 para enganchar en la periferia
externa del cilindro 12.
(2) Se sella aire comprimido dentro de la cámara
de gas 55 de la cámara de depósito 50 desde la válvula de aire 71,
se comprime la vejiga 52 hasta que la superficie periférica interna
está adherida fuertemente a la superficie periférica externa del
cilindro 12, y, en este estado, se carga el fluido hidráulico en el
cilindro 12 desde el lado de extremo abierto del cilindro 12.
(3) Después se abre la válvula de aire 71, y la
presión dentro de la cámara de gas 55 se establece a presión
atmosférica, y la vejiga 52 se vuelve a aproximadamente forma de
tonel, que es su estado moldeado estándar. El fluido hidráulico
dentro de la cámara de lado de pistón 28A del cilindro 12 es
absorbido después a la cámara de fluido de compensación de fluido
53 mediante los agujeros pasantes 56 por la operación de la carga
negativa de la cámara de fluido de compensación de fluido 53 al
tiempo en que la vejiga 52 vuelve al estado estándar, y el fluido
hidráulico, con una pequeña mezcla de aire, llena la cámara de
fluido de compensación de fluido 53.
(4) A continuación se cierra la válvula de aire
71, y después se encajan el pistón 13, las válvulas de disco 31 y
32, la guía de vástago 15 y el cierre hermético de aceite 18 en el
vástago de pistón 14, y se introduce todo este conjunto completo en
el cilindro 12 rebosando el fluido hidráulico al mismo tiempo desde
el lado de extremo abierto del cilindro 12. Cuando un aro en O 72
montado en la guía de vástago 15 ha llegado al extremo abierto del
cilindro 12, se evita el rebosamiento del fluido hidráulico del
cilindro 12, y después se introduce también el conjunto completo en
el cilindro 12. Después, la vejiga 52 se hincha al estado moldeado
estándar por el volumen del fluido hidráulico (L x el diámetro
interno del cilindro 12) correspondiente al volumen de cuando el aro
en O 72 del conjunto completo llega al extremo abierto del cilindro
12 hasta cuando la guía de vástago 15 es colocada por el aro de
tope 16. El conjunto completo se puede introducir en el cilindro 12
en el estado en que la válvula de aire 71 está abierta.
(5) A continuación se quita el perno de drenaje
66 del agujero de drenaje 65, se abre la válvula de aire 71 para
poner el interior de la cámara de gas 55 a presión atmosférica, y
se expulsa el fluido hidráulico de dentro del cilindro 12 por el
agujero de drenaje 65 por la cooperación de la presión atmosférica
dentro de la cámara de gas 55 y la tensión de la vejiga 52 que se
comprime al estado moldeado estándar. Cuando la vejiga 52 se ha
comprimido al estado moldeado estándar del tiempo de moldeo, se
termina la salida del fluido hidráulico por el agujero de drenaje
65.
(6) Entonces, cuando el perno de drenaje 66 se
introduce y fija en el agujero de drenaje 65, se determina la
cantidad del fluido hidráulico dentro del cilindro 12 en el estado
más largo extendido del amortiguador 10.
(7) Por último, se sella gas nitrógeno en la
cámara de gas 55 de la cámara de depósito 50 a través de la válvula
de aire 70, y el interior de la cámara de gas 55 se pone a una
presión predeterminada.
Según el modo antes descrito de la presente
invención, se producen los efectos siguientes (1) a (10).
(1) Dado que la cámara de depósito 50 se instala
en la periferia externa del cilindro 12 y también dado que la
cámara de depósito 50 se dispone paralela al cilindro 12, toda la
longitud del amortiguador 10 se puede diseñar de manera que sea
corta aunque el amortiguador 10 sea del tipo de tubo único. Como
resultado, es posible diseñar una altura corta para el asiento de
la motocicleta en la que se utiliza el amortiguador 10, y también
es posible hacer más grande la altura de esta motocicleta con
respecto a la carretera. Por consiguiente, la presente invención es
muy adecuada para una bicicleta de trial destinada a marcha por un
camino tal como una montaña rocosa.
(2) Dado que la cámara de fluido de compensación
de fluido 53 de la cámara de depósito 50 está constituida en forma
de tonel en el estado más extendido del amortiguador 10, la vejiga
52 no es aspirada contra o a la sección de agujero de los agujeros
pasantes 56 formados en el cilindro 12 en este estado más extendido.
Por lo tanto, es posible evitar la aparición de un fenómeno en el
que la vejiga 52 se daña por una marca de la sección de agujero
hecha en la superficie periférica interna de la vejiga 52 debido al
contacto de aspiración de la vejiga 52 contra la sección de agujero
de los agujeros pasantes 56.
(3) Además, puesto que la cámara de fluido de
compensación de fluido está fijada en el estado más extendido, el
área de la vejiga 52 que recibe presión es grande al tiempo de
comprimirse desde el estado más extendido. Por lo tanto, la
durabilidad de la vejiga 52 resulta grande sin aplicación local de
presión a una porción que mira a los agujeros pasantes 56, a
diferencia de la vejiga 52 de forma cilíndrica circular recta que se
adhiere estrechamente a la superficie periférica externa del
cilindro 12 en el estado más extendido.
(4) Además, puesto que la vejiga 52 se forma
aproximadamente en forma de tonel al tiempo del moldeo y puesto que
la cámara de fluido de compensación de fluido 53 está constituida
de manera que la vejiga 52 forme dicha forma de tonel moldeada en el
estado más extendido, el área de recepción de presión es mayor en
comparación con el estado moldeado de la vejiga de la forma
cilíndrica circular recta para el mismo volumen del fluido de
compensación de volumen y el coeficiente de expansión cúbica de la
vejiga 52 resulta más pequeño de manera que se mejora la durabilidad
de la vejiga 52.
(5) Además, puesto que la vejiga 52 tiene
aproximadamente forma de tonel, la resistencia a la presión es mayor
para poder sellar en ella un gas a presión alta.
(6) Dado que los nervios 60 se han dispuesto
saliendo en una superficie periférica interna de la vejiga 52,
cuando, por ejemplo, la cantidad de fluido hidráulico dentro del
cilindro 12 se agota debido a un uso prolongado del amortiguador 10
y la cámara de fluido de compensación de fluido 53 de la cámara de
depósito 50 no puede mantener la forma de tonel al tiempo de la
mayor extensión del amortiguador 10, en este caso, aunque la vejiga
52 intente contactar con la superficie periférica externa del
cilindro 12, los nervios salientes 60 se ponen en contacto con la
superficie periférica externa del cilindro 12. Como resultado,
resulta posible evitar el daño de la vejiga 52 o un fallo operativo
del amortiguador 10 porque la superficie periférica interna de la
vejiga 52 no es aspirada a la sección de agujero de los agujeros
pasantes 56 del cilindro 12. Así, los nervios 60 de la vejiga 52
logran una función a prueba de fallos.
(7) Dado que la ranura en forma de aro 61 que
pasa por los agujeros pasantes 56 tiene menor tamaño que el tamaño
de la superficie periférica externa del cilindro 12, al tiempo de
introducir la vejiga 52 en la dirección axial del cilindro 12, el
tamaño expandido de las secciones herméticas 59 de la vejiga 52 está
limitado cuando las secciones herméticas 59 llegan a la ranura en
forma de aro 61, y las secciones herméticas 59 no son dañadas por
la sección de agujero de los agujeros pasantes 56 al pasar por los
agujeros pasantes 56.
(8) Las secciones herméticas 59 de la vejiga 52
mantienen la cámara de fluido de compensación de fluido 53 de la
cámara de depósito 50 de manera estanca a los líquidos y se
comprimen en una dirección radial por la carcasa de depósito 51 al
mismo tiempo. Las secciones herméticas 59 fijan la carcasa de
depósito 51 al cilindro 12 por este rozamiento, restringen el
movimiento de la carcasa de depósito 51 en la dirección axial, y
detienen la rotación de la carcasa de depósito 51. Por lo tanto,
parando una porción de extremo de la carcasa de depósito 51 con la
sección de parada 63 del cilindro 12 y trayendo el rebaje 68 de la
sección de enganche 69 del otro lado de extremo a contacto con la
cabeza del perno de drenaje 66 introducido y fijado a la sección de
cinta gruesa 64 del cilindro 12, la carcasa de depósito 51 se puede
fijar con seguridad al cilindro 12 aunque haya un solo perno de
drenaje 66, de manera que se puede simplificar la estructura de
fijación de la carcasa de depósito 51.
(9) Dado que el perno para garantizar la fijación
de la carcasa de depósito 51 se realiza por el perno de drenaje 66,
se puede disminuir el número de piezas, de manera que se puede
simplificar la estructura de fijación de la carcasa de depósito
51.
(10) Cuando el fluido hidráulico se carga en el
cilindro 12 y la cámara de fluido de compensación de fluido 53 de
la cámara de depósito 50 poniendo la vejiga 52 en un estado
moldeado estándar, el aire dentro de la cámara de fluido de
compensación de fluido 53 no se expulsa fácilmente por los agujeros
pasantes 56 mediante los que el fluido hidráulico se guía a la
cámara de fluido de compensación de fluido 53 de modo que se mezcla
fácilmente gran cantidad de aire con el fluido hidráulico guiado a
la cámara de fluido de compensación de volumen 53. En
contraposición a esto, según el método de la invención, en primer
lugar, el fluido hidráulico se carga en el cilindro 12 en el estado
en que la vejiga 52 está adherida estrechamente a la superficie
periférica exterior del cilindro 12, después la vejiga 5 se vuelve
al estado moldeado estándar y el fluido hidráulico dentro del
cilindro 12 se guía a la cámara de fluido de compensación de fluido
53 por la presión negativa de la cámara de fluido de compensación
de volumen 53. Por lo tanto, casi no existe aire en la cámara de
fluido de compensación de fluido 53 antes de guiar el fluido
hidráulico. Así, es posible evitar con seguridad la mezcla de aire
con el fluido hidráulico guiado a la cámara de fluido de
compensación de volumen 53.
En el modo de implementación antes descrito, se
ha descrito el caso en que la pluralidad de nervios 60 de la vejiga
52 están dispuestos en la dirección axial. Sin embargo, también se
puede disponer un nervio saliendo en forma espiral en la superficie
periférica interior de la vejiga 52. Además, en el modo de
implementación antes descrito, se ha descrito el caso en el que el
amortiguador 10 se aplica a una motocicleta, pero también se puede
aplicar a un vehículo automático de cuatro ruedas.
Como se ha explicado anteriormente, según el
amortiguador referente a la realización preferida de presente
invención, resulta posible establecer toda la longitud del
amortiguador de manera que sea corta y también es posible mantener
la operación del amortiguador 10 en condiciones satisfactorias y
evitar que se dañe la vejiga que constituye la cámara de
depósito.
Según la realización preferida de presente
invención, también es posible evitar en particular el daño de las
secciones herméticas de la vejiga que constituye la cámara de
depósito.
Según la realización preferida de presente
invención, resulta posible fijar con seguridad la carcasa de
depósito que constituye la cámara de depósito al cilindro en una
estructura simple.
Según el método preferido de presente invención
para cargar fluido hidráulico en el amortiguador, resulta posible
evitar con seguridad la mezcla de aire en el fluido hidráulico
cargado en la cámara de fluido de compensación de fluido de la
cámara de depósito.
Aunque la invención se ha ilustrado y descrito
con respecto a sus varias realizaciones ejemplares, los expertos en
la materia deberán entender que se puede hacer los anteriores y
otros varios cambios, omisiones y adiciones en la invención sin
apartarse de su alcance. Por lo tanto, la presente invención no se
deberá considerar limitada a la realización específica expuesta
anteriormente, sino de manera que incluya todas las realizaciones
posibles que se pueden realizar dentro del alcance cubierto por las
reivindicaciones anexas.
Claims (7)
1. Un amortiguador (10) de un tipo de tubo único,
incluyendo el amortiguador un cilindro (12) lleno de un fluido
hidráulico, un vástago de pistón (14) introducido en dicho
cilindro, un pistón (13) que tiene un mecanismo generador de fuerza
amortiguadora dispuesto en una sección de extremo del vástago de
pistón, estando dividido el interior de dicho cilindro en una
cámara de lado de pistón (28A) y una cámara de lado de vástago
(28B) por el pistón, y una carcasa de depósito (51) fijada a la
periferia externa de dicho cilindro, estando dividido el interior
de dicha carcasa de depósito en una cámara interior de fluido de
compensación de volumen (53) y una cámara de gas exterior (55) por
una vejiga cilíndrica (52) para definir una cámara de depósito (50),
estando formado dicho cilindro con agujeros pasantes (56) para
comunicar entre dicha cámara de fluido de compensación de volumen
de dicha cámara de depósito y dicha cámara de lado de pistón,
caracterizado porque dicha vejiga tiene
forma de tonel en su estado moldeado y dicha cámara de fluido de
compensación de volumen (53) de dicha cámara de depósito (50) está
estructurada de manera que dicha vejiga (52) permanezca en forma de
tonel cuando dicho amortiguador esté en el estado más
extendido.
2. Un amortiguador según la reivindicación 1,
donde se ha previsto un perno de drenaje (66) en dicho cilindro para
regular desde el exterior la cantidad de dicho fluido hidráulico
dentro de dicho cilindro.
3. Un amortiguador según la reivindicación 1 o 2,
donde dicha vejiga tiene nervios (60) dispuestos saliendo en su
superficie periférica interna.
4. Un amortiguador según la reivindicación 1, 2 o
3, donde se forman secciones herméticas (59) de un diámetro menor
que el diámetro externo de dicho cilindro en ambas secciones de
extremo de dicha vejiga, para contactar herméticamente con la
superficie periférica externa de dicho cilindro, y en la superficie
periférica externa de dicho cilindro se forma una ranura en forma
de aro (61) que se extiende en una dirección en ángulo recto con
respecto a una línea axial de dicho cilindro a través de agujeros
pasantes.
5. Un amortiguador según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, donde se forma una primera sección de
parada (63) para detener una sección de extremo de dicha carcasa de
depósito en la periferia externa de dicho cilindro y se forma una
sección de cinta gruesa (64) en un lado de extremo cerrado, se
forman secciones herméticas con un diámetro menor que el diámetro
externo del cilindro en expansión en ambas secciones de extremo de
dicha vejiga, para contactar herméticamente la superficie periférica
externa de dicho cilindro, y se ha dispuesto una segunda sección de
parada (68, 69) en la otra sección de extremo de dicha carcasa de
depósito para colocar dicha carcasa de depósito en una dirección
axial y para detener el movimiento de dicha carcasa de depósito
poniéndose en contacto con un perno (66) introducido y fijado en la
sección de cinta gruesa de dicho cilindro en una dirección
radial.
6. Un amortiguador según la reivindicación 5,
donde dicho perno es un perno de drenaje para que dicho fluido
hidráulico dentro de dicho cilindro pueda ser expulsado.
7. Un método para cargar un fluido hidráulico en
un amortiguador (10), en el que el amortiguador incluye un pistón
(13) conectado a una porción de extremo de un vástago de pistón
(14) y que tiene un mecanismo generador de fuerza amortiguadora,
disponiéndose el pistón deslizantemente dentro de un cilindro (12),
y una cámara de depósito (50) está dispuesta en la periferia
externa de dicho cilindro, estando dividido el interior de dicha
cámara de depósito por una vejiga (52) en una cámara de fluido de
compensación de fluido (53) para comunicar con el interior de dicho
cilindro a través de agujeros pasantes (56) y una cámara de gas
(55); donde el método incluye el paso de:
cargar dicho fluido hidráulico en dicho cilindro
y dicha cámara de fluido de compensación de volumen,
caracterizándose el método por los pasos de:
- (a)
- en primer lugar, dicho fluido hidráulico se carga en dicho cilindro tanto en un estado en que dicha cámara de gas de dicha cámara de depósito está a presión como en un estado en que dicha vejiga se pone en contacto estrecho con la superficie periférica externa de dicho cilindro, y
- (b)
- después, dicho fluido hidráulico dentro de dicho cilindro se guía y carga en dicha cámara de fluido de compensación de volumen mediante dichos agujeros pasantes por la operación de la presión negativa dentro de dicha cámara de fluido de compensación de volumen (53) cuando dicha vejiga (52) vuelve a su estado moldeado estándar en forma de tonel cuando dicha cámara de gas (55) está a presión atmosférica, permaneciendo la vejiga (52) en forma de tonel cuando el amortiguador (10) está en su estado más extendido.
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