ES2222113B1 - Dispositivo oleoneumatico de suspension. - Google Patents
Dispositivo oleoneumatico de suspension.Info
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Abstract
Dispositivo oleoneumático de suspensión que presenta medios elásticos, preferentemente un muelle, que ejerce una resistencia entre dos puntos a la introducción de un primer émbolo telescópico en un segundo émbolo telescópico, adicional a la resistencia ejercida a través del fluido hidráulico del dispositivo.
Description
Dispositivo oleoneumático de suspensión.
La presente invención se refiere a un
dispositivo oleoneumático de suspensión.
El dispositivo oleoneumático de suspensión según
la presente invención puede ser utilizado en sustitución de los
actuales amortiguadores y suspensiones para vehículos, siendo de
especial utilidad en situaciones donde la carga a la que es
sometido el dispositivo es muy variable.
Las Patentes españolas números 200200201 y
200201766, ambas del inventor de la presente invención, dan a
conocer sendos dispositivos oleoneumáticos de suspensión que
comprenden al menos dos émbolos telescópicos que desplazan en su
movimiento de introducción en el cilindro un fluido hidráulico
(aceite hidráulico) que fluye a través de unos elementos
reguladores del flujo hacia una cámara de volumen variable
receptora de fluido hidráulico. Al recibir el fluido hidráulico
proveniente del desplazamiento provocado por el movimiento de los
émbolos telescópicos dentro del cilindro, la cámara receptora de
fluido hidráulico aumenta su volumen, comprimiendo a su vez una
cámara en la que está contenido el gas. El gas, al comprimirse
debido a la disminución del volumen de la cámara que lo contiene,
aumenta la presión que ejerce sobre el fluido hidráulico, el cual
ejerce a su vez una resistencia al movimiento de introducción del
émbolo que depende de la citada presión y del área efectiva del
émbolo telescópico que actúa en cada momento.
Un dispositivo de este tipo dotado de dos
émbolos telescópicos concéntricos presenta la ventaja sobre otros
dispositivos anteriormente conocidos de ofrecer una adecuada
suspensión para un vehículo tanto si el vehículo se encuentra en
vacío como si se encuentra a plena carga, presentando a su vez un
recorrido de suspensión razonable.
Sin embargo, tal dispositivo dotado de dos
émbolos telescópicos sigue sin proporcionar una suspensión
totalmente adecuada cuando el vehículo se encuentra en un estado de
media carga. Para solucionar este problema, las citadas Patentes
Españolas números 200200201 y 200201766 dan a conocer la
disposición de un mayor número de émbolos telescópicos. Sin
embargo, esta solución lleva a dispositivos de mucha mayor
complejidad mecánica. Por otro lado, en aquellos puntos del
recorrido de la suspensión en los que se produce un cambio del
émbolo que actúa, aumenta de manera brusca la resistencia ofrecida
por el dispositivo, endureciéndose de esta manera la suspensión en
ciertos puntos.
Es un objetivo de la presente invención dar a
conocer un dispositivo oleoneumático de suspensión que presenta una
adecuada suspensión cuando el vehículo se encuentra vacío, a media
carga o a carga completa, y que resulta mecánicamente simple y de
dimensiones compactas.
Según la presente invención, esto se consigue
mediante un dispositivo oleoneumático que comprende:
- -
- un conjunto hidráulico que presenta un cilindro en cuyo interior pueden deslizar, al menos, un primer y un segundo émbolos telescópicos, de tal manera que el primer émbolo es susceptible de introducirse en el segundo émbolo, definiéndose una carrera de introducción para cada uno de los émbolos
- -
- medios elásticos de presurización de un fluido hidráulico contenido en el cilindro, que actúan durante la totalidad de los recorridos de introducción;
- -
- medios de control del flujo de fluido hidráulico provocado por el movimiento de introducción de al menos uno de los citados émbolos telescópicos.
Partiendo de este tipo de dispositivo conocido,
la presente invención se caracteriza porque el citado dispositivo
presenta medios elásticos adicionales que ejercen una resistencia
al movimiento de introducción del primer émbolo, al menos entre dos
puntos del recorrido de introducción del primer émbolo. La
resistencia que ejercen los citados medios elásticos adiciones se
suma a la acción ejercida por los medios elásticos de presurización
de un fluido hidráulico a través de este último.
Preferentemente, los medios elásticos
adicionales se elegirán de manera tal que la resistencia ofrecida
por el dispositivo al final del recorrido de introducción del
primer émbolo en el segundo émbolo iguale a la ejercida por el
dispositivo al inicio del recorrido de introducción del segundo
émbolo.
Preferentemente, dichos medios elásticos
adicionales comprenderán un muelle.
Aún más preferentemente, los citados medios
elásticos adicionales se encuentran en el interior del conjunto de
cilindro y émbolos telescópicos, preferentemente fijados al segundo
émbolo.
Los medios elásticos podrán presentar una
característica lineal, aunque también podrán presentar una
característica de tipo progresivo, es decir, cuya resistencia
aumente con el recorrido en mayor medida que con el clásico muelle
helicoidal de característica lineal.
En realizaciones preferentes, los medios
elásticos adicionales serán comprimidos por el primer émbolo
durante su recorrido de introducción.
Para su mejor comprensión, se adjunta a título
de ejemplo explicativo pero no limitativo, unos dibujos de una
realización preferente de la presente invención.
La figura 1 es una vista parcialmente seccionada
de un dispositivo según la presente invención.
Las figuras 2 a 5 representan vistas
parcialmente seccionadas del conjunto de cilindro y émbolos
telescópicos dotado de medios elásticos adicionales de la figura 1
en diferentes puntos del recorrido de introducción de los émbolos
telescópicos.
La figura 6 es un gráfico que muestra la fuerza
resistente ejercida por el dispositivo oleoneumático de los estados
mostrados en las figuras 1 a 5, desglosando dicha fuerza resistente
en la ejercida a través de la cámara de gas de volumen variable y
la ejercida a través de los medios elásticos adicionales.
La figura 1 muestra una realización del
dispositivo oleoneumático de suspensión según la presente
invención, compuesta por un cilindro (1) y dos émbolos telescópicos
(2) y (3) concéntricos. Entre estos tres elementos se disponen
elementos cuya configuración y función es sobradamente conocidas en
el sector, tales como elementos de retención (4) y (5), aros guía
(6) y (7), juntas de estanqueidad, (8), (9) y (10), rascadores (11)
y (12) y aro (13) de guiado y cierre. El primer émbolo (2) presenta
en su parte exterior una zona saliente o arandela de interferencia
(14) que sirve de tope al movimiento de introducción del primer
émbolo (2) en el segundo émbolo (3). En la parte inferior del
cilindro (1) se encuentra un conducto (15) para la evacuación del
líquido hidráulico desalojado durante el movimiento de introducción
de los émbolos (2) y (3) en el cilindro (1). Como se encuentra
representado de manera esquemática en la figura 1, la salida de
dicho conducto se encuentra conectada, por ejemplo mediante un
latiguillo, con un acumulador (16), a través de una válvula de
regulación de flujo (30). Como es conocido en el sector, la válvula
puede consistir en una válvula que permite el libre paso de fluido
hidráulico desde el cilindro (1) hasta el acumulador (16), pero que
presente un orificio restringido cuando el fluido hidráulico fluye
desde el acumulador (16) hacia el cilindro (1). El acumulador (16)
puede ser de tipo conocido. En el ejemplo mostrado, el acumulador
(16) incluye un orificio (17) de entrada y salida de fluido
hidráulico, una carcasa (18) dentro de la cual se encuentran una
cámara (19) receptora de fluido hidráulico y una cámara (20) que
contiene un gas de características físico-químicas
adecuadas para la aplicación, tal como por ejemplo nitrógeno. Ambas
cámaras se encuentran separadas por una membrana elástica (21) que
las separa. La membrana (21) presenta, de manera conocida, un tope
o tetón (22) enfrentado con el lado interior del orificio (17). El
acumulador (16) también presenta una válvula (23) para cargar el gas
que contiene la cámara de gas (20).
De manera característica para la presente
invención, el dispositivo mostrado en la figura 1 dispone de medios
elásticos (24) (que en el caso mostrado consisten en un muelle
helicoidal) destinados a ejercer una resistencia creciente al
movimiento de introducción, en este caso, del primer émbolo (2). El
muelle (24) reposa en una pieza (25) fijada en el interior del
émbolo (3), dotada de agujeros (26) para permitir el paso del
fluido hidráulico desalojado por el primer émbolo (2). La pieza
(25) dispone en su parte más próxima al primer émbolo (2) de un
sistema (27) de tornillo y arandela para impedir que el muelle (24)
se salga de su posición de trabajo. Complementariamente, el primer
émbolo (2) dispone de una zona entrante, con un primer tramo (28) y
un segundo tramo (29) de distinta sección. El primer tramo (28)
presenta un área transversal mayor que la del muelle (24) y una
profundidad que se corresponde con la del muelle (24) en estado
comprimido. El segundo tramo presenta un área transversal inferior
a la del muelle (24), pero superior a la de la pieza (25) y el
sistema de retención (27) en la zona del muelle. De esta manera se
consigue que el sistema de retención (27) penetre en el segundo
tramo (29) del orificio, pero no así el muelle (24), que es
comprimido, por tanto, por el movimiento de introducción del primer
émbolo (2) en el segundo émbolo (3), como se observará
posteriormente en las figuras 3 y 4.
En la figura 1 se ha mostrado el dispositivo en
su posición exento de cargas exteriores. En esta situación se
define la longitud (L0) como la distancia entre la arandela (14) y
el segundo émbolo (3) y la longitud (L3) como el recorrido máximo
del segundo émbolo (3).
El funcionamiento del dispositivo oleoneumático
de suspensión según la presente invención se procederá a explicar
haciendo referencia a las figuras 2 a 5, que muestran diferentes
situaciones del recorrido de introducción de los émbolos
telescópicos, y a la figura 6 que representa la fuerza ejercida por
el dispositivo en cada situación.
La figura 2 muestra el conjunto de cilindro y
émbolos telescópicos de la figura 1 sobre el que actúa una fuerza
representada mediante la flecha (F1) que corresponde con el peso
del vehículo en vacío. En esta situación, la distancia (L1) entre
el saliente (14), que en el ejemplo ejerce funciones de tope en el
recorrido del primer émbolo (2), y el segundo émbolo (3) es
inferior a la distancia (L0) mostrada en la figura 1. En el ejemplo
recogido en las figuras, el muelle (24) no se encuentra
comprimido, por lo que la fuerza resistente que equilibra la fuerza
(F1) se corresponde con el producto de la presión del fluido
hidráulico por el área efectiva del primer émbolo, al igual que en
los dispositivos oleoneumáticos de suspensión hasta ahora
conocidos. La variación de la presión del fluido hidráulico se
corresponde con la disminución de volumen de la cámara de gas, que
se corresponde a su vez con el volumen de fluido hidráulico
desplazado por el primer émbolo en su recorrido descendente.
La figura 3 muestra, de manera similar a la
anterior figura, una situación en la que actúa una fuerza (F2), de
tal manera que la distancia entre la arandela (14) y el segundo
émbolo (3) se ha reducido hasta la distancia (L2) mostrada. En esta
situación, el muelle (24) se ha introducido en el primer tramo (28)
del orificio del primer émbolo (2). A partir de este punto, si la
fuerza (F2) aumenta, el descenso del émbolo (2) comprimirá el
muelle (24), porque éste tiene mayor sección que el segundo tramo
(29) del orificio del émbolo (2). Al comprimirse, el muelle (24)
ejercerá una resistencia a la introducción del émbolo (2) en el
émbolo (3) que dependerá de su constante elástica y el grado de
compresión del muelle (24) en cada momento. Dicha resistencia se
sumará a la correspondiente al producto de presión del fluido
hidráulico por área efectiva del primer émbolo, antes referida.
Este extremo ha sido representado en el gráfico de la figura 6.
La figura 4 muestra el estado en el que debido a
la acción de una fuerza (F3), la arandela (14) hace tope con el
émbolo (3). En esta posición, el muelle (24) se encuentra
completamente comprimido y ejerce su fuerza máxima. Por otro lado,
en esta posición la resistencia ejercida por el dispositivo al
descenso de los émbolos pasa a ser el producto de la presión del
fluido hidráulico por el área efectiva del segundo émbolo.
La figura 5 muestra el estado en el que se
ejerce una fuerza (F4) sobre el dispositivo, que se corresponde con
la carga máxima del vehículo, habiéndose reducido la carrera
disponible del émbolo (3) hasta una distancia (L4). En esta
situación, la fuerza (F4) queda equilibrada por la resistencia
ejercida por el fluido hidráulico, consistente, como ya se ha
indicado, en el producto la presión del fluido hidráulico por el
área efectiva del segundo émbolo. Como ya se ha indicado, el
aumento de la presión del fluido hidráulico corresponde con la
variación de volumen de la cámara de gas, la cual viene a su vez
determinada en esta situación por el volumen de fluido desalojado
por el segundo émbolo en su recorrido descendente.
La figura 6 es un gráfico en el que se ha
representado en línea continua la relación entre los diferentes
valores de carga (F1), (F2), (F3), (F4) y los recorridos (L0),
(L1), (L2), (L3) y (L4) que se han mostrado en las figuras 1 a 5.
Asimismo se ha representado la resistencia ejercida por el gas
comprimido (en línea discontinua) y por el muelle (en línea de
trazos y puntos) en función del recorrido. En la figura se observa
cómo se ha elegido el muelle (24) de tal manera que la suma de las
resistencias ejercidas por el muelle (24) y por el gas a través del
fluido hidráulico al final del recorrido de introducción del primer
émbolo (2) en el segundo émbolo (3) iguale a la resistencia
ejercida por el gas a través del fluido al inicio del recorrido de
introducción del segundo émbolo (3) en el cilindro (1), eliminando
los aumentos bruscos de resistencia de los dispositivos hasta
ahora conocidos. Asimismo se ha representado una situación con una
carga (Fm), pudiéndose apreciar las ventajas de la presente
invención sobre otros dispositivos oleoneumáticos conocidos que no
disponen de los medios elásticos adicionales (24): una mayor
capacidad de carga para un dispositivo de las mismas dimensiones,
que presenta un endurecimiento progresivo de la suspensión para
media carga, reduciendo e incluso eliminando, además, los efectos
del incremento brusco de resistencia que se produce en el momento
de la activación del segundo émbolo telescópico.
Son posibles numerosas variantes al ejemplo
mostrado en las figuras. Por ejemplo, el muelle helicoidal (24)
podría ser sustituido por otros medios elásticos que ejerciesen
similar función, como por ejemplo un muelle de característica
progresiva. También es posible, por ejemplo, ejecutar en un mismo
cuerpo el cilindro y la cámara de gas, de manera similar a la
citada Patente española nº 200201766.
En general, todo lo que no afecte, altere o
modifique el contenido del dispositivo aquí descrito deberá ser
considerado como contenido dentro de la presente invención.
Claims (11)
1. Dispositivo oleoneumático de suspensión que
comprende
- un conjunto hidráulico que presenta un
cilindro en cuyo interior pueden deslizar, al menos, un primer y un
segundo émbolos telescópicos, de tal manera que el primer émbolo es
susceptible de introducirse en el segundo émbolo, definiéndose una
carrera de introducción para cada uno de los émbolos;
- medios elásticos de presurización de un fluido
hidráulico contenido en el cilindro por efecto de un gas
comprimido, que actúan durante la totalidad de los recorridos de
introducción;
- medios de control del flujo de fluido
hidráulico provocado por el movimiento de introducción de al menos
uno de los citados émbolos telescópicos;
caracterizado porque presenta medios
elásticos adicionales que ejercen una resistencia al movimiento de
introducción del citado primer émbolo al menos entre dos puntos del
recorrido de introducción del primer émbolo, adicionándose la
citada resistencia a la acción ejercida a través del citado fluido
hidráulico por los citados medios elásticos de presurización del
mismo.
2. Dispositivo oleoneumático de suspensión,
según la reivindicación 1, caracterizado porque los citados
medios elásticos adicionales se eligen de manera tal que la
resistencia ofrecida por el dispositivo al final del movimiento de
introducción del primer émbolo en el segundo émbolo iguale a la
resistencia ejercida por el dispositivo al inicio del recorrido de
introducción del segundo cilindro.
3. Dispositivo oleoneumático de suspensión,
según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque dichos
medios elásticos adicionales se encuentran en el interior del
conjunto de cilindro y émbolos telescópicos.
4. Dispositivo oleoneumático de suspensión,
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado porque los citados medios elásticos
adicionales se encuentran fijados al interior del segundo
émbolo.
5. Dispositivo oleoneumático de suspensión,
según la reivindicación 4, caracterizado porque la fijación
de los medios elásticos adicionales se realiza mediante una pieza
que presenta unos agujeros que permiten el paso del fluido
hidráulico desplazado por el primer émbolo telescópico.
6. Dispositivo oleoneumático de suspensión,
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5,
caracterizado porque dichos medios elásticos adicionales
presentan una constante elástica lineal.
7. Dispositivo oleoneumático de suspensión,
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5,
caracterizado porque dichos medios elásticos presentan una
característica elástica progresiva.
8. Dispositivo oleoneumático de suspensión
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7,
caracterizado porque los medios elásticos adicionales son
susceptibles de empezar a ejercer una resistencia al movimiento de
introducción del primer émbolo a partir de una punto intermedio
recorrido de introducción del primer émbolo.
9. Dispositivo oleoneumático de suspensión,
según la reivindicación 8 en dependencia de la reivindicación 3,
caracterizado porque los medios elásticos adicionales son
comprimidos por el primer émbolo durante su recorrido de
introducción.
10. Dispositivo oleoneumático de suspensión,
según la reivindicación 9, caracterizado porque el muelle es
comprimido por el estrechamiento de un orificio existente en el
primer émbolo.
11. Dispositivo oleoneumático de suspensión,
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10
caracterizado porque los citados medios comprenden un
muelle.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200402580A ES2222113B1 (es) | 2004-10-27 | 2004-10-27 | Dispositivo oleoneumatico de suspension. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200402580A ES2222113B1 (es) | 2004-10-27 | 2004-10-27 | Dispositivo oleoneumatico de suspension. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2222113A1 ES2222113A1 (es) | 2005-01-16 |
| ES2222113B1 true ES2222113B1 (es) | 2005-12-01 |
Family
ID=34507995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200402580A Active ES2222113B1 (es) | 2004-10-27 | 2004-10-27 | Dispositivo oleoneumatico de suspension. |
Country Status (1)
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|---|---|
| ES (1) | ES2222113B1 (es) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2004
- 2004-10-27 ES ES200402580A patent/ES2222113B1/es active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2222113A1 (es) | 2005-01-16 |
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|---|---|---|---|
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Ref document number: 2222113B1 Country of ref document: ES |