ES2267082T3 - Amortiguador de choques con amortiguacion dependiente de la amplitud. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para la amortiguación de choques dependiente de la amplitud, en particular de la rueda de un vehículo, con al menos un émbolo de trabajo (3) dispuesto dentro de una carcasa de amortiguación (1), unido a un vástago (2) de émbolo que divide la carcasa de amortiguación (1) en dos cámaras de amortiguación (4, 5), en el que el émbolo de trabajo (3) presenta perforaciones (6) para la circulación de fluido de amortiguación, que están recubiertas respectivamente por un lado por medio de discos de válvula (7, 8) que determinan la acción de amortiguación en caso de grandes amplitudes de movimiento del émbolo de trabajo (3), y en el que el émbolo de trabajo (3) coopera con un elemento dispuesto hidráulicamente en paralelo para la influencia de amplitudes pequeñas, el cual presenta un espacio (15) unido con conexiones hidráulicas a las cámaras de amortiguación (4, 5) con un elemento de separación, caracterizado porque el elemento de separación está hecho de material elástico espumado.
Description
Amortiguador de choques con amortiguación
dependiente de la amplitud.
La invención se refiere a un dispositivo para la
amortiguación de choques dependiente de la amplitud, en particular
de una rueda de vehículo, según el preámbulo de la reivindicación
1.
Por la memoria de patente austríaca nº 21.9435
es conocido un amortiguador de vibraciones hidráulico monotubular,
en el que está previsto un acolchado de gomaespuma, material
esponjado o similar impulsado con fluido de amortiguación para la
compensación del volumen del vástago del émbolo. El acolchado de
material esponjado está realizado así como componente del émbolo
del amortiguador de vibraciones. Entre el acolchado y las cámaras
del cilindro por encima y por debajo del émbolo están dispuestas
válvulas, que pueden estar realizadas, por ejemplo, como válvulas
de chapaleta. Estas válvulas sirven exclusivamente para controlar la
circulación de fluido desde un lado del émbolo al otro, es decir,
actúan exclusivamente como válvulas antirretorno. Con un dispositivo
de este tipo no es posible una amortiguación de choques dependiente
de la amplitud, como es el propósito de la presente invención.
Por regla general, la magnitud de la
amortiguación sólo puede ser influida por las resistencias de los
canales de circulación. Pero sería deseable una menor fuerza de
amortiguación en caso de pequeñas amplitudes y correspondientemente
mayores fuerzas de amortiguación en casos de grandes carreras de
émbolo.
El documento EP 1 152 166 A1 muestra un
amortiguador de choques para ruedas de vehículos que coopera con un
elemento para la influencia de pequeñas amplitudes de una rueda de
vehículo. Para la influencia en caso de pequeñas amplitudes sirve
una membrana que divide un espacio separado o un disco sólido
desplazable, estando unido este espacio a la cámara de
amortiguación superior y/o inferior.
Desfavorablemente en esta realización es que se
producen choques de presión cuando la membrana o el disco sólido
choca contra la base respectiva del espacio separado. Esto conduce a
un desgaste muy rápido de la membrana o disco y en casos extremos
puede resultar incluso desfavorable para el conductor.
La invención se propone el objeto de eliminar
los inconvenientes descritos anteriormente y proporcionar un
dispositivo para la amortiguación de choques dependiente de la
amplitud que esté lo más posible libre de desgaste y posibilite una
respuesta suave del émbolo de trabajo.
Este objeto se lleva a cabo por las
características de la reivindicación 1. Realizaciones y
perfeccionamientos ventajosos están descritos en las
reivindicaciones 2 a 14.
Por la solución según la invención, que consiste
en que el elemento de separación está hecho de material elástico
espumado, ya no se produce un choque del elemento de separación en
una de las bases del espacio adicional. El espacio es rellenado de
material elástico espumado, preferentemente por completo. Con ello,
el material se ajusta desde el principio a todas las zonas del
espacio. En caso de una sobrepresión unilateral generada por
pequeñas amplitudes, el material espumado es comprimido únicamente
por un lado, lo que no obstante se compensa de nuevo directamente
en el caso de pequeñas amplitudes. Por la estructura relativamente
blanda del material espumado tras la descompresión realizada se
realiza la aplicación también muy suave, ajustándose el material
espumado por rodadura al espacio que hay que llenar. Además, el
efecto de amortiguación deseado puede ser influido ventajosamente
por la elección del material espumado, sin que la forma de
construcción del espacio que aloja el material espumado tenga que
ser modificada. La adaptación del material puede ser influida por
un lado por la elección del material realizado con poros abiertos o
con poros cerrados. En segundo lugar, la espuma introducida puede
ser elegida en gran medida respecto a su compresibilidad de acuerdo
con las propiedades deseadas.
El objeto según la invención está representado
en el dibujo en virtud de un ejemplo de realización y será descrito
en detalle a continuación. Muestran:
Fig. 1, un corte a través de un
amortiguador de choques en la zona del émbolo de trabajo, en el que
el elemento de compensación está dispuesto entre el émbolo de
trabajo y el extremo del vástago del émbolo para la influencia de
pequeñas amplitudes,
Fig. 2, un corte según la Fig. 1, en el
que el elemento de compensación está dispuesto por debajo del
émbolo de trabajo,
Fig. 3, un corte a través de un
amortiguador de choques, en el que están dispuestos dos elementos de
compensación separados uno de otro en subespacios separados, y
Fig. 4, una forma de realización de la
invención modificada respecto a la forma de realización de la Fig.
3.
En ambas figuras está representado un
amortiguador de choques monotubular. La invención, sin embargo, es
adecuada de igual modo también para amortiguadores de choques de
dos tubos.
Como está representado esquemáticamente en ambas
figuras, el amortiguador de choques presenta una carcasa 1 de
amortiguador, que está realizada cerrada por un extremo y por el
otro extremo presenta un orificio, a través del cual penetra y sale
de forma oscilante un vástago 2 de émbolo, a cuyo extremo está
sujeto un émbolo de trabajo 3.
El émbolo de trabajo 3 divide el espacio relleno
de fluido de amortiguación de la carcasa de amortiguación en dos
cámaras de amortiguación 4, 5.
El émbolo de trabajo 3 presenta perforaciones 6,
que están cada una de ellas recubiertas por un lado por medio de
discos de válvula 7, 8. Por esta construcción las perforaciones 6 y
los discos de válvula 7, 8 actúan, respectivamente, por un lado
como válvula antirretorno. En caso de movimiento del vástago 2 del
émbolo en el sentido de tracción, esto es, hacia arriba en las
figuras, el fluido de amortiguación es desplazado fuera de la
cámara de amortiguación superior 4 y atraviesa la perforación 6
correspondiente con elevación de los discos de válvula 8 de su
asiento. En el movimiento del vástago 2 del émbolo hacia abajo, esto
es en el sentido de la presión, se realiza un paso a través de la
perforación 6 correspondiente desde la cámara de amortiguación
inferior 5 a la cámara de amortiguación superior 4 con elevación del
disco de válvula 7. Para la obturación del émbolo de trabajo 3
respecto a la carcasa 1 de amortiguador está prevista en el émbolo
de trabajo 3 una junta 9 periférica.
El procedimiento de amortiguación descrito
anteriormente se realiza en el amortiguador según la invención sólo
en caso de grandes amplitudes de movimiento del vástago 2 del émbolo
y con ello del émbolo de trabajo 3. Movimientos con menor amplitud
son compensados por un elemento descrito a continuación sin que las
perforaciones 6 sean atravesadas por el émbolo de trabajo 3.
Este elemento está estructurado según la Fig. 1
como se describe a continuación. El elemento presenta una carcasa
10, que termina por su extremo superior en un anillo roscado 11, que
es atornillado al extremo 12 provisto de rosca del vástago 2 del
émbolo. El otro extremo de la carcasa 10 está realizado con una
espiga 13, sobre la que es fijado el émbolo de trabajo 3 por medio
de una unión roscada que presenta una tuerca 14. Otros tipos de
fijación entre la carcasa 10 y el vástago 2 de émbolo, como por
ejemplo soldadura, estañosoldadura o pegado, pueden ser empleados a
criterio del experto.
El elemento presenta dentro de su carcasa 10 un
espacio 15, que está relleno con un material elástico espumado.
Conexiones hidráulicas que terminan, respectivamente, por encima o
por debajo del material dispuesto en el espacio 15, comunican el
espacio 15 con las cámaras de amortiguación 4, 5 respectivas. Las
conexiones hidráulicas son en la Fig. 1 perforaciones
perpendiculares 16 a través de la carcasa 10, así como una
perforación longitudinal 17 central a través de la espiga 13.
En caso de una ligera presión diferencial entre
las cámaras de amortiguación 4 y 5 el material es comprimido en la
cámara 15, respectivamente, por un lado. Si el material tiene poros
abiertos, puede también en menor medida ser atravesado por el
fluido de amortiguación. Puesto que no obstante en caso de una
diferencia de presión creciente el émbolo de trabajo 3 adopta su
actividad de amortiguación, éste es un tipo más bien teórico.
En la Fig. 2 está representado otro tipo de
realización del elemento amortiguador para la influencia de pequeñas
amplitudes. En esta realización, el vástago 2 del émbolo está
realizado con una espiga 18 en el extremo 12 del vástago 2 de
émbolo, al que está fijado el émbolo de trabajo 3. Un extremo
roscado 19 dotado de una rosca exterior sobresale por debajo del
émbolo de trabajo 3. El elemento está realizado aquí como tuerca de
fijación 20 para la fijación del émbolo de trabajo 3 al extremo 12
del vástago 2 del émbolo. La tuerca de fijación 20 está realizada
con un espacio central 15 para el alojamiento del material elástico
espumado. Este espacio 15 presenta como conexión hidráulica en la
cámara de amortiguación inferior 5 una perforación 21. La conexión
hidráulica en la cámara de amortiguación superior 4 se realiza por
una perforación central 22 a través del vástago 2 del émbolo, la
cual está unida hidráulicamente a la cámara de amortiguación
superior 4 por medio de las perforaciones perpendiculares 23.
El elemento de amortiguación descrito en la Fig.
2 actúa de igual modo que se describió anteriormente respecto a la
Fig. 1.
La Fig. 3 muestra una forma de realización de la
invención, en la que la carcasa 10, que encierra el espacio 15,
está realizada de dos piezas. Una primera pieza de la carcasa
presenta una espiga roscada 24, que está atornillada al extremo 12
del vástago 2 del émbolo. En el extremo situado opuesto a esta
espiga roscada 24, la primera pieza de carcasa presenta una rosca
interior con la que está atornillada una rosca exterior
correspondiente de una segunda pieza de carcasa. La segunda pieza
de carcasa presenta en su extremo inferior una espiga 13, a la que
está fijado el émbolo de trabajo 3. Entre las mitades de carcasa
está dispuesto un disco de separación 25 sólido, que está sujeto
fijamente aprisionado entre las dos mitades de carcasa. Este disco
de separación subdivide el espacio 15 en dos subespacios 15a, 15b,
alojando cada subespacio un elemento de separación separado. Por
esta disposición se consigue que el elemento de separación superior
en la Fig. 3 coopere exclusivamente con la cámara de amortiguación
4, mientras que el elemento de separación inferior coopera sólo con
la cámara de amortiguación 5. Los elementos de separación de ambos
subespacios se apoyan, respectivamente, sobre el disco de
separación sólido 25. La conexión hidráulica del subespacio superior
15a representado en la Fig. 3 a la cámara de amortiguación 4 se
realiza a través de las perforaciones perpendiculares 16. El
subespacio inferior 15b representado en la Fig. 3 está unido
hidráulicamente a la cámara de amortiguación 5 por medio de una
perforación longitudinal 17 que discurre a través de la espiga
13.
Al dar elasticidad al amortiguador de choques,
la presión es transmitida a través de las perforaciones
perpendiculares 16 al elemento compresible en el subespacio 15a. El
otro elemento compresible permanece no impulsado. En el movimiento
de retorno es impulsado el otro elastómero en el subespacio 15b a
través de la perforación longitudinal 17 y el elastómero en el
subespacio 15a permanece no impulsado. En una disposición de este
tipo pueden ser empleados materiales diferentes para los elementos
de separación separados. Esto es ventajoso en especial en
amortiguadores monotubulares, porque aquí, por ejemplo, pueden
oscilar fuertemente los requisitos en el elemento de separación que
coopera con la etapa de presión, según si el amortiguador
monotubular está equipado con una válvula de fondo o no. En
general, la disposición separada de los elementos de separación en
los subespacios 15a, 15b según la Fig. 3, ofrece la posibilidad de
adaptar las propiedades de los elementos de separación a los
requisitos de la tarea de amortiguación correspondiente.
En la Fig. 4 está representada una forma de
realización de la invención, que es similar a la forma de
realización representada en la Fig. 3. A diferencia de la Fig. 3,
en la Fig. 4 el espacio 15 que aloja al elemento de separación está
dispuesto en el interior del vástago del émbolo. En el extremo del
vástago del émbolo está prevista una espiga 13, a la que está
fijado el émbolo de trabajo 3.
Como disco de separación en la forma de
realización según la Fig. 4 está previsto un elemento con forma de
olla 26, es decir, un elemento que presenta una base con forma de
disco y un rebajo 28 de cilíndrico hueco. En la situación de
montaje representada en la Fig. 4 es introducido a presión este
elemento 26 con forma de olla en el espacio interior del vástago 2
del émbolo, de manera que este elemento es sujetado en el vástago
de émbolo estacionario axialmente por medio de un asiento a presión.
Por medio de un anillo tórico 27, que está insertado en una ranura
correspondiente del elemento con forma de olla, está garantizada una
obturación de las cámaras de amortiguación 4, 5.
En el vástago 2 del émbolo hueco es introducida
una pieza insertada 29, que se apoya en el elemento de separación
dispuesto en el subespacio 15a. El espacio 15 está, por tanto,
limitado por la pieza insertada 29, así como por la pared interior
del vástago 2 del émbolo hueco. Por el elemento con forma de olla
26, el espacio 15 es subdividido nuevamente en dos subespacios 15a,
15b. El subespacio superior 15a en la Fig. 4 aloja un primer
elemento de separación y está en unión de acción con la cámara de
amortiguación 4 por medio de una perforación perpendicular 16. El
subespacio inferior 15b en la Fig. 4 está por el contrario en unión
de acción con la cámara de amortiguación 5 por medio de la
perforación longitudinal 17 que discurre a través de la espiga 13.
El elemento de separación dispuesto en el subespacio 15b se apoya
axialmente contra el elemento 26 con forma de olla sujeto
estacionario axialmente y la pared interior del vástago 2 del
émbolo. El elemento de separación dispuesto en el subespacio 15a se
apoya en dirección axial contra la pieza insertada 29 y el elemento
con forma de olla 26 sujeto estacionario axialmente.
Para el experto es evidente que el elemento 26
con forma de olla puede ser fijado de diferentes formas estacionario
en el interior del vástago del émbolo. La posibilidad mencionada al
principio, de introducir a presión el elemento con forma de olla
por medio de un ajuste a presión en el vástago del émbolo es sólo
una posibilidad para la fijación local de este elemento. Igualmente
sería posible conseguir la fijación local de este elemento, por
ejemplo, por anillos de sujeción o por pegado.
El modo de funcionamiento de la forma de
realización de la invención representada en la Fig. 4 corresponde
al modo de funcionamiento que fue descrito anteriormente respecto a
la Fig. 3.
- 1.
- Carcasa de amortiguador
- 2.
- Vástago del émbolo
- 3.
- Émbolo de trabajo
- 4.
- Cámara de amortiguación
- 5.
- Cámara de amortiguación
- 6.
- Perforación
- 7.
- Disco de válvula
- 8.
- Disco de válvula
- 9.
- Junta
- 10.
- Carcasa
- 11.
- Anillo roscado
- 12.
- Extremo
- 13.
- Espiga
- 14.
- Tuerca
- 15.
- Espacio
- 15a.
- Subespacio
- 15b.
- Subespacio
- 16.
- Perforación perpendicular
- 17.
- Perforación longitudinal
- 18.
- Espiga
- 19.
- Extremo roscado
- 20.
- Tuerca de fijación
- 21.
- Perforación
- 22.
- Perforación
- 23.
- Perforación perpendicular
- 24.
- Espiga roscada
- 25.
- Disco de separación
- 26.
- Elemento con forma de olla
- 27.
- Anillo tórico
- 28.
- Rebajo
- 29.
- Pieza insertada
Claims (15)
1. Dispositivo para la amortiguación de choques
dependiente de la amplitud, en particular de la rueda de un
vehículo, con al menos un émbolo de trabajo (3) dispuesto dentro de
una carcasa de amortiguación (1), unido a un vástago (2) de émbolo
que divide la carcasa de amortiguación (1) en dos cámaras de
amortiguación (4, 5), en el que el émbolo de trabajo (3) presenta
perforaciones (6) para la circulación de fluido de amortiguación,
que están recubiertas respectivamente por un lado por medio de
discos de válvula (7, 8) que determinan la acción de amortiguación
en caso de grandes amplitudes de movimiento del émbolo de trabajo
(3), y en el que el émbolo de trabajo (3) coopera con un elemento
dispuesto hidráulicamente en paralelo para la influencia de
amplitudes pequeñas, el cual presenta un espacio (15) unido con
conexiones hidráulicas a las cámaras de amortiguación (4, 5) con un
elemento de separación, caracterizado porque el elemento de
separación está hecho de material elástico espumado.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque el elemento de separación está hecho de
plástico espumado o caucho espumado.
3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó la
reivindicación 2, caracterizado porque el elemento de
separación en estado no comprimido o ligeramente comprimido llena
el espacio (15) al menos casi por completo.
4. Dispositivo según una o varias de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el elemento de
separación está hecho de material espumado de poros abiertos.
5. Dispositivo según una o varias de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el elemento de
separación está hecho de material espumado de poros cerrados.
6. Dispositivo según la reivindicación 5,
caracterizado porque el material espumado del elemento de
separación es elegido de manera que las cámaras de amortiguación
(4, 5) están separadas una de otra con estanqueidad al aceite.
7. Dispositivo según una o varias de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el espacio (15)
está previsto dentro de un elemento previsto en la cámara de
amortiguación inferior (5).
8. Dispositivo según la reivindicación 7,
caracterizado porque el elemento es una tuerca de fijación
(20) que coopera con el émbolo de trabajo (3) que tensa los discos
de válvula (7, 8).
9. Dispositivo según una o varias de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el espacio (15)
está previsto dentro de un elemento previsto en la cámara de
amortiguación superior (4).
10. Dispositivo según la reivindicación 9,
caracterizado porque el elemento está dispuesto entre el
extremo (12) del vástago del émbolo y el émbolo de trabajo (3).
11. Dispositivo según la reivindicación 9 o la
reivindicación 10, caracterizado porque el elemento presenta
en su extremo una espiga (13) que lleva el émbolo de trabajo
(3).
12. Dispositivo según la reivindicación 9,
caracterizado porque el espacio (15) es un espacio hueco en
el vástago (2) del émbolo.
13. Dispositivo según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el espacio
(15) está separado por un disco de separación (25) sólido en dos
subespacios (15a, 15b), alojando cada subespacio (15a, 15b) un
elemento de separación separado y en el que uno de los subespacios
(15a) está en unión de acción por medio de conexiones hidráulicas
con una cámara de amortiguación (4) y el otro subespacio (15b) con
la otra cámara de amortiguación
(5).
(5).
14. Dispositivo según la reivindicación 13,
caracterizado porque los elementos de separación dispuestos
en los dos subespacios (15a, 15b) están hechos de materiales
diferentes, adecuados a los requisitos de amortiguación de la
cámara de amortiguación (4, 5) respectiva.
15. Dispositivo según la reivindicación 12,
caracterizado porque el espacio (15) está separado en dos
subespacios (15a, 15b) por un elemento (26) con forma de olla que
está insertado estacionario axialmente en un espacio hueco del
vástago (2) del émbolo, en el que cada subespacio (15a, 15b) aloja
un elemento de separación separado y en el que uno de los
subespacios (15a) está en unión de acción con una cámara de
amortiguación (4) y el otro subespacio (15b) está en unión de
acción con la otra cámara de amortiguación (5) por medio de
conexiones hidráulicas.
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