ES2233800T3 - Embolo con nervios de apoyo para una disposicion de embolo-cilindro, en particular para un embolo de amortiguador. - Google Patents
Embolo con nervios de apoyo para una disposicion de embolo-cilindro, en particular para un embolo de amortiguador.Info
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Abstract
Embolo para una disposición de émbolo-cilindro, en particular para un émbolo de amortiguador, provisto de un cuerpo de émbolo (6), que en su superficie periférica, en las dos zonas que delimitan cada uno de los extremos del émbolo, está provisto de un nervio periférico (12) en todo su contorno, que sobresale de la superficie periférica, con el que conectan en el sentido del otro extremo del émbolo, unos nervios de apoyo (10) que discurren longitudinalmente, extendiéndose dispuestos paralelos unos al lado de los otros separados entre sí, delimitando cada dos nervios de apoyo (10) contiguos una escotadura (11) en forma de ranura, y con una junta (9) en forma de manguito, de un material para juntas termomoldeable, que está moldeado sobre el cuerpo del émbolo (6) de tal manera, que tanto los nervios periféricos (12) como los nervios de apoyo (10), por lo menos en una parte de su altura, están moldeados dentro del material de la junta (9) en forma de manguito, caracterizado porque el émbolo (6),en un plano de corte transversal al eje, está subdividido en dos elementos parciales (6.1, 6.2) que están acoplados y unidos fijos entre sí, presentando por lo menos un elemento parcial (6.1, 6.2) un nervio periférico.
Description
Émbolo con nervios de apoyo para una disposición
de émbolo-cilindro, en particular para un émbolo de
amortiguador.
El documento
EP-A-0 658 611 da a conocer un
émbolo para amortiguador que presenta un cuerpo de émbolo, que sobre
su superficie periférica está provisto de un nervio en todo su
contorno con el que conectan una pluralidad de nervios que
discurren en dirección axial a un lado del nervio en todo su
contorno. Sobre dicho cuerpo, y por el procedimiento de moldeo por
inyección se ha inyectado un material sintético termoplástico para
juntas, con lo cual, particularmente los nervios que se extienden
en dirección axial, con sus ranuras situadas entre ellos,
rellenadas con el material para juntas, sirven para el anclaje
fiable del material para juntas y para el guiado del émbolo. La
junta sobremoldeada mediante moldeo por inyección hace posible unas
tolerancias estrechas, para evitar el llamado
"blow-by" (fuga del fluido por holgura entre
émbolo y cilindro) y originar de este modo una estanqueidad fiable
de los recintos del cilindro recíprocamente asignados. El
procedimiento para la fabricación de juntas de dicho tipo moldeadas
por inyección es relativamente costoso.
El documento
US-A-3 212 411 da a conocer una
disposición de émbolo y cilindro, cuyo cuerpo de émbolo presenta en
su superficie periférica en todo su contorno un gran número de
ranuras. Para el sobremoldeo de la junta está prevista una prepieza
en bruto de PTFE (politetrafluoretileno) en forma de vaso, que
primeramente se superpone suelta sobre el cuerpo del émbolo. A
continuación, en primer lugar, el cuerpo del émbolo así preparado
se introduce a presión en un cilindro de conformado y calibrado,
fuertemente calentado, con lo cual bajo la influencia del calor el
material de PTFE entra a presión en las ranuras situadas en la
superficie periférica del cuerpo del émbolo. A continuación, el
cuerpo del émbolo provisto de la junta depositada a presión sobre
él, se enfría dentro de un cilindro refrigerador configurado de
forma adecuada. Las ranuras están completamente rellenadas con el
material para juntas, para obtener de este modo una unión fija en
arrastre de forma de la junta con la superficie periférica del
cuerpo del émbolo. Para la aplicación como émbolo de amortiguador
hay que retirar aún, a continuación, la superficie del fondo de la
preforma que recubre un lado la superficie frontal del cuerpo del
émbolo.
El documento
EP-A-682 190 da a conocer un émbolo
de amortiguador, que en su fabricación sólo se diferencia
esencialmente del procedimiento anteriormente descrito, en que para
la aportación de la junta, en lugar de una preforma en forma de
vaso se utiliza una arandela circular troquelada. Esta arandela
circular se coloca sobre un extremo del cuerpo del émbolo. El cuerpo
del émbolo preparado de este modo se introduce nuevamente a la
presión en un cilindro de conformado y calibrado, doblándose el
borde de la arandela de tal modo que queda aplicado en forma de
banda que abraza el émbolo y, a continuación, y bajo la influencia
de calor se la introduce a presión en las ranuras que discurren en
la dirección periférica del cuerpo del émbolo. Seguidamente el
émbolo provisto de su junta introducido a presión se conduce a
través de un tubo de refrigeración. De este modo el material para
juntas llena prácticamente por completo las ranuras, de tal modo
que la junta queda unida fija en arrastre de forma con la
superficie periférica del cuerpo del émbolo.
Los dos procedimientos descritos anteriormente
presentan el inconveniente, de que para el conformado y la
introducción a presión del material para juntas dentro de las
ranuras situadas en la superficie periférica del cuerpo del émbolo
son necesarias unas presiones de moldeo considerables, y el material
que formará la junta se someterá a fuertes conformaciones, lo que
influye desfavorablemente sobre la estructura del material para
juntas.
El documento DE-198 47 342A, más
cercano al nivel actual de la técnica, da a conocer un émbolo para
una disposición de émbolo-cilindro, en particular
para un émbolo de amortiguador, provisto de un cuerpo de émbolo,
que en su superficie periférica, en una zona que delimita un
extremo del émbolo, está provisto de por lo menos un nervio en todo
su contorno que sobresale de la superficie periférica, con el que
conectan unos nervios de apoyo que discurren longitudinalmente
extendiéndose en el sentido del otro extremo del émbolo, dispuestos
paralelos unos al lado de otros separados entre sí, delimitando cada
dos nervios de apoyo contiguos una escotadura en forma de ranura,
que en sus extremos opuestos al nervio periférico están abiertas en
dirección longitudinal, y provistas también de una junta en forma
de manguito, de un material para junta termomoldeable, que está
conformado sobre el cuerpo del émbolo de tal modo que tanto el
nervio periférico como también los nervios de apoyo, por lo menos en
una parte de su altura están moldeados dentro del material de la
junta.
Esta solución ya conocida anteriormente ha puesto
de manifiesto que para una buena estanqueidad entre la junta en
forma de manguito del émbolo por una parte y la pared interior del
cilindro por otra parte, no resulta necesario que la junta descanse
sobre la altura total del cuerpo del émbolo. Es suficiente que el
manguito se apoye fijo en sentido periférico sobre el nervio
periférico relativamente estrecho. Además, sorprendentemente se ha
puesto de manifiesto, que para una unión impecable y fiable entre
la junta y el cuerpo del émbolo no resulta necesario que las
escotaduras en forma de ranura entre los nervios de apoyo que
discurren longitudinalmente estén completamente rellenadas con el
material para juntas, como ya dio a conocer el documento
EP-A-0 685 611.
Para émbolos de amortiguadores en los que la
junta en forma de manguito se sobremoldea en la forma descrita en el
documento EP-A-682 190, se ha puesto
además de manifiesto que es suficiente cuando aparte del nervio
periférico, también los nervios de apoyo que discurren
longitudinalmente sólo se moldean en una parte de su altura dentro
del material de la junta. Por una parte, se consigue así una unión
en arrastre impecable de forma entre la junta en forma de manguito
y el cuerpo del émbolo, y ciertamente tanto en dirección
longitudinal como también en dirección periférica y, por otra
parte, también se consigue un conformado solamente moderado del
material de junta, de tal modo que no solamente hay que aplicar
fuerzas de presión reducidas, sino que también en el conformado
tiene lugar un flujo de material en una medida considerablemente
reducida y con ello se evita prácticamente una influencia
perjudicial sobre la estructura del material. Incluso en el caso de
un conformado de la arandela circular en una medida tal que las
escotaduras en forma de ranura queden rellenadas por completo,
debido al movimiento del cuerpo del émbolo que tiene lugar en la
prolongación de la escotadura se origina un conformado del material
para juntas en dirección transversal y con ello un "flujo de
material" favorable, de tal modo que incluso en el caso de dicho
conformado se evita una influencia perjudicial sobre la estructura
del material. Como que debido al empotramiento sólo parcial de los
nervios de apoyo en el material para juntas, las escotaduras en
forma de ranura situadas entre ellos no se llenan del todo, queda
un espacio libre suficiente, en el que en caso de dilataciones a
causa de aumentos de temperatura, puede escaparse el material para
juntas, sin embargo el émbolo va impecablemente guiado por los
nervios de apoyo que discurren longitudinalmente. Al mismo tiempo
es conveniente que los nervios longitudinales se extiendan hasta el
extremo del cuerpo del émbolo.
La presente invención se plantea el objetivo de
crear un émbolo mejorado, particularmente un émbolo para
amortiguador.
De acuerdo con la presente invención dicho
objetivo se consigue mediante un émbolo con las características
según la reivindicación 1.
En la siguiente descripción de ejemplos de
realización y en las reivindicaciones dependientes se especifican
otras configuraciones de la presente invención.
La presente invención se explica más
detalladamente basándose en dibujos esquemáticos de un ejemplo de
realización. En los dibujos, las figuras ilustran:
la Fig. 1 un corte parcial en dirección axial a
través de una disposición de émbolo-cilindro para un
amortiguador,
la Fig. 2 una vista lateral, parcialmente
cortada, de un émbolo para un amortiguador en una primera forma de
realización,
la Fig. 3 un corte horizontal a través de un
émbolo, según la línea III-III de la figura 2, sin
manguito,
la Fig. 4 un corte parcial según la línea
IV-IV de la figura 3,
la Fig. 5 una vista lateral, parcialmente
cortada, de un émbolo en una segunda forma de realización,
la Fig. 6 un corte horizontal a través del émbolo
según la línea VI-VI de la figura 5,
la Fig. 7 una forma de realización con un nervio
periférico en forma de un aro superpuesto.
La figura 1 ilustra como esquema funcional una
vista cortada axialmente a través de un amortiguador que une entre
sí dos partes movibles una con respecto a la otra, por ejemplo un
eje de un vehículo y un bastidor de un vehículo. El amortiguador
presenta una parte de cilindro 1, que está unida con una de las dos
partes movibles una con respecto a la otra. Dentro del cilindro 1 va
guiado un émbolo 2, que está fijado a un vástago del émbolo 3, que
con su extremo libre está fijado a la otra parte de las dos partes
movibles una con respecto a la otra. Al mismo tiempo, el cilindro 1
está cerrado por ambos lados y llenado con un líquido hidráulico,
de tal modo que la disposición émbolo-cilindro está
configurada como de doble efecto, y separando el émbolo dos recintos
del cilindro 4, 5 entre sí.
El cuerpo de émbolo 6 del émbolo 2 presenta
varios canales pasantes 7, 8 que discurren uno al lado de otro. Cada
uno de los canales pasantes 7, 8 están cubiertos en su punto de
salida, cuya función está todavía por explicar, por una válvula
estranguladora 7.1 u 8.1, respectivamente. La disposición se ha
establecido a este respecto, de modo que se han previsto, dispuestos
alternativamente alrededor del eje del cilindro, varios canales
pasantes 7 y varios canales pasantes 8.
La superficie periférica del émbolo 2 está
provista de una junta 9 en forma de manguito, que obtura el recinto
del cilindro 4 frente al recinto del cilindro 5. Al moverse el
émbolo 2 hacia el interior del recinto del cilindro 4, el líquido
resultará comprimido a través de los canales pasantes 7 contra la
fuerza de retorno de la válvula estranguladora 7.1. Al mismo
tiempo, las aberturas pasantes 8 se mantendrán cerradas debido a la
presión existente en el recinto del líquido 4 que carga sobre las
válvulas estranguladoras 8.1. En caso de un movimiento en sentido
inverso las válvulas estranguladoras 7.1 cerrarán los canales
pasantes 7, mientras que el líquido puede refluir a través de los
canales pasantes 8 a partir del recinto del cilindro 5 al recinto
del cilindro 4.
En la figura 2 está reproducida una vista lateral
de una realización según la presente invención del émbolo 2
representado en la figura 1 sin la disposición de las válvulas
estranguladoras 7.1 y 8.1. La vista superior según la figura 3
ilustra el émbolo 2 sin la junta 9, para mostrar la estructura de la
superficie periférica del émbolo. La representación en vista
parcialmente cortada en la figura 2 ilustra el émbolo provisto de
la junta 9.
El cuerpo del émbolo 6 está provisto en su
superficie periférica de un gran número de nervios de apoyo 10 que
discurren longitudinalmente, y que en cada caso delimitan unas
correspondientes escotaduras 11 en forma de ranura. En el ejemplo
de realización representado en la presente memoria las escotaduras
11 en forma de ranura están dispuestas de tal forma, que se
extienden a partir de una de las caras frontales, a la que está
asignado un primer nervio periférico 12, por ejemplo a partir de la
cara frontal 5.1 del cuerpo del émbolo 6, hasta un segundo nervio
periférico 12.1, que en el otro extremo del cuerpo del émbolo 6, en
la zona lindante cerca o junto a la cara frontal 4.1, discurre en
sentido periférico y delimita las escotaduras 11 en forma de
ranura, en dicho extremo del émbolo. Los nervios periféricos 12 y
los nervios de apoyo 10 que discurren longitudinalmente, que juntos
constituyen la superficie exterior del cuerpo del émbolo 6 se
disponen al mismo nivel. Para una mejor representación, esta
superficie exterior está provista de un rayado. Los nervios de apoyo
10, y en correspondencia las ranuras 11, pueden discurrir paralelos
al eje, tal como está representado, o estar alineados con un cierto
ángulo respecto al eje de movimiento del émbolo 2.
La junta 9 en forma de manguito dispuesta sobre
la periferia del cuerpo del émbolo 6 es de un material sintético
termomoldeable, preferentemente de PTFE. En el ejemplo de
realización representado en este caso, la junta 9 en forma de
manguito se ha moldeado sobre el cuerpo del émbolo 6 mediante
conformado en caliente.
En el conformado en caliente del material para
juntas, que puede consistir en una arandela circular
preconfeccionada o en una pieza tubular preconfeccionada, los
nervios de apoyo 10 y los nervios periféricos 12 se moldean dentro
del material de la junta 9 en forma de manguito, solamente en una
parte de su altura, de tal modo que entre el material de la junta 9
y el fondo de las escotaduras 11 en forma de ranura queda todavía
un cierto espacio libre, lo que permite que al moldear la junta 9
el material para juntas pueda entrar libremente y sin requerir ser
forzado en la ranura 11. Al mismo tiempo, en dicho procedimiento de
conformado se calibra la superficie exterior cilíndrica 13 de la
junta 9, de modo que se pueden mantener las tolerancias deseadas
respecto al diámetro interior del cilindro 1. Ya que, en
particular, al utilizar una disposición
émbolo-cilindro de este tipo como amortiguador se
produce un calentamiento del sistema durante el servicio completo,
dicho espacio libre que queda en la base de la ranura permite
también dentro de ciertos límites una dilatación del material para
juntas hacia el interior de la ranura, de modo que se reduce el
desgaste de la junta en la superficie periférica cilíndrica de la
junta 9 lindante con los bordes. El émbolo 2 está apoyado en el
conjunto de su altura, de modo que prácticamente no puede bascular.
La junta 9 se apoya en cada caso en los extremos de las ranuras de
la cara interior del nervio periférico 12 correspondiente.
En la figura 3 está representado el émbolo 2,
estando la junta 9 retirada, en un corte horizontal según la línea
III-III de la figura 2, de modo que es perceptible
la estructura de los nervios de apoyo 10 y de las ranuras 11.
Las figuras 2 y 3 así como la representación del
émbolo 2 en un corte longitudinal parcial según la figura 4
permiten apreciar que la junta 9 en forma de manguito está moldeada
de tal forma sobre el cuerpo del émbolo 6, que tanto los nervios
periféricos 12 como también los nervios de apoyo 10 que discurren
longitudinalmente, únicamente se encuentran moldeados dentro del
material para juntas en una parte de su altura, de modo que en cada
caso, en las escotaduras 11 en forma de ranura, entre la superficie
interior de la junta 9 en forma de manguito y el fondo de las
escotaduras 11 en forma de ranura, queda un espacio libre reducido
(lado derecho de la figura 2). Sin embargo, los nervios de apoyo 10
que discurren en sentido longitudinal están cubiertos de manera
continua por la junta 9 en forma de manguito con el mismo espesor
que los nervios periféricos 12. Los bordes alzados 9.1 ó 9.2 de la
junta 9, libres respecto al cuerpo del émbolo 6, hacen que en caso
de impulsión por presión de la junta 9, éstos se ensanchen
sensiblemente y mejoren la estanqueidad entre el émbolo y la pared
del cilindro. Según las exigencias del servicio puede ser
suficiente prever un único borde libre de la junta 9.
Para la fabricación económica de una disposición
ranura-nervio de dicho tipo, que en sus extremos
está delimitada por los nervios periféricos 12 y 12.1, es
conveniente fabricar por lo menos uno de los nervios periféricos 12
ó 12.1, respectivamente, como un anillo separado 12.0, y tras el
moldeo del cuerpo del émbolo 6, insertarlo y fijarlo sobre éste
como delimitación en forma de nervio de las ranuras 11, tal como
está representado en la figura 7. Pero también resulta posible
fabricar un cuerpo de émbolo que solamente presente por cada uno de
sus extremos los nervios de apoyo 10 que discurren longitudinalmente
e insertar sobre éste una arandela que incorpore el nervio
periférico.
Un cuerpo de émbolo 6 de dicho tipo puede
preferentemente comprender uno, pero particularmente dos, elementos
parciales 6.1 y 6.2 producidos por procedimientos pulvimetalúrgicos.
Los elementos parciales 6.1 y 6.2 se prensan a partir de un polvo
metalúrgico sinterizable. Los elementos parciales prensados y
sinterizados se acoplan entonces como corresponde en una operación
de encaje. A continuación se procede a calibrar la pieza prensada
acoplada, de tal modo que ambos elementos parciales 6.1 y 6.2
quedan sólidamente unidos fijos entre sí. Dicho procedimiento
también es aplicable a la configuración anteriormente descrita con
el anillo 12.0. El conformado de geometrías de este tipo se puede
realizar con útiles económicos.
Para mejorar la resistencia a la cizalladura de
la unión entre el émbolo 2 y la junta 9, los extremos 10.1 y 10.2
encarados entre sí de los nervios asignados a los elementos
parciales individuales 6.1 y 6.2 están achaflanados, tal como está
representado, o escalonados, de modo que en esta zona los nervios 10
están en todo caso interrumpidos. Por ello, en el conformado,
particularmente en el caso de un conformado en caliente del
material de la junta 9, éste se moldea dentro de la interrupción,
de forma oportuna, de tal modo que respecto a la dirección de
movimiento del émbolo 2 (doble flecha A en la figura 1) se origina
una zona adicional en arrastre de forma en forma de un llamado
engarre. En esta zona se halla conformada la ranura de unión 10.3 en
cuyo fondo prácticamente coinciden los achaflanados 10.1 y
10.2.
La forma de realización de la presente invención
representada en las figuras 5 y 6 corresponde en su estructura y
función a la forma de realización según las figuras 2, 3 y 4. En el
caso de esta forma de realización la diferencia consiste en que los
dos elementos parciales 6.1 y 6.2 están acoplados desplazados en la
magnitud de una ranura de las ranuras 11 incrementando la sección
solicitada a cizalladura del material para juntas sobremoldeado en
las zonas de las ranuras dispuestas ahora desplazadas entre sí.
Sin embargo, dicho desplazamiento de las ranuras
tiene que ser tenido en cuenta en el diseño de un elemento parcial
por lo que respecta al transcurso de los canales 7 y 8. En esta
forma de realización es conveniente también que los extremos
encarados entre sí de los nervios de apoyo 10 estén achaflanados o
redondeados.
Claims (9)
1. Émbolo para una disposición de
émbolo-cilindro, en particular para un émbolo de
amortiguador, provisto de un cuerpo de émbolo (6), que en su
superficie periférica, en las dos zonas que delimitan cada uno de
los extremos del émbolo, está provisto de un nervio periférico (12)
en todo su contorno, que sobresale de la superficie periférica, con
el que conectan en el sentido del otro extremo del émbolo, unos
nervios de apoyo (10) que discurren longitudinalmente,
extendiéndose dispuestos paralelos unos al lado de los otros
separados entre sí, delimitando cada dos nervios de apoyo (10)
contiguos una escotadura (11) en forma de ranura, y con una junta
(9) en forma de manguito, de un material para juntas
termomoldeable, que está moldeado sobre el cuerpo del émbolo (6) de
tal manera, que tanto los nervios periféricos (12) como los nervios
de apoyo (10), por lo menos en una parte de su altura, están
moldeados dentro del material de la junta (9) en forma de manguito,
caracterizado porque el émbolo (6), en un plano de corte
transversal al eje, está subdividido en dos elementos parciales
(6.1, 6.2) que están acoplados y unidos fijos entre sí, presentando
por lo menos un elemento parcial (6.1, 6.2) un nervio periférico
(12, 12.1), con nervios de apoyo (10.1, 10.2) conectados al mismo,
al que le está asignado un elemento parcial (6.2) provisto de un
nervio periférico (12.1) que delimita las escotaduras (11) en forma
de ranura, y los extremos (10.1, 10.2) de los nervios de apoyo,
opuestos al nervio periférico (12, 12.1) de un elemento parcial
(6.1, 6.2), están interrumpidos en el plano de partición.
2. Émbolo según la reivindicación 1,
caracterizado porque los extremos (10.1, 10.2) de los
nervios de apoyo (10) están achaflanados.
3. Émbolo según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque los extremos (10.1, 10.2) de los
nervios de apoyo (10) están escalonados.
4. Émbolo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la junta (9) en
forma de manguito presenta por lo menos un borde autoportante
independiente de la zona periférica del cuerpo (6) del émbolo.
5. Émbolo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el cuerpo del
émbolo (6) está realizado mediante pulvimetalurgia.
6. Émbolo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque cada uno de los
dos elementos parciales (6.1, 6.2) está provisto de un nervio
periférico (12, 12.1) y de nervios de apoyo (10) conectados al
mismo.
7. Émbolo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los dos
elementos parciales (6.1, 6.2) están acoplados desplazados entre sí
en la magnitud de un ancho de nervio de apoyo (10).
8. Émbolo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la junta (9) en
forma de manguito es de PTFE como plástico termomoldeable.
9. Émbolo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la junta (9) en
forma de manguito, por lo menos en su zona que cubre los nervios
(10, 12) está montada a presión por calibrado de su superficie
periférica (13).
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