ES2228851T3 - Cojinete de goma con comportamiento amortiguador escalonado. - Google Patents
Cojinete de goma con comportamiento amortiguador escalonado.Info
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Abstract
Cojinete de goma con comportamiento amortiguador escalonado, que se compone sustancialmente de una pieza (1) interior preferentemente cilíndrica o aproximadamente cilíndrica, de un manguito (2) exterior tubular, dispuesto coaxialmente en torno a la pieza (1) interior, así como de un casco (3) de presión compuesto de un elastómero y dispuesto fijo entre la pieza (1) interior y el manguito (2) exterior, con cámaras (4, 4¿, 5, 5¿) para alojar un medio amortiguador, estando dividido el casco (3) de presión en dirección radial en al menos dos zonas (7, 8) de amortiguación con diferentes propiedades de amortiguación, cerradas en sí mismas y de ajuste independiente en cuanto a su comportamiento amortiguador, por medio de al menos un manguito (6) intermedio metálico dispuesto coaxialmente con la pieza (1) interior y el manguito (2) exterior, caracterizado porque dentro de ambas zonas (7, 8) de amortiguación del casco (3) de presión hay previstas cámaras (4, 4¿, 5, 5¿) para un medio amortiguador,estando unidas entre sí las cámaras (4, 4¿) de una zona (7) de amortiguación y las cámaras (5, 5¿) de la otra zona (8) de amortiguación respectivamente por medio de un canal conductor de líquido.
Description
Cojinete de goma con comportamiento amortiguador
escalonado.
La invención se refiere a un cojinete de goma con
comportamiento amortiguador escalonado, que se compone
sustancialmente en la forma de por sí conocida de una pieza interior
preferentemente cilíndrica o aproximadamente cilíndrica, de un
manguito exterior tubular, dispuesto coaxialmente en torno a la
pieza interior, así como de un casco de presión, con cámaras para un
medio amortiguador, insertado fijamente entre la pieza interior y el
manguito exterior.
En correspondencia con sus múltiples
aplicaciones, los cojinetes de goma deben presentar las propiedades
más diversas en relación con su comportamiento amortiguador, siendo
solicitados además con distinta intensidad por las fuerzas que
absorben. Por ello, se optimizan en su comportamiento amortiguador
para la finalidad de uso correspondiente mediante una configuración
adecuada de su geometría y/o mediante la elección del elastómero
del que se compone el casco de presión. Sin embargo es deseable
alcanzar en la fabricación una cierta flexibilidad en la puesta a
disposición de cojinetes con propiedades diferentes. Asimismo, los
cojinetes están sometidos con frecuencia en su uso práctico a
condiciones dinámicamente muy cambiantes en relación con las fuerzas
que actúan sobre ellos. Por eso se conoce la configuración de los
cojinetes, desde el punto de vista constructivo, de forma tal que,
durante la fabricación, se puedan adaptar fácilmente a la finalidad
de uso prevista o que presenten, en relación con su comportamiento
amortiguador dinámico, una cierta flexibilidad.
Una configuración de un cojinete de goma que debe
permitir adaptar de forma sencilla sus propiedades elásticas a
diferentes requisitos durante la fabricación, ya seconoce por el
documento DE-3909609-A1. En este
documento se describe un cojinete de goma en el que, paralelamente
al primer casco de presión o cuerpo elástico, se prevé un segundo
cuerpo elástico, que está dispuesto a una distancia radial del
primer cuerpo elástico en el espacio entre la pieza interior y el
manguito exterior. Aquí, el segundo cuerpo elástico está
configurado en forma de elemento elastómero, de dos piezas, previsto
en ambas caras frontales del cojinete. La solución según el
documento no prevé una amortiguación del cojinete ayudada por un
medio amortiguador líquido. Asimismo, este cojinete sólo es adecuado
hasta cierto punto para el uso en la amortiguación de vibraciones
con amplitudes o frecuencias en diferentes intervalos
característicos.
Por el documento DE-4222486A1 se
conoce un cojinete de goma de amortiguación hidráulica, que genera
una amortiguación de vibraciones en dos intervalos característicos
diferentes. Para ello, en el elemento elástico o casco de presión,
hay configuradas varias cámaras rellenas de un líquido
amortiguador. Según esta solución, dos cámaras exteriores, unidas
entre sí por un canal conductor de líquido, rodean una cámara
dispuesta más radialmente en el interior. Las cámaras están
limitadas en su sucesión axial recíproca mediante paredes
expansivas de goma elástica. Según este documento, por medio de la
cámara interior se logra un buen aislamiento de vibraciones de alta
frecuencia. La parte exterior del elemento elástico actúa así
particularmente amortiguando las vibraciones, el interior, en
cambio, aislando las vibraciones. Un inconveniente es el coste de
fabricación relativamente elevado de un cojinete como éste. Ello se
refiere especialmente a un montaje estanco a líquidos de ambas
piezas vulcanizadas.
Por el documento
FR-A-2701299 se conoce además un
cojinete de goma con un comportamiento amortiguador escalonado, que
sustancialmente se compone de una pieza interior cilíndrica, de un
manguito exterior tubular dispuesto coaxialmente en torno a la
pieza interior, así como de un casco de presión compuesto por
elastómero, con cámaras para el alojamiento de un medio
amortiguador, insertado fijamente entre la pieza interior y el
manguito exterior. Aquí, el casco de presión está dividido en
dirección radial en dos zonas de amortiguación, cerradas en sí
mismas y de ajuste independiente en cuanto a su comportamiento
amortiguador, por medio de un manguito intermedio metálico dispuesto
coaxialmente con la pieza interior y el manguito exterior. Un
inconveniente de este cojinete es asimismo la posibilidad limitada
de uso de este cojinete para la amortiguación de vibraciones con
amplitudes o frecuencias en diferentes intervalos
característicos.
El objetivo de la presente invención es crear un
cojinete de goma que posea una estructura sencilla y amortigüe de
forma eficaz por medio de su comportamiento amortiguador escalonado
fuerzas aplicadas en diferentes intervalos característicos,
evitando los inconvenientes del estado de la técnica.
El objetivo se logra mediante un cojinete con las
características de la reivindicación principal. Las reivindicaciones
subordinadas indican configuraciones o variantes ventajosas del
cojinete según la invención.
El cojinete según la solución propuesta se
compone sustancialmente de la forma de por sí conocida de una pieza
interior preferentemente de forma cilíndrica o aproximadamente
cilíndrica, de un manguito exterior tubular, dispuesto coaxialmente
en torno a la pieza interior, así como de un casco de presión de
elastómero, con cámaras para el alojamiento de un medio
amortiguador, insertado fijamente entre las piezas antes citadas.
El casco de presión está dividido en dirección radial en varias
zonas de amortiguación, cerradas en sí mismas y de ajuste
independiente en cuanto a su comportamiento amortiguador, por medio
de al menos un manguito intermedio dispuesto coaxialmente con la
pieza interior y el manguito exterior. Dentro de ambas zonas de
amortiguación en relación con la dirección radial del casco de
presión hay previstas cámaras para un medio amortiguador. Sin
embargo, para la realización de un total cerramiento de las zonas de
amortiguación, es decir, un comportamiento amortiguador que no se
influye recíprocamente, sólo existe entre las cámaras de una zona
de amortiguación una unión conductora de líquido en forma de canal.
Entre las diferentes zonas de amortiguación no es posible un
intercambio del medio amortiguador por medio del manguito
intermedio insertado.
De acuerdo con una posible configuración que, por
ejemplo, se puede usar ventajosamente para el alojamiento del brazo
transversal articulado de un vehículo, la zona de amortiguación
interior presenta frente a la zona de amortiguación exterior una
característica más blanda. Sin embargo, para finalidades especiales
para reducir la solicitación del cojinete, también se puede pensar
en una concepción contraria. Aparte de la elección de diferentes
elastómeros para la realización de las zonas de amortiguación, su
diferente comportamiento amortiguador también se puede lograr
mediante el uso de medios amortiguadores de diversos tipos, de
distinta viscosidad, para el relleno de sus cámaras.
En una forma de realización especial del cojinete
de goma, también pensada para finalidades de uso especiales, al
menos una zona de amortiguación o ambas zonas de amortiguación
presentan, en relación con fuerzas aplicadas desde diferentes
direcciones radiales, un comportamiento característico distinto.
Esto se puede lograr en función del comportamiento amortiguador
básicamente deseado por medio de una conformación apropiada de la
pieza interior o del casco de presión elástico.
Según otra configuración del cojinete según la
invención, las zonas de amortiguación presentan diferentes
longitudes axiales mediante un dimensionado correspondiente del
elastómero así como del manguito o manguitos intermedio/s o
separador/es. En un cojinete con dos escalas de amortiguación, la
escala exterior de amortiguación es preferentemente más corta en
cuanto a su expansión axial que la interior.
El cojinete según la invención permite, a pesar
de su estructura relativamente sencilla y el montaje sencillo
resultante, un escalonamiento eficaz del comportamiento
amortiguador. Con una característica más blanda hacia el medio,
primero se amortiguan de forma eficaz las cargas por choques o
vibraciones con frecuencia elevada y amplitud pequeña mediante la
zona de amortiguación interior del cojinete. Si las fuerzas
producidas aumentan, o sea que se incrementa su amplitud, la zona
interior topa. Sin la existencia de una segunda escala de
amortiguación, la amortiguación se realizaría ahora exclusivamente
mediante el elastómero. Por un lado, ya no se produciría una
amortiguación tan eficaz y, por otro, el casco de presión sufriría
una enorme solicitación. No obstante, por medio de la configuración
del cojinete según la invención, al topar la zona de amortiguación
interior se activa la zona de amortiguación exterior, ajustada con
el intervalo característico más duro. Debido a la separación total
de ambas zonas de amortiguación, éstas pueden presentar unas
variaciones muy grandes en cuanto a sus rigideces y pueden ser
ajustadas de forma independiente a unas frecuencias
especificadas.
especificadas.
A continuación se explica con más detalle la
invención con la ayuda de un ejemplo de realización. El dibujo
pertinente muestra:
Fig. 1: el cojinete según la invención reflejado
en una representación en sección axial.
Figs. 2a-2c: los componentes del
cojinete según la figura 1 antes del montaje en una representación
del cojinete ampliada axialmente.
La figura 1 muestra el cojinete según la
invención en una representación en sección axial. Conforme a la
estructura básica de cojinetes de goma, el cojinete presenta una
pieza 1 interior, generalmente metálica. En función de la finalidad
de uso, ésta puede extenderse de forma concéntrica o, tal como se
muestra en el ejemplo reflejado, excéntrica en torno al orificio 9
del alojamiento de cojinete. La pieza 1 interior está rodeada
coaxialmente por un manguito 2 exterior tubular, también
generalmente metálico. Entre la pieza 1 interior y el manguito 2
exterior está insertado fijamente el casco 3 de presión con cámaras
4, 4', 5, 5' para el alojamiento de un medio amortiguador. Para la
obtención del comportamiento amortiguador escalonado, el casco 3 de
presión elastómero, a diferencia del estado de la técnica, está
dividido en dos zonas 7, 8 de amortiguación, cerradas,
independientes entre sí, por medio de un manguito 6 intermedio
insertado en aquél.
Las figuras 2a-2c vuelve a
exponer claramente esta estructura por medio de una representación
del cojinete ampliada en dirección axial. Aquí se pueden reconocer
muy bien cada uno de los componentes A, B, C y la secuencia de las
etapas de fabricación que resulta en la fabricación del cojinete.
Primero se unen por medio de vulcanización la pieza 1 interior y el
elastómero, que más tarde formará la zona 7 de amortiguación
interior, por medio de la configuración de las cámaras 4, 4'
previstas para el alojamiento de un medio amortiguador, rodeándose
este componente A interior además con una jaula 10 durante la
vulcanización, particularmente con vistas al posterior montaje. En
función de la configuración constructiva, posteriormente se puede
insertar sobre el componente A un clip de plástico generalmente en
el centro axial, que sirve para la realización de superficies de
tope de conformación especial y/o como portador de canal para un
canal -no representado aquí- que conecta las cámaras 4, 4'.
El componente B se obtiene uniendo asimismo el
manguito 6 intermedio, que posteriormente servirá para separar las
zonas 7, 8 de amortiguación, con el elastómero que forma la zona 8
de amortiguación, asimismo formando las cámaras 5, 5'
correspondientes. El componente B también se rodea con una jaula 11.
En función de la configuración constructiva, posteriormente se puede
insertar sobre el componente B un clip de plástico generalmente en
el centro axial, que sirve para la realización de superficies de
tope de conformación especial y/o como portador de canal para un
canal -no representado aquí- que conecta las cámaras 5, 5'.
El componente C se forma exclusivamente por medio
del manguito 2 exterior que rodea todo el cojinete. El montaje
sencillo del cojinete se realiza presionando los componentes A, B,
C uno contra el otro, rellenándose los componentes A y B
previamente con el medio amortiguador. El ajuste diferente de las
zonas 7, 8 de amortiguación se puede lograr aquí ventajosamente
usando medios amortiguadores de distinta viscosidad para el relleno
de la cámara 4, 4' ó 5, 5'. Un movimiento del medio amortiguador
sólo es posible en cada caso entre las cámaras 4, 4' ó 5, 5' dentro
de una zona 7 u 8 de amortiguación.
Si sobre el cojinete montado actúa una fuerza
radial, con un ajuste más blando de la zona 7 de amortiguación
interior, ésta es amortiguada exclusivamente hasta una cierta
amplitud máxima por esta zona. Sólo en el caso de choques más
fuertes como los que se producen, por ejemplo, en el caso del uso
de un cojinete en un brazo transversal articulado de un vehículo al
frenar, el casco 3 de presión topará en la pieza 1 interior en la
zona 7 de amortiguación interior. En este momento actúa el efecto
de amortiguación de la zona de amortiguación exterior ajustada a
una característica más dura.
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
1 \+ \; Pieza interior\cr 2 \+ \; Manguito
exterior\cr 3 \+ \; Casco de presión, elastómero\cr 4,
4' \+ Cámara\cr 5, 5' \+ Cámara\cr 6 \+ Manguito intermedio,
manguito separador\cr 7 \+ Zona de amortiguación\cr 8 \+
\; Zona de amortiguación\cr 9 \+ \; Orificio
de alojamiento de cojinete\cr 10 \+ \; Jaula\cr 11 \+
\;
Jaula\cr}
Claims (5)
1. Cojinete de goma con comportamiento
amortiguador escalonado, que se compone sustancialmente de una pieza
(1) interior preferentemente cilíndrica o aproximadamente
cilíndrica, de un manguito (2) exterior tubular, dispuesto
coaxialmente en torno a la pieza (1) interior, así como de un casco
(3) de presión compuesto de un elastómero y dispuesto fijo entre la
pieza (1) interior y el manguito (2) exterior, con cámaras (4, 4',
5, 5') para alojar un medio amortiguador, estando dividido el casco
(3) de presión en dirección radial en al menos dos zonas (7, 8) de
amortiguación con diferentes propiedades de amortiguación, cerradas
en sí mismas y de ajuste independiente en cuanto a su
comportamiento amortiguador, por medio de al menos un manguito (6)
intermedio metálico dispuesto coaxialmente con la pieza (1)
interior y el manguito (2) exterior, caracterizado porque
dentro de ambas zonas (7, 8) de amortiguación del casco (3) de
presión hay previstas cámaras (4, 4', 5, 5') para un medio
amortiguador, estando unidas entre sí las cámaras (4, 4') de una
zona (7) de amortiguación y las cámaras (5, 5') de la otra zona (8)
de amortiguación respectivamente por medio de un canal conductor de
líquido.
2. Cojinete de goma según la reivindicación 1,
caracterizado porque la zona (7) de amortiguación interior
presenta frente a la zona (8) de amortiguación exterior una
característica más blanda.
3. Cojinete de goma según una de las
reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque las cámaras (4,
4', 5, 5') de ambas zonas (7, 8) de amortiguación están rellenas de
medios amortiguadores de diferente viscosidad.
4. Cojinete de goma según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque una zona de
amortiguación o ambas zonas (7, 8) de amortiguación presentan un
comportamiento característico distinto en relación con fuerzas
aplicadas desde diferentes direcciones radiales.
5. Cojinete de goma según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque las zonas (7, 8)
poseen diferentes longitudes axiales, presentando preferentemente la
zona (8) de amortiguación exterior, adyacente al manguito (2)
exterior, la longitud axial más corta.
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