ES2215844T3 - Conjunto de embolo cilindro con una fuerza de amortiguacion proporcional a la velocidad. - Google Patents
Conjunto de embolo cilindro con una fuerza de amortiguacion proporcional a la velocidad.Info
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Abstract
Conjunto de émbolo y cilindro (1) con una fuerza de amortiguación dependiente de la velocidad, que comprende un vástago de émbolo (5) que va guiado desplazable axialmente por el interior de un cilindro (3) lleno de un medio amortiguador, donde en el vástago del émbolo (5) va fijado un émbolo (7) que subdivide al cilindro (3) en una cámara de trabajo del lado del vástago del émbolo (9) y otra cámara de trabajo distante del vástago del émbolo (11), estando las dos cámaras de trabajo (9, 11) comunicadas entre sí por lo menos por un canal de flujo (27), que en función de la posición axial de un cuerpo de válvula (29) pretensado por un muelle (20) en el sentido de apertura, que está controlado de tal manera que el cuerpo de la válvula (29) se puede desplazar en función de la presión dinámica a la posición cerrada contra una superficie de asiento de la válvula (35) y donde en la posición cerrada al menos se reduce la sección de paso del por lo menos un canal de flujo (27), caracterizado porque elémbolo (7) forma por el lado frontal la superficie de asiento de la válvula (35), sobre la cual llega a asentar el cuerpo de la válvula (29) en la posición de cierre máxima mediante una superficie de cierre de forma cónica (33).
Description
Conjunto de embolo cilindro con una fuerza de
amortiguación proporcional a la velocidad.
La invención se refiere a un conjunto de émbolo y
cilindro con una fuerza de amortiguación dependiente de la
velocidad, conforme al preámbulo de la reivindicación 1.
Por la patente DE 198 01 722 A1 se conoce un
conjunto de émbolo y cilindro con una fuerza de amortiguación
dependiente de la velocidad, que lleva una arandela intermedia fija,
dentro de la que está dispuesta una válvula que cierra en función de
la velocidad. La válvula comprende un cuerpo de válvula con una
superficie de válvula cónica, estando sometido el cuerpo de la
válvula a una tensión previa mediante un muelle cónico, en el
sentido de apertura. Con este diseño se tiene el inconveniente de
que debido a la arandela intermedia fija se produce una pérdida de
carrera del orden de magnitud de la extensión axial de la cámara de
trabajo entre la arandela intermedia y el émbolo de separación.
La patente DE-PS 545 334 describe
un freno fluídico, que comprende un vástago de émbolo que va guiado
desplazable axialmente por el interior de un cilindro lleno de un
medio amortiguador, donde en el vástago del émbolo va fijado un
émbolo que subdivide al cilindro en una cámara de trabajo del lado
del vástago del émbolo y otra cámara de trabajo distante del vástago
del émbolo, estando las dos cámaras de trabajo comunicadas entre sí
por lo menos por un canal de flujo, que está controlado en función
de la posición axial de un cuerpo de válvula sometido a una tensión
previa por un muelle en el sentido de apertura, pudiendo desplazarse
el cuerpo de la válvula a la posición cerrada en función de la
presión dinámica, por lo cual por lo menos se reduce la sección de
paso del por lo menos un canal de flujo. El cuerpo de la válvula
presenta una superficie de cierre plana, que llega a asentar sobre
una de las caras frontales del émbolo. No se desea bloquear el
vástago del émbolo, de manera que se pueden tolerar eventuales
flujos de fuga entre la superficie frontal del émbolo y la
superficie de cierre del cuerpo de la válvula. En esta memoria no
figura ninguna indicación relativa a la configuración de una cámara
de trabajo.
El objetivo de la presente invención es el de
realizar un conjunto de émbolo y cilindro que tenga una construcción
lo más corta posible y que en caso de necesidad permita el bloqueo
total de las dos cámaras de trabajo.
De acuerdo con la invención se resuelve este
objetivo por el hecho de que el émbolo presenta en la cara frontal
una superficie de asiento de la válvula sobre la cual llega a
asentar el cuerpo de la válvula en la posición de cierre máxima
mediante una superficie de cierre de forma cónica.
La superficie de cierre de forma cónica permite
obtener una función de estanqueidad muy segura, que se mantiene
incluso si el cuerpo de la válvula está en una posición ligeramente
torcida, ya que el cuerpo de la válvula se centra automáticamente en
la superficie de asiento de la válvula.
Con vistas a suprimir lo más posible la
comunicación fluídica entre las cámaras de trabajo separadas por el
émbolo, está previsto que el cuerpo de la válvula vaya guiado sobre
una espiga, estando dispuesta una junta entre el cuerpo de la
válvula y una superficie de guiado de la espiga. La espiga también
puede estar formada por un casquillo que vaya sujeto sobre el
vástago del émbolo.
En otra realización ventajosa, el émbolo presenta
un orificio ciego donde se aloja el muelle para el cuerpo de la
válvula, donde partiendo de un fondo del orificio ciego se extiende
en por lo menos un canal de flujo. El orificio ciego asume dos
funciones. Por una parte efectúa el guiado radial del muelle y por
otra se puede hacer el conducto del agujero ciego relativamente
corto, de manera que las variaciones de viscosidad condicionadas por
la temperatura entrañan sólo unas variaciones de fuerza de
amortiguación muy escasas.
El muelle está realizado además como muelle
cónico, donde el extremo de un muelle cónico que tiene el mayor
diámetro de espiga está situado en el fondo del orificio ciego y el
canal de flujo está realizado radialmente dentro de la espira final
del muelle cónico, por el lado del fondo. De esta manera se consigue
un aprovechamiento muy bueno del espacio de construcción
existente.
De acuerdo con una subreivindicación ventajosa,
el cuerpo de la válvula es de un material plástico. De este modo se
puede conseguir además un mejor efecto de junta del cuerpo de la
válvula sobre la superficie del asiento de la válvula. Gracias a
este material se influye también positivamente en la reducción de
ruido en el supuesto de una velocidad de cierre alta del cuerpo de
la válvula.
Para poder adaptar la válvula, que se desplaza a
la posición de cierre en función de la presión dinámica, a las
aplicaciones más diversas con un coste lo más reducido posible, el
cuerpo de la válvula está sometido por el muelle a una tensión
previa en el sentido de apertura contra un tope regulable
axialmente.
Otra posibilidad que puede preverse es que la
superficie de asiento de la válvula esté realizada regulable
axialmente con relación al émbolo. De esta manera se consigue poder
ajustar el movimiento de cierre con independencia de la fuerza de la
tensión previa del muelle, manteniendo por lo demás constante la
fuerza de la tensión previa del muelle que actúa sobre el cuerpo de
la válvula.
Para ello se ha previsto ventajosamente que la
superficie de asiento de la válvula sea parte de un anillo de
asiento de la válvula.
Para la regulación continua del movimiento de
cierre del émbolo en función de la presión dinámica el asiento de la
válvula tiene una unión roscada con el émbolo.
Con el fin de ahorrar la longitud de construcción
axial que hasta ahora se necesitaba para una cámara de trabajo entre
la arandela de separación y la cámara de compensación, entre el
émbolo y el extremo del cilindro del lado de salida del vástago del
émbolo está dispuesto un émbolo de separación que separa una cámara
de compensación de la cámara de trabajo del lado del vástago del
émbolo. En caso de bloqueo, el émbolo se apoya hidráulicamente en el
fondo del cilindro.
La invención se describirá con mayor detalle
sirviéndose de la descripción de las siguientes figuras:
Las figuras muestran:
Fig. 1 Conjunto de émbolo y cilindro, con una
vista en sección;
Fig. 2 y 4 Variantes del émbolo conforme a la
invención;
Fig. 3 Ejemplo de instalación del conjunto de
émbolo y cilindro.
La figura 1 muestra un conjunto de émbolo y
cilindro 1, que comprende un cilindro 3 en cuyo interior está
dispuesto un vástago de émbolo 5 desplazable axialmente. Un émbolo
7, que está unido fijo al vástago del émbolo, separa el cilindro en
una cámara de trabajo 9 del lado del vástago del émbolo y una cámara
de trabajo distante del vástago del émbolo 11. Ambas cámaras de
trabajo están llenas de un medio amortiguador, generalmente a base
de aceite. Un émbolo separador 13 separa una cámara de compensación
15 de la cámara de trabajo 9 del lado del vástago del émbolo. La
cámara de compensación está sometida a la tensión previa de un gas,
de manera que sobre el vástago del émbolo actúa siempre una fuerza
que lo empuja hacia el exterior. Alternativamente se puede emplear
también en la cámara de compensación una tensión previa mediante
muelle.
En la figura 2 está representado a mayor escala
el émbolo 7 en la versión según la figura 1. El émbolo 7 va fijado
axialmente sobre una espiga 17 del vástago del émbolo 5. Un
casquillo guía 19 en combinación con una arandela tope 21 está
sometido a una tensión previa junto con el émbolo contra un escalón
del vástago del émbolo 5. El émbolo lleva un agujero ciego 23,
dentro del cual va dispuesto un muelle 25. El agujero ciego lleva
un canal de flujo 27, que en función de la posición de trabajo del
cuerpo de la válvula 29 comunica entre sí las dos cámaras de trabajo
9; 11. El cuerpo de la válvula 29, que es de material plástico, está
pretensado por el muelle 25 en el sentido de apertura contra la
arandela tope 21. El muelle, realizado como muelle cónico, se apoya
contra el fondo del agujero ciego, transcurriendo la espira final
del muelle cónico radialmente por el exterior de un círculo
primitivo sobre el cual está realizado el canal de flujo. El medio
amortiguador puede fluir a través de un intersticio 31 entre una
superficie de cierre cónica 33 del cuerpo de la válvula 29 y una
superficie de asiento de válvula frontal 35 del émbolo 7, al agujero
ciego del émbolo y después continuar fluyendo a la cámara de trabajo
9 a través del por lo menos un canal de flujo. La superficie de
cierre 33 del cuerpo de la válvula y la superficie de asiento de la
válvula 35 tienen en un caso ideal un contacto lineal, de manera
que en combinación con el cuerpo de la válvula, que es de material
plástico y que por lo tanto tiene una cierta elasticidad, está
asegurada una función de cierre estanco muy segura.
Un segmento de émbolo 37, una junta tórica 39 en
el escalón del vástago del émbolo y una junta 41 en la cara interior
del cuerpo de la válvula 29 respecto a una superficie de guiado 19a
del casquillo guía 19 se encargan de que no se produzcan flujos de
fuga indefinidos entre las dos cámaras de trabajo. La junta 41
permite una holgura de guiado algo mayor entre la superficie de
guiado 19a y el cuerpo de la válvula 29. De ahí se puede aprovechar
una cierta movilidad angular del cuerpo de la válvula respecto a la
superficie de guiado, para incrementar la función de sellado del
cuerpo de la válvula, en combinación con una superficie de asiento
de la válvula del émbolo que eventualmente tenga un mecanizado
ligeramente impreciso.
Durante el movimiento de entrada del vástago del
émbolo 5 en el cilindro 3, de acuerdo con el sentido indicado con la
flecha, en la cámara de trabajo 11, distante del vástago del émbolo,
se forma una presión dinámica que depende de la velocidad, y que
actúa también sobre el cuerpo de la válvula en el sentido de la
superficie de asiento de la válvula 35 del émbolo 7. A partir de una
determinada velocidad de entrada o una determinada fuerza de presión
dinámica determinada que actúa sobre el cuerpo de la válvula 29,
éste se desplaza hacia la superficie de asiento de la válvula 35 del
émbolo 7, cerrando el intersticio 31 entre el cuerpo de la válvula y
el émbolo. De esta manera se impide con seguridad que continúe el
movimiento de entrada del vástago del émbolo.
Una función así se necesita por ejemplo en un
asiento de vehículo, que se puede regular mediante el conjunto de
émbolo y cilindro 1. El conjunto de émbolo y cilindro 1 está
dispuesto entre un respaldo 43 y una parte base 45. Funcionalmente
en paralelo con el conjunto de émbolo y cilindro 1 está colocado
otro conjunto de émbolo y cilindro 47, que se puede bloquear a
voluntad, por ejemplo en la realización conforme a la patente DE 40
09 100 A1. En el caso de una desaceleración muy fuerte, la inercia
de la persona sentada sobre el asiento actúa contra el respaldo, con
lo cual se aceleran muy rápidamente los vástagos de émbolo de los
dos conjuntos de émbolo y cilindro 1; 47. Con independencia de la
posición de activación del conjunto de émbolo y cilindro 47, el
conjunto de émbolo y cilindro 1 se lleva a la posición de bloqueo
antes descrita debido a la gran presión dinámica que hay en la
cámara de trabajo 11.
La realización del émbolo 7 según la figura 4
está basada en una variante según la figura 2. A diferencia de
aquélla, se emplea para el cuerpo de la válvula 27 un tope 49 que se
puede regular axialmente, que tiene una unión roscada con la espiga
17 del vástago del émbolo 7, y que por lo tanto permite una
regulación continua de su posición con relación al émbolo. En el
tope hay un orificio de paso 49a para que toda la superficie
orientada hacia la cámara de trabajo 11 esté sometida a la presión
de trabajo que reina en la cámara de trabajo 11. Con este tope se
varía la tensión previa del muelle 25 influyendo así también en la
anchura del intersticio 31. De este modo se puede adaptar el
comportamiento de cierre del cuerpo de la válvula 29.
Alternativamente o en combinación el émbolo 7
puede presentar una superficie de asiento de válvula 35 regulable
axialmente, que está formada por un anillo de asiento de la válvula
53. El anillo de asiento de la válvula tiene una unión roscada 51
con el émbolo, y por lo tanto también se puede regular de forma
continua para ajustar el intersticio 31. En la mitad izquierda de la
sección está representado el anillo de asiento de la válvula con la
anchura abierta máxima del intersticio, mientras que en la mitad
derecha de la sección se ha procedido a la regulación axial del
anillo de asiento de la válvula. La diferencia funcional esencial en
comparación con el tope 49 regulable axialmente consiste en que al
ajustar la superficie de asiento de la válvula 35 únicamente se
varía la anchura del intersticio 31. La fuerza del muelle 25 se
mantiene invariable. Combinando ambas posibilidades de ajuste se
puede modificar la tensión previa del muelle 25 mediante el tope
regulable 49, modificando por lo tanto su fuerza de apertura y se
puede recuperar la carrera de ajuste del tope mediante el anillo de
asiento de la válvula 54 con el fin de mantener constante la anchura
del intersticio 31.
El comportamiento de cierre del cuerpo de la
válvula 29 viene determinado entonces, con independencia de la
velocidad de desplazamiento del vástago del émbolo, por la fuerza
del muelle 25, el área de la sección del intersticio 31 y el área de
la sección del canal de flujo 27.
En ambas variantes de realización según las
figuras 2 y 4, en el supuesto de una posición de bloqueo del cuerpo
de la válvula 29, el vástago del émbolo 7 se apoya sobre una columna
de medio amortiguador en la cámara de trabajo 11, que a su vez está
presente directamente hasta el fondo del cilindro 3.
Claims (10)
1. Conjunto de émbolo y cilindro (1) con una
fuerza de amortiguación dependiente de la velocidad, que comprende
un vástago de émbolo (5) que va guiado desplazable axialmente por el
interior de un cilindro (3) lleno de un medio amortiguador, donde en
el vástago del émbolo (5) va fijado un émbolo (7) que subdivide al
cilindro (3) en una cámara de trabajo del lado del vástago del
émbolo (9) y otra cámara de trabajo distante del vástago del émbolo
(11), estando las dos cámaras de trabajo (9, 11) comunicadas entre
sí por lo menos por un canal de flujo (27), que en función de la
posición axial de un cuerpo de válvula (29) pretensado por un muelle
(20) en el sentido de apertura, que está controlado de tal manera
que el cuerpo de la válvula (29) se puede desplazar en función de la
presión dinámica a la posición cerrada contra una superficie de
asiento de la válvula (35) y donde en la posición cerrada al menos
se reduce la sección de paso del por lo menos un canal de flujo
(27), caracterizado porque el émbolo (7) forma por el lado
frontal la superficie de asiento de la válvula (35), sobre la cual
llega a asentar el cuerpo de la válvula (29) en la posición de
cierre máxima mediante una superficie de cierre de forma cónica
(33).
2. Conjunto de émbolo y cilindro según la
reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo de la
válvula (29) va guiado sobre una espiga (17), donde entre el cuerpo
de la válvula (29) y una superficie de guiado (19a) de la espiga
(19; 17) va dispuesta una junta (41).
3. Conjunto de émbolo y cilindro según las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el émbolo (7)
lleva un orificio ciego (23) donde se aloja el muelle (25) para el
cuerpo de la válvula (29), donde partiendo de un fondo del agujero
ciego (23) se extiende el por lo menos un canal de flujo (27).
4. Conjunto de émbolo y cilindro según la
reivindicación 3, caracterizado porque el muelle (25) es un
muelle cónico, estando dispuesto el extremo del muelle cónico con
mayor diámetro de espira en el fondo del agujero ciego (23) y
estando realizado el canal de flujo (27) en una posición radial
interior a la espira final del muelle cónico del lado del fondo.
5. Conjunto de émbolo y cilindro según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el cuerpo de la
válvula (29) es de un material plástico.
6. Conjunto de émbolo y cilindro según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el cuerpo de la
válvula (29) está pretensado en el sentido de apertura con el muelle
(25) contra un tope (49) regulable axialmente.
7. Conjunto de émbolo y cilindro según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la superficie de
asiento de la válvula (35) está realizada regulable axialmente con
relación al émbolo (7).
8. Conjunto de émbolo y cilindro según la
reivindicación 7, caracterizado porque la superficie de
asiento de la válvula (35) es parte de un anillo del asiento de la
válvula (53).
9. Conjunto de émbolo y cilindro según la
reivindicación 8, caracterizado porque el anillo de asiento
de la válvula (53) tiene una unión roscada (51) con el émbolo
(7).
10. Conjunto de émbolo y cilindro según una de
las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque entre el
émbolo (7) y el extremo del cilindro (3) del lado de salida del
vástago del émbolo está dispuesto un émbolo de separación (13) que
separa una cámara de compensación (15) de la cámara de trabajo (9)
del lado del vástago del émbolo.
Applications Claiming Priority (2)
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