ES2213551T3 - Soporte antivibratorio hidraulico activo y sistema antivibratorio activo que contiene dicho soporte. - Google Patents

Soporte antivibratorio hidraulico activo y sistema antivibratorio activo que contiene dicho soporte.

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ES2213551T3 ES00401315T ES00401315T ES2213551T3 ES 2213551 T3 ES2213551 T3 ES 2213551T3 ES 00401315 T ES00401315 T ES 00401315T ES 00401315 T ES00401315 T ES 00401315T ES 2213551 T3 ES2213551 T3 ES 2213551T3
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Andre Genesseaux
Patrice Loubat
Jean-Luc Gastineau
Joel Menager
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Hutchinson SA
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F13/00Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs
    • F16F13/04Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper
    • F16F13/26Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper characterised by adjusting or regulating devices responsive to exterior conditions
    • F16F13/264Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper characterised by adjusting or regulating devices responsive to exterior conditions comprising means for acting dynamically on the walls bounding a working chamber
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Abstract

Soporte antivibratorio hidráulico activo destinado a su interposición entre dos elementos rígidos en un vehículo automóvil para amortiguar y filtrar vibraciones entre estos dos elementos, comprendiendo dicho soporte como mínimo: - una primera y segunda armaduras rígidas (4, 2) solidarizables respectivamente con el primer y segundo elementos rígidos, - una pared de material elastómero (6) que conecta entre sí dichas primera y segunda armaduras (4, 2) definiendo una cámara de trabajo (A) llena de líquido, - un pistón (16) que presenta como mínimo una cara de contacto con el líquido y que está montado en la primera armadura (4) de manera que se puede desplazar según un eje de vibración (Z), estando solicitado este pistón por medios elásticos (28) hacia una posición de reposo, - y un accionador electromagnético (21) que comporta: ¿ un electroimán (22) que comprende una bobina eléctrica (23) asociada a una carcasa metálica (13), ¿ un núcleo magnético móvil (24) desplazable bajo la acción del electroimán y que está conectado al pistón para generar contravibraciones en el líquido, caracterizado porque el accionador electromagnético (21) es un accionador con electroimán proporcional, la carcasa (13) del electroimán y el núcleo móvil (24) presentan formas adaptadas para que cuando la bobina (23) es recorrida por una corriente eléctrica que tiene un valor comprendido dentro de una gama de valores de funcionamiento normal y que el núcleo móvil (24) se encuentra en una cierta gama de posiciones (z0-z1) que corresponden al funcionamiento normal del accionador electromagnético, el núcleo móvil recibe una fuerza (F) que depende únicamente de esta corriente.

Description

Soporte antivibratorio hidráulico activo y sistema antivibratorio activo que contiene dicho soporte.
La presente invención se refiere a soportes antivibratorios hidráulicos activos y a los sistemas antivibratorios activos que comprenden dichos soportes.
Más particularmente, la invención se refiere a un soporte antivibratorio hidráulico activo destinado a su interposición entre dos elementos rígidos en un vehículo automóvil para amortiguar y filtrar vibraciones entre estos dos elementos, comprendiendo dicho soporte como mínimo:
-
una primera y segunda armaduras rígidas solidarizables respectivamente con el primer y segundo elementos rígidos,
-
una pared de material elastómero que conecta entre sí dichas primera y segunda armaduras definiendo una cámara de trabajo llena de un líquido,
-
un pistón que presenta como mínimo una cara en contacto con el líquido y que está montado sobre la primera armadura de manera que se puede desplazar según un eje de vibración, cuyo pistón está solicitado por medios elásticos hacia una posición de reposo,
-
y un accionador electromagnético que presenta:
\bullet
un electroimán que comprende una bobina eléctrica asociada a una carcasa metáli- ca,
\bullet
un núcleo magnético móvil desplazable bajo la acción del electroimán y que está conectado al pistón para generar contravibraciones en el líquido.
Un soporte antivibratorio activo de este tipo se describe, por ejemplo, en el documento EP-A-0 893 620, en el que un accionador electromagnético con un solo electroimán asociado a un resorte antagonista se prevé como variante.
Estos soportes antivibratorios activos conocidos presentan captadores de posición del pistón, y su cadena de mando comprende un servomecanismo de esta posición, lo que permite hacer trabajar el accionador electromagnético en una gama muy amplia de frecuencias, incluyendo el período de funcionamiento del vehículo.
Los soportes antivibratorios de este tipo son satisfactorios en cuanto a eficacia antivibratoria, pero no obstante presentan el inconveniente de ser complejos y costosos, y de requerir medios de control que también son complejos y costosos.
Para intentar paliar este inconveniente, se han propuesto diferentes soportes antivibratorios activos con mando neumático, tales como el que se da a conocer en el documento JP-A-9 317 815. En la práctica, estos soportes con mando neumático utilizan de manera general una fuente de depresión que sirve igualmente para la asistencia en el frenado.
No obstante, por razones de seguridad, algunos constructores de automóvil no desean que se utilice la fuente de depresión de la asistencia al frenado para controlar los soportes activos. Además, el coste y complejidad de los soportes antivibratorios activos con control neumático son todavía relativamente importantes, en la medida en la que estos soportes requieren una conexión a la fuente de depresión. Finalmente, no todos los vehículos automóviles permiten una conexión a una fuente de depresión.
La presente invención tiene por lo tanto por finalidad paliar los inconvenientes antes citados de los soportes antivibratorios activos con control electromagnético, sin que por ello se deba recurrir a un control neumático.
A estos efectos, de acuerdo con la invención, un soporte antivibratorio hidráulico del tipo en cuestión se caracteriza esencialmente porque el accionador electromagnético es un accionador con electroimán proporcional, la carcasa del electroimán y el núcleo móvil presentan formas adaptadas para que, cuando la bobina es recorrida por una corriente eléctrica que tiene un valor comprendido dentro de una gama de funcionamiento normal y el núcleo móvil se encuentra en cierta gama de posiciones que corresponden al funcionamiento normal del accionador electromagnético, el núcleo móvil sufre una fuerza que depende únicamente de esta corriente (el accionador electromagnético puede estar constituido especialmente por un solenoide proporcional, conocido en otras aplicaciones, que ejerce una fuerza proporcional a la corriente que recorre la bobina o al cuadrado de esta corriente: se pueden encontrar ejemplos de dichos solenoides, en particular en los documentos EP-A-0 785 558, EP-A-0 762 442 y U.S.A.-A-4 998 074).
Gracias a estas disposiciones, se puede controlar el accionador electromagnético del soporte antivibratorio según la invención de una manera muy simple, controlando únicamente la corriente eléctrica que recorre la bobina del electroimán. En efecto, dado que la fuerza ejercida por el accionador sobre el líquido de soporte antivibratorio depende únicamente de dicha corriente y no de la posición del núcleo móvil, ya no es necesario medir esta posición y recurrir a un servomecanismo de posición para controlar con precisión la fuerza ejercida en cada instante sobre el pistón.
Los medios de control necesarios para controlar el soporte antivibratorio según la invención pueden, por lo tanto, ser especialmente simplificados, y en particular pueden estar constituidos por la unidad central electrónica de control del motor del vehículo.
Se observará que el soporte antivibratorio según la invención presenta una eficacia máxima a frecuencias relativamente bajas (de manera típica, de 20 a 40 Hz para un motor de explosión interna de 4 cilindros y más en general de 0 a 100 Hz), correspondiendo al funcionamiento del motor al ralentí. Dado que son esas frecuencias las que generan los efectos más desagradables y más perceptibles por el usuario del vehículo, la eficacia del soporte antivibratorio según la invención es particularmente satisfactoria.
Cuando el motor funciona a un régimen más elevado que al ralentí, lo que corresponde normalmente a una situación en la que el vehículo funciona, se hace circular temporalmente una corriente más elevada de la normal en la bobina del electroimán, de manera que bloquee el accionador electromagnético haciendo "adherir" el núcleo móvil a la carcasa del electroimán, pudiendo ser reducida a continuación esta corriente de bloqueo después de dicha "adhesión" o "pegado" del núcleo móvil.
El accionador electromagnético del soporte antivibratorio de acuerdo con la presente invención podría, no obstante, continuar funcionando en frecuencias de vibración superiores a las del ralentí para continuar generando contravibraciones destinadas a anular las vibraciones del motor.
En las formas de realización preferentes del soporte antivibratorio según la invención, se puede eventualmente recurrir además a una u otra de las disposiciones siguientes:
-
la carcasa del electroimán y el núcleo móvil presentan formas adaptadas para que el núcleo móvil sufra una fuerza proporcional al cuadrado de la intensidad de la corriente eléctrica que recorre la bobina cuando esta corriente eléctrica tiene un valor comprendido entre dicha gama de valores de funcionamiento normal y para que el núcleo móvil se encuentre en la gama de posiciones que corresponden al funcionamiento normal del accionador electromagné- tico;
-
el soporte antivibratorio presenta además una pared flexible de elastómero que es soportada por la primera armadura y que define una cámara de compensación llena de líquido que comunica con la cámara de trabajo con intermedio de una canal estrangulado;
-
el soporte antivibratorio presenta además una cámara de control llena de líquido que comunica con la cámara de trabajo con intermedio de un paso estrangulado, encontrándose el pistón en contacto con el líquido contenido en esta cámara de mando;
-
la fuerza ejercida por el electroimán sobre el núcleo móvil está dirigida siempre en un mismo sentido y presenta un cierto valor medio, estando dispuestos los medios elásticos para obligar al núcleo móvil en sentido inverso de la fuerza ejercida por el electroimán, siendo dimensionados estos medios elásticos para que, cuando el electroimán ejerce dicha fuerza media sobre el núcleo móvil, dicho núcleo móvil se encuentre en una posición media, sensiblemente centrada con respecto a la gama de posiciones que corresponde al funcionamiento normal del accionador electromagnético;
-
la carcasa y el núcleo móvil están realizados en un material metálico laminar y constituyen, en un caso, un primer elemento magnético y, en el otro, un segundo elemento magnético, presentando la carcasa sensiblemente forma de U con una base que se extiende, según un eje transversal perpendicular al eje de vibración, entre dos ramas laterales que se extienden paralelamente al eje de vibración, estando dispuesta la bobina entre las ramas laterales y estando centrada sobre el eje de vibración y rodeando una varilla central que se extiende según dicho eje de vibración y que pertenece al primer elemento magnético, estando separada esta varilla central del segundo elemento magnético por un cierto entrehierro según el eje de vibración, y comportando el segundo elemento magnético además dos primeros polos de linealización que enmarcan la varilla central según el eje transversal y que se extienden paralelamente al eje de vibración en el interior de la bobina y que presentan una anchura transversal decreciente hacia el primer elemento magnético, presentando los dos primeros polos de linealización y la varilla central respectivamente caras en oposición paralelas;
-
el primer elemento magnético presenta además dos segundos polos de linealización que están mutuamente alineados según el eje transversal y que están dispuestos en el exterior de la bobina, extendiéndose dichos dos segundos polos de linealización cada uno de ellos según el eje de vibración presentando una anchura transversal decreciente hacia el segundo elemento magnético, presentando dicho segundo elemento magnético dos paredes axiales que se extienden según el eje de vibración y que enmarcan los dos segundos polos de linealización, presentando respectivamente los dos segundos polos de linealización y las dos paredes axiales respectivamente caras opuestas y paralelas.
Por otra parte, la invención tiene igualmente por objeto un sistema antivibratorio activo que presenta un soporte antivibratorio tal como se ha definido anteriormente y un circuito de control que alimenta la bobina del electroimán, estando adaptado este circuito de mando para determinar en cada instante la corriente suministrada a la bobina en función, como mínimo, de un parámetro relacionado con el funcionamiento del motor, independientemente de la posición instantánea del núcleo móvil con respecto a la carcasa del electroimán.
En las formas de realización preferentes del sistema antivibratorio según la invención, se puede recurrir además a una u otra de las siguientes disposiciones:
-
el circuito de control comprende un dispositivo de cálculo para control del motor del vehículo, que está adaptado para determinar en cada instante la corriente eléctrica suministrada a la bobina del electroimán, en función de una señal de sincronización asociada al ciclo de funcionamiento real del motor y en función de datos memorizados, cuyos datos memorizados facilitan como mínimo la amplitud y la fase de una señal representativa de la corriente eléctrica suministrada a la bobina en función de dicha señal de sincronización;
-
la señal representativa de la corriente eléctrica es sensiblemente una señal rectangular, y el soporte antivibratorio presenta una cámara de mando llena de un líquido que comunica con la cámara de trabajo con intermedio de un paso estrangulado, encontrándose el pistón en contacto con el líquido contenido en esta cámara de control;
-
el circuito de mando está adaptado para suministrar a la bobina del electroimán una corriente eléctrica suficientemente importante para bloquear el núcleo móvil cuando la señal de sincronización corresponde a un régimen que supera una frecuencia predeterminada.
Otras características y ventajas de la invención aparecerán en el curso de la descripción siguiente de varias de sus formas de realización, que tienen título de ejemplo no limitativo, con respecto a los dibujos adjuntos.
En los dibujos:
- la figura 1 es una vista en sección vertical de un soporte antivibratorio según una primera forma de realización de la invención, con un esquema de bloques del circuito de control de este soporte,
- la figura 2 es una vista en sección según la línea -II-II- de la figura 1,
- la figura 3 es una vista en perspectiva y en sección del soporte antivibratorio de la figura 1,
- la figura 4 es un diagrama que muestra la fuerza producida a corriente constante por un accionador electromagnético lineal tal como el que equipa el soporte antivibratorio de la figura 1 en función del desplazamiento del núcleo móvil, en comparación con la fuerza producida por un accionador electromagnético no lineal utilizado en los soportes antivibratorios activos anteriormente conocidos,
- las figuras 5 y 6 son diagramas que muestran dos ejemplos de curvas de la fuerza ejercida por el accionador electromagnético del soporte antivibratorio de la figura 1, en función del tiempo,
- la figura 7 es un diagrama que muestra la fuerza producida por el soporte antivibratorio de la figura 1 en función de la frecuencia de las vibraciones del pistón, en comparación con la fuerza producida por un soporte antivibratorio activo desprovisto de paso estrangulado entre el pistón y la cámara de trabajo,
- las figuras 8 y 9 son vistas similares a la figura 1, según una segunda y tercera formas de realización de la invención,
- y la figura 10 es una vista de detalle que muestra una parte del accionador electromagnético, en una cuarta forma de realización de la invención.
En las diferentes figuras, las mismas referencias designan los elementos idénticos o similares.
La figura 1 representa un soporte antivibratorio hidráulico activo (1), que comprende de manera clásica:
-
una cabeza metálica rígida prolongada hacia arriba por un vástago (3) con eje vertical (Z), destinado a su fijación por ejemplo a una parte del grupo motopropulsor de un vehículo automóvil,
-
una base metálica rígida (4), que en el ejemplo representado tiene forma de cúpula cuyo fondo se prolonga hacia abajo mediante un vástago (5) de eje (Z), destinado a su fijación, por ejemplo, al bastidor del vehículo,
-
una pared troncocónica gruesa (6) del material elastómero, que está centrada sobre el eje (Z) y que se extiende con sección decreciente hacia abajo, desde un vértice solidario de la cabeza (2) hasta una base anular solidarizada de forma estanca con una corona metálica rígida (7) que es hueca y delimita interiormente una garganta (8) abierta hacia abajo, presentando la pared gruesa (6) una resistencia a la compresión suficiente para jugar un papel de soporte con respecto al bloque motopropulsor fijado a la cabeza (2).
Además, un tabique metálico rígido (9) está fijado sobre la corona (7), preferentemente por remachado del borde periférico superior de la base (4) en forma de cúpula sobre la corona (7), delimitando el tabique (9) con la pared de elastómero una cámara de trabajo (A) llena de un líquido, preferentemente aceite de siliconas.
Por otra parte, una membrana flexible (10) de elastómero está sobremoldeada:
-
por una parte, sobre una armadura anular exterior (11) que está prensada con estanqueidad por debajo de la periferia exterior del tabique (9) por remachado del borde periférico superior de la base (4) sobre la corona (7),
-
por otra parte, sobre una armadura anular e interior (12) que está prensada con estanqueidad por debajo del tabique (9), por bloqueo entre este tabique y una carcasa rígida (13) que se describirá más adelante, cuya carcasa (13) es presionada contra la armadura (12) por el fondo de la base (4).
La membrana flexible de elastómero (10) delimita por lo tanto entre las armaduras (11) y (12) una cámara de compensación anular (B) que está llena de líquido y que comunica con la cámara de trabajo (A) con intermedio de un canal estrangulado (C) en forma de arco de círculo delimitado entre la garganta (8) de la corona (7) y el tabique (9). Este canal estrangulado (C) desemboca en la cámara de trabajo (A) con intermedio de una abertura horizontal (14) dispuesta en la corona (7), y desemboca en la cámara de compensación (B) con intermedio de una abertura (15) dispuesta en el tabique (9).
La membrana flexible (10) presenta finalmente una parte central sobremoldeada sobre un pistón (16) rígido que está conectado a la armadura anular interior (12) mediante un fuelle anular (17) realizado en un material elastómero, que pertenece a la mencionada membrana flexible (10) y que permite al pistón (16) desplazarse verticalmente en situación de vibración.
El pistón (15) delimita una cámara de control (D) llena de líquido, con una parte central embutida del tabique (9) que forma saliente hacia la parte de arriba en el interior de la cámara de trabajo (A).
Una pieza postiza rígida (18), metálica o de material plástico, está encajada en la parte central embutida en el tabique (9) delimitando con dicho tabique (9) un paso estrangulado (E) en forma de arco de círculo que comunica:
-
por una parte, con la cámara de mando (D) con intermedio de un orificio (19) realizado en la parte inferior de la pieza postiza (18),
-
por otra parte, con la cámara de trabajo (A) con intermedio de un orificio (20) taladrado en el tabique (9).
Tal como se ha representado en las figuras 1 a 3, el pistón (16) está controlado por un accionador electromagnético (21) con reluctancia variable que presenta:
-
un electroimán (22) que comprende, por una parte, la carcasa metálica antes mencionada (13), realizada en un material magnético y preferentemente en un material metálico laminar, por ejemplo a base de láminas de acero al silicio acopladas unas a otras, y, por otra parte, una bobina eléctrica anular (23) centrada sobre el eje vertical (Z) y dispuesta en el interior de la carcasa (13),
-
y un núcleo magnético móvil (24) que por su parte está realizado preferentemente en un material metálico a base de láminas, por ejemplo láminas de acero al silicio dispuestas unas encima de otras, estando este núcleo móvil solidarizado con el pistón (16).
En el ejemplo representado, la carcasa metálica (13) presenta forma de U comprendida en un plano vertical que comprende, por una parte, el eje (Z), y por otra, un eje horizontal transversal (X), presentando la carcasa (13) una base horizontal (25) y dos ramas laterales (26) con sección horizontal rectangular, cada una de las cuales se extiende hacia arriba enmarcando la bobina (23).
Por otra parte, el núcleo móvil (24) presenta una varilla central vertical (27) con sección horizontal rectangular, que está solicitada hacia arriba por un resorte (28) que se apoya sobre la base (25) de la carcasa (13) y que está separada de dicha base por un entrehierro.
El extremo superior de la varilla central (27) está solidarizado por engatillado con el pistón (16) y se prolonga hacia afuera mediante dos brazos horizontales (30), que por su parte se prolongan hacia abajo por dos rebordes (31) que están dispuestos en oposición de las ramas laterales (26) de la carcasa (13).
Finalmente, la base (25) de la carcasa (13) presenta dos polos de linealización (32) que se presentan cada uno de ellos en forma de un nervio que se extiende horizontalmente según un eje (Y) perpendicular al eje (X) antes mencionado, extendiéndose cada uno de los polos de linealización verticalmente y presentando una anchura transversal (medida según el eje (X)) que disminuye hacia arriba.
Estos dos polos de linealización enmarcan la varilla central (27) del núcleo móvil y presentan dos caras interiores verticales (33) paralelas a las caras en oposición (34) de la varilla (27).
Los polos de linealización (32) permiten conseguir que la fuerza ejercida por el electroimán (22) sobre el núcleo móvil (27) depende únicamente de la intensidad de la corriente eléctrica que circula en la bobina (23), mientras esta corriente tiene una intensidad que se encuentra dentro de un campo de funcionamiento normal y mientras la altura (Z) del entrehierro está comprendida por su parte dentro de una gama de valores de funcionamiento normal.
De este modo, tal como se ha representado en trazos llenos en la figura 4, cuando la corriente eléctrica (I) que recorre la bobina (23) se mantiene constante, la fuerza (F) ejercida por el accionador electromagnético (21) sobre el pistón (16) es sensiblemente constante e igual a un valor (F(I)) proporcional al cuadrado de la intensidad de la corriente eléctrica (I), mientras que el valor (Z) del entrehierro está comprendido entre dos valores predeterminados (z0) y (z1). Por debajo de (z0), la fuerza (F) con la corriente (I) constante aumenta rápidamente hasta un valor de adherencia (F0) cuando el entrehierro (Z) resulta nulo. Inversamente, la fuerza (F) disminuye rápidamente cuando el entrehierro (Z) resulta superior a (z1), pero se observará que es posible limitar la carrera del pistón (16) de manera que el entrehierro (Z) no sea en ningún caso superior a (z1).
Tal como se ha representado en líneas de trazos en la figura 4, los accionadores electromagnéticos no lineales utilizados de manera clásica en los soportes antivibratorios hidráulicos producen sobre el pistón (16) una fuerza (F) que depende fuertemente del valor (Z) del entrehierro, de manera que era necesario medir permanentemente el valor de este entrehierro y condicionar automáticamente el valor de la corriente al valor (Z) medido para controlar de manera eficaz el accionador electromagnético, lo que implicaba un sistema de accionamiento complejo y costoso.
Por el contrario, según la presente invención, el soporte antivibratorio activo puede ser controlado por un dispositivo de mando simple tal como, por ejemplo, el representado en la figura 1, que utiliza el dispositivo de cálculo (35) de control del motor (UCP).
De manera más precisa, el dispositivo de cálculo (35) recibe, de manera conocida, una señal de sincronización que procede del conjunto de mediciones (36) (SYNC) que detectan el paso de los pistones del motor por su punto muerto superior.
Esta señal de sincronización es recibida por el dispositivo de cálculo (35), que comprende un módulo lógico (37) (RPM) que calcula el régimen del motor en vueltas/minuto a partir de la señal de sincronización. El régimen del motor es utilizado a continuación por un módulo lógico (38) ("TABLA") que, a partir de tablas de valores memorizados, determina la amplitud (A) y la fase \varphi de la señal representativa de la corriente (I) que circula en la bobina (23) en función:
-
del régimen del motor,
-
y eventualmente de otros parámetros externos tales como, por ejemplo, informaciones de estado sobre el funcionamiento de la caja de velocidades, informaciones que pueden ser facilitadas al dispositivo de cálculo (35) por uno o varios captadores (39) (B.D.V.).
La amplitud y la fase determinadas por el módulo lógico (38) son transmitidas a un módulo (40) (CTRL) que emite, a partir de esta amplitud y de esta fase y a partir de la señal de sincronización, una señal (i(t)) que puede ser amplificada a continuación por un amplificador (41) para facilitar la intensidad (I(t)) que recorre la bobina (23).
Tal como se ha representado en la figura 5, la fuerza (F(t)) proporcional a -I(t)^{2-} puede corresponder a una señal relativamente compleja, en cuyo caso es necesario controlar la corriente (I(t)) por medio de un servomecanismo integrado en el dispositivo de cálculo (35) o en el amplificador (41).
Tal como se puede apreciar en la figura 5, la fuerza (F(t)) transmitida al pistón (16) tiene una componente media (Fm), que en el caso representado está orientada hacia abajo, dado que el electroimán (22) no actúa sobre el núcleo móvil (24) más que en un solo sentido. Para evitar que la componente media Fm de la fuerza F obligue a salir el núcleo móvil (24) de la zona de linealidad del accionador electromagnético, el resorte (28) es dimensionado de manera que produzca una fuerza orientada hacia arriba sensiblemente igual a (Fm) cuando el núcleo móvil (24) se encuentra en la parte media de la zona de linealidad, es decir, cuando el entrehierro (Z) es sensiblemente igual a la media de (z0) y (z1) (figura 4).
Eventualmente, tal como se ha representado en la figura 6, se puede limitar a generar a nivel del dispositivo de cálculo (35) una señal (i(t)) rectangular que permita ejercer sobre el pistón (16) una fuerza (F(t)) que corresponde por su parte a una señal rectangular, es decir, en forma de dentado. En este caso, no es necesario condicionar la señal (i(t)) o (I(t)).
Esta señal rectangular es filtrada por el paso estrangulado (E), cuya frecuencia de resonancia corresponde a la frecuencia de ralentí del motor (por ejemplo, unos 30 Hz), de manera que las contravibraciones que llegan a la cámara de trabajo (A) anulan eficazmente las vibraciones ejercidas por el motor en régimen de ralentí a pesar de la forma simplificada de la señal (F(t)).
Por otra parte, tal como se ha representado en la figura 7, la presencia de la cámara de control (D) y del paso estrangulado (E) permite mejorar la eficacia del accionamiento del pistón (16) en las frecuencias del ralentí, es decir, en una cierta gama de frecuencias (\Deltaf) de vibraciones del pistón alrededor de la frecuencia del ralentí (f0) ((f0) puede ser, por ejemplo, del orden de 30 Hz, y (\Deltaf) puede ser, por ejemplo, del orden de 10 a 20 Hz). En efecto, tal como está representado en trazos continuos en la figura 7, la fuerza (F') que se ejerce entre la cabeza (2) y la base (4) del soporte antivibratorio se hace máxima dentro de la gama de frecuencias (\Deltaf) para una amplitud dada de la señal de fuerza (F(t)) ejercida sobre el pistón.
En ausencia de la cámara de mando (D) y del paso estrangulado (E), tal como se ha representado en líneas de trazos en la figura 7, la eficacia del accionamiento del pistón sería menor a las frecuencias de ralentí del motor. Por el contrario, esta eficacia sería superior a frecuencias relativamente elevadas, por ejemplo superiores a 100 Hz, pero esto no tiene importancia, puesto que el soporte antivibratorio de la presente invención está especialmente destinado a atenuar las vibraciones debidas a las frecuencias de ralentí del motor, que son las más molestas y las más perceptibles para el usuario.
Por otra parte, cuando el régimen del motor supera un valor predeterminado, que corresponde por ejemplo a 100 Hz (es decir 1500 revoluciones/minuto para un motor de 4 cilindros), se bloquea preferentemente el pistón (16) al hacer que "se pegue" el núcleo móvil (24) del accionador electromagnético a la carcasa (13) del electroimán. Para ello, se envía una fuerte corriente continua en la bobina (23) hasta que el entrehierro (Z) se reduzca a 0, después de lo cual la corriente se puede reducir por el hecho de que la fuerza de bloqueo (F0) del núcleo móvil es muy elevada (ver figura 4).
Como variante, tal como se ha representado en la figura 8, la varilla (27) podría ser solidaria de la carcasa (13), reduciéndose entonces el núcleo móvil (24) a su parte superior y extendiéndose los polos de linealización (32) hacia abajo a partir de este núcleo móvil. En este caso, es igualmente posible prever dos polos de linealización suplementarios (42) que se presenta cada uno de ellos en forma de un nervio que se extiende horizontalmente según el eje (Y) y que se extiende verticalmente hacia abajo presentando una anchura transversal (medida según el eje (X) que disminuye hacia abajo).
Estos dos polos de linealización suplementarios (42) están dispuestos en las proximidades de las ramas laterales (26) de la carcasa (13), cuyas ramas laterales pueden comportar interiormente un escalón (26a) orientado hacia arriba y dispuesto sensiblemente a nivel de los polos de linealización suplementarios (42). Cada uno de los polos de linealización suplementarios (42) presentan una cara externa vertical, paralela a la cara interna de la rama lateral (26) correspondiente de la carcasa (13).
Según otra variante, representada en la figura 9, los polos de linealización (32), (42) son solidarios de la carcasa (13) igual que en el ejemplo de la figura 1, quedando en este caso dispuestas las caras externas verticales de los polos de linealización suplementarios (42) en oposición a las caras internas verticales de los rebordes (31) del núcleo móvil (24).
Finalmente, según otra variante representada en la figura 10, los polos de linealización (42) podían presentar caras externas verticales y caras internas (43) que se extienden de forma oblicua y divergentes hacia arriba, presentando entonces la parte inferior de la varilla (27) del núcleo móvil (24) caras oblicuas (44) paralelas a las caras (43) antes mencionadas.

Claims (11)

1. Soporte antivibratorio hidráulico activo destinado a su interposición entre dos elementos rígidos en un vehículo automóvil para amortiguar y filtrar vibraciones entre estos dos elementos, comprendiendo dicho soporte como mínimo:
-
una primera y segunda armaduras rígidas (4, 2) solidarizables respectivamente con el primer y segundo elementos rígidos,
-
una pared de material elastómero (6) que conecta entre sí dichas primera y segunda armaduras (4, 2) definiendo una cámara de trabajo (A) llena de líquido,
-
un pistón (16) que presenta como mínimo una cara de contacto con el líquido y que está montado en la primera armadura (4) de manera que se puede desplazar según un eje de vibración (Z), estando solicitado este pistón por medios elásticos (28) hacia una posición de repo- so,
-
y un accionador electromagnético (21) que comporta:
\bullet
un electroimán (22) que comprende una bobina eléctrica (23) asociada a una carcasa metálica (13),
\bullet
un núcleo magnético móvil (24) desplazable bajo la acción del electroimán y que está conectado al pistón para generar contravibraciones en el líquido,
caracterizado porque el accionador electromagnético (21) es un accionador con electroimán proporcional, la carcasa (13) del electroimán y el núcleo móvil (24) presentan formas adaptadas para que cuando la bobina (23) es recorrida por una corriente eléctrica que tiene un valor comprendido dentro de una gama de valores de funcionamiento normal y que el núcleo móvil (24) se encuentra en una cierta gama de posiciones (z0-z1) que corresponden al funcionamiento normal del accionador electromagnético, el núcleo móvil recibe una fuerza (F) que depende únicamente de esta corriente.
2. Soporte antivibratorio, según la reivindicación 1, en el que la carcasa (13) del electroimán y el núcleo móvil (24) presentan formas adaptadas para que el núcleo móvil reciba una fuerza proporcional al cuadrado de la intensidad de la corriente eléctrica que recorre la bobina cuando esta corriente eléctrica tiene un valor comprendido dentro de la mencionada gama de valores de funcionamiento normal y que el núcleo móvil se encuentra en la gama de posiciones que corresponden al funcionamiento normal del accionador electromagnético.
3. Soporte antivibratorio, según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, que presenta además una pared flexible (10) de material elastómero que está soportada por la primera armadura (4) y que define una cámara de compensación (B) llena de líquido que comunica con la cámara de trabajo (A) por el intermedio de un canal estrangulado (C).
4. Soporte antivibratorio, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que presenta además una cámara de control (D) llena de líquido que comunica con la cámara de trabajo (A) por intermedio de un paso estrangulado (E), encontrándose el pistón (16) en contacto con el líquido contenido en dicha cámara de control (D).
5. Soporte antivibratorio, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la fuerza (F) ejercida por el electroimán (22) sobre el núcleo móvil está dirigida siempre en un mismo sentido y presenta un cierto valor medio (Fm), estando dispuestos los medios elásticos (28) para solicitar el núcleo móvil (24) en sentido inverso de la fuerza ejercida por el electroimán (22), estando dimensionados estos medios elásticos para que, cuando el electroimán ejerce dicha fuerza media sobre el núcleo móvil, el núcleo móvil se encuentre en una posición media, sensiblemente centrada con respecto a la gama de posiciones (z0-z1) correspondiente al funcionamiento normal del accionador electromagnético.
6. Soporte antivibratorio, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la carcasa (13) y el núcleo móvil (24) están realizados en un material metálico en forma de láminas y constituyendo uno de ellos, un primer elemento magnético y el otro, un segundo elemento magnético, presentando la carcasa sensiblemente forma de U con una base (25) que se extiende, según un eje transversal (X) perpendicular al eje de vibración (Z), entre dos ramas laterales (26) que se extienden paralelamente al eje de vibración, estando dispuesta la bobina (23) entre las ramas laterales y estando centrada sobre el eje de vibración (Z) rodeando una varilla central (27) que se extiende según dicho eje de vibración y que pertenece al primer elemento magnético, estando separada esta varilla central del segundo elemento magnético por un cierto entrehierro (29) según el eje de vibración (Z), y comportando además el segundo elemento magnético dos primeros polos de linealización (32) que enmarcan la varilla central (27) según el eje transversal (X) y que se prolongan paralelamente al eje de vibración (Z) en el interior de la bobina (23) presentando una anchura transversal decreciente hacia el primer elemento magnético, presentando los dos primeros polos de linealización y la varilla central respectivamente caras opuestas paralelas (33, 34).
7. Soporte antivibratorio, según la reivindicación 6, en el que el primer elemento magnético presenta además dos segundos polos de linealización (42) alineados entre sí según el eje transversal (X) y que están dispuestos en el exterior de la bobina (23), extendiéndose estos dos segundos polos de linealización cada uno de ellos según el eje de vibración (Z) presentando una anchura transversal decreciente hacia el segundo elemento magnético, cuyo segundo elemento magnético presenta dos paredes axiales (26, 31) que se extienden según el eje de vibración y que enmarcan los dos segundos polos de linealización (42), presentando los dos segundos polos de linealización y las dos paredes axiales respectivamente caras opuestas paralelas.
8. Sistema antivibratorio activo que presenta un soporte antivibratorio (1), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, y un circuito de control (35, 41) que alimenta la bobina (23) del electroimán, cuyo circuito de mando está adaptado para determinar en cada instante la corriente suministrada a la bobina en función, como mínimo, de un parámetro relacionado con el funcionamiento del motor, independientemente de la posición instantánea del núcleo móvil (24) con respecto a la carcasa (13) del electroimán.
9. Sistema antivibratorio, según la reivindicación 8, en el que el circuito de control comprende un dispositivo de cálculo (35) para el control del motor del vehículo, que está adaptado para determinar en cada instante la corriente eléctrica suministrada a la bobina del electroimán, en función de una señal de sincronización relacionada con el ciclo de funcionamiento real del motor y en función de datos memorizados, cuyos datos memorizados facilitan por lo menos la amplitud y la fase de una señal representativa de la corriente eléctrica suministrada a la bobina en función de dicha señal de sincronización.
10. Sistema antivibratorio, según la reivindicación 8 ó 9, en el que la señal representativa de la corriente eléctrica es sensiblemente una señal rectangular, y el soporte antivibratorio presenta una cámara de mando (D) llena de líquido que comunica con la cámara de trabajo (A) por intermedio de un paso estrangulado (E), encontrándose el pistón (16) en contacto con el líquido contenido en esta cámara de mando.
11. Sistema antivibratorio, según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en el que el circuito de mando (35, 41) está adaptado para facilitar a la bobina (23) del electroimán una corriente eléctrica suficientemente fuerte para bloquear el núcleo móvil (24) cuando la señal de sincronización corresponde a un régimen que supera una frecuencia predeterminada.
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