ES2314213T3 - Amortiguador electromagnetico. - Google Patents
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Abstract
Un amortiguador electromagnético comprendiendo: - un cuerpo del amortiguador (30) el cual realiza un movimiento telescópico en respuesta a una entrada desde el exterior; - un mecanismo de husillo de bolas (16), el cual está dispuesto en el cuerpo del amortiguador (30), convierte el movimiento telescópico en un movimiento giratorio y está compuesto de una tuerca esférica (17) y un árbol del husillo (18); - un motor (32) el cual está provisto coaxialmente con el cuerpo del amortiguador (30) y genera una resistencia electromagnética que se opone contra el movimiento giratorio que entra en el interior del árbol giratorio (6) del motor (32), en el que el árbol del husillo (18) y el árbol giratorio (6) del motor (32) están constituidos como un elemento de árbol unido, y en el que el cuerpo del amortiguador tiene un cilindro exterior (23) y un cilindro interior (19) para ser insertado de forma deslizante en el interior del cilindro exterior (23), y en el que la tuerca esférica (17) del mecanismo de husillo de bolas (16) está fijada a una parte superior del cilindro interior (19) y el árbol del husillo (18), el cual está unido con el árbol giratorio (6) del motor (32), está acoplado helicoidalmente con la tuerca esférica (17), caracterizado porque el cilindro exterior (23) está fabricado de una única pieza de material tubular recto provisto de un diámetro constante y el motor (32) está unido coaxialmente con una parte superior del cilindro exterior (23), y el árbol del husillo (18) y el árbol giratorio (6) están unidos mediante una sección intermedia del árbol (21) la cual está sostenida de forma que puede girar mediante una pared interior del cilindro exterior (23) a través de un rodamiento (13).
Description
Amortiguador electromagnético.
La presente invención se refiere a un
amortiguador electromagnético según el preámbulo de la
reivindicación 1 el cual convierte el movimiento telescópico del
cuerpo de un amortiguador en un movimiento de giro de un motor que
utiliza un mecanismo de husillo de bolas y amortigua la vibración
utilizando la resistencia electromagnética generada por el
motor.
Un amortiguador electromagnético del tipo
anterior es conocido a partir del documento US A 5070284.
Amortiguadores relacionados son conocidos a partir de los
documentos JP 2001 334982 A, JP 62004937 A y WO-A-
9216769.
Un conjunto de suspensión para un vehículo en el
cual está dispuesto un amortiguador hidráulico, en paralelo con un
resorte de suspensión, entre la carrocería del coche y un eje es
ampliamente conocido.
Además la publicación japonesa de patente
abierta a consulta pública Nº 5-44758A ha expuesto
un conjunto de suspensión en el cual bobinas de electroimán están
construidas en una parte de un amortiguador hidráulico. En este
conjunto de suspensión, las bobinas están fijadas a un cilindro del
amortiguador hidráulico y los imanes están fijados a un vástago del
pistón, respectivamente, y se aplica corriente eléctrica a las
bobinas, generando de ese modo una fuerza de accionamiento (fuerza
electromagnética) a lo largo de la dirección de la carrera del
vástago del pistón de modo que se controla la cantidad de movimiento
telescópico del conjunto de suspensión de acuerdo con las
condiciones del desplazamiento de un vehículo.
Sin embargo, en un conjunto de suspensión de
este tipo en el cual las bobinas del electroimán están construidas
en un amortiguador hidráulico, se requiere una presión hidráulica,
una fuente de energía y similares, por lo que es complicado en su
estructura y no es ventajoso con respecto a los costes.
Por otra parte, está bajo estudio un nuevo
amortiguador electromagnético que no requiera una presión
hidráulica, una presión de aire, una fuente de energía o similar.
Un amortiguador electromagnético de este tipo está básicamente
constituido como se representa en un modelo ejemplificado en la
figura 2.
En este amortiguador electromagnético, el
movimiento telescópico del amortiguador se convierte en movimiento
giratorio utilizando un mecanismo de husillo de bolas y un motor es
accionado debido al movimiento giratorio y el movimiento
telescópico del amortiguador se amortigua por la resistencia
generada en ese momento que resulta de la fuerza
electromagnética.
Un motor 50 está sostenido por un bastidor de
soporte 60 y está provisto un bastidor de desplazamiento 40 el cual
está guiado de tal manera que el bastidor de desplazamiento 40 puede
deslizar libremente con respecto al bastidor de soporte 60. Entre
un árbol del husillo 46 y una tuerca esférica 47 que constituyen un
mecanismo de husillo de bolas 45, la tuerca esférica 47 está fijada
al bastidor de desplazamiento anteriormente mencionado 40 y el
árbol del husillo 46, para ser acoplado en forma helicoidal con la
tuerca esférica 47, está coaxialmente unido con un árbol giratorio
51 del motor anteriormente mencionado 50 a través de un acoplamiento
55.
El bastidor de soporte 60 tiene una abrazadera
superior 61, una abrazadera inferior 62 y una abrazadera intermedia
63 la cual está colocada entre la abrazadera superior 61 y la
abrazadera inferior 62. El bastidor de soporte 60 está constituido
de tal manera que estas abrazaderas están unidas entre sí por medio
de una pluralidad de varillas de unión 64. El árbol del husillo
anteriormente mencionado 46 está sostenido de forma giratoria
mediante un rodamiento 65 instalado en la abrazadera intermedia 63,
de tal manera que el árbol del husillo 46 pasa a través del
rodamiento 65.
El bastidor de desplazamiento anteriormente
mencionado 40 tiene una abrazadera superior 41, una abrazadera
inferior 42 y una pluralidad de varillas de guía 43 las cuales unen
éstas abrazaderas 41 y 42. Las varillas de guía 43 del bastidor de
desplazamiento 40 pasan de forma deslizante a través de la
abrazadera inferior 32 del bastidor de soporte anteriormente
mencionado 30, por lo que las varillas de guía 43 guían el bastidor
de desplazamiento 40 de tal manera que el bastidor de desplazamiento
40 puede deslizar en paralelo con el árbol del husillo 46.
La tuerca esférica anteriormente mencionada 47
está fijada a la abrazadera superior 41 y un gran número de bolas
están dispuestas a lo largo de la ranura roscada en el interior de
la tuerca esférica 47 aunque estas bolas no están representadas en
el dibujo. El árbol del husillo anteriormente mencionado 46 está
acoplado en forma helicoidal con la tuerca esférica 47 a través del
gran número de bolas anteriormente mencionado.
Cuando la tuerca esférica 47 junto con el
bastidor de desplazamiento 40 se mueve a lo largo del árbol del
husillo 46, el movimiento giratorio se aplica al árbol del husillo
46 por medio del mecanismo de husillo de bolas 45.
Si el amortiguador electromagnético está
interpuesto entre la carrocería de un coche y un eje, por ejemplo,
y se utiliza como una suspensión del coche, una abrazadera de
montaje 66 del bastidor de soporte 60 la cual está colocada por
encima del motor 50 y en un extremo superior del amortiguador
electromagnético, estará unida en el lado de la carrocería del
coche y un ojal de montaje 44, el cual está provisto en la
abrazadera inferior 42 del bastidor de desplazamiento 40 en un
extremo inferior del amortiguador electromagnético, estará unido en
el lado del eje.
Cuando la vibración entra en el amortiguador
electromagnético desde la superficie de una carretera y la tuerca
esférica 47 realiza un movimiento lineal en la dirección de una
flecha X junto con el bastidor de desplazamiento 40, el árbol del
husillo 46 realiza un movimiento giratorio en la posición debido al
acoplamiento helicoidal de la ranura roscada del árbol del husillo
46 y las bolas las cuales están dispuestas a lo largo de la ranura
roscada en el interior de la tuerca esférica 47.
El movimiento giratorio del árbol del husillo 46
es transmitido, como un movimiento giratorio de un árbol giratorio
51 en la dirección de una flecha Y, a través del acoplamiento 55
unido al extremo superior del árbol del husillo 46, girando de ese
modo el motor 50.
En el motor 50, por ejemplo imanes permanentes
están dispuestos en el rotor del motor 50 y bobinas del estator de
los respectivos polos magnéticos forman cortocircuito directamente
entre sí o las bobinas están conectadas a través del circuito de
control de forma que se pueda obtener la fuerza electromagnética
deseada. Con el progreso de los giros del rotor del motor 50,
corrientes eléctricas fluyen a través de las bobinas debido a la
fuerza electromotriz inducida. Todo este tiempo, la fuerza
electromagnética que aparece como resultado a partir del flujo de
las corrientes eléctricas se convierte en un momento de torsión para
oponerse contra los giros del árbol giratorio 51 del motor 50.
Adicionalmente, es posible cambiar libremente la
intensidad del momento de torsión que se basa en la fuerza
electromagnética y se opone contra la dirección de los giros del
árbol giratorio 51 cambiando la intensidad de la resistencia en el
circuito de control el cual está conectado con las bobinas.
El momento de torsión electromagnético, que se
convierte en una resistencia contra los giros del árbol giratorio
51, limita los giros del árbol del husillo anteriormente mencionado
46. El momento de torsión funciona como una resistencia para
limitar el movimiento lineal de la tuerca esférica 47 del mecanismo
de husillo de bolas 45, esto es, como una fuerza de amortiguación
contra la vibración que entra en el amortiguador
electromagnético.
Sin embargo, se teme que puedan aparecer los
siguientes problemas si el amortiguador electromagnético, el cual
genera la resistencia electromagnética convirtiendo el movimiento
telescópico del cuerpo del amortiguador en un movimiento giratorio
del motor 50 mediante el mecanismo de husillo de bolas como se ha
descrito antes en este documento, se aplica realmente a un
vehículo.
En primer lugar, se deben tener en cuenta las
características de la fuerza de amortiguación que es generada por
el amortiguador electromagnético. Con el progreso del movimiento
lineal de la tuerca esférica 47, el árbol del husillo 46 gira y el
movimiento giratorio es transmitido al motor 50 a través del
acoplamiento 55. Puesto que el momento de inercia del acoplamiento
55 es relativamente grande, su influencia en la fuerza de
amortiguación no se puede ignorar.
Aquí se proporcionará una descripción de cuánto
afecta el momento de inercia a la fuerza de amortiguación
anteriormente mencionada.
La fuerza de amortiguación generada por el
amortiguador electromagnético, esto es, la resistencia (carga)
contra el movimiento telescópico es aproximadamente la suma total
del momento de inercia del rotor del motor, el momento de inercia
del árbol del husillo y el acoplamiento y la resistencia
electromagnética generada por el motor. Puesto que la aceleración
angular del giro del árbol del husillo es proporcional a la
aceleración del movimiento telescópico del amortiguador, después de
todo, el momento de inercia del rotor o el acoplamiento es
proporcional a la aceleración del movimiento telescópico del
amortiguador.
El momento de inercia del rotor o del
acoplamiento es proporcional a la aceleración del movimiento
telescópico del amortiguador y por lo tanto la fuerza de
amortiguación que no se basa en la fuerza electromagnética del
motor se genera contra la fuerza en la dirección axial del
amortiguador, la cual entra desde la superficie de una carretera al
interior del amortiguador.
Especialmente si entra una fuerza repentina en
una dirección axial, una mayor fuerza de amortiguación, esto es,
una resistencia contra la vibración será generada de acuerdo con
ello. Esta fuerza de amortiguación que excede en gran medida no
amortigua la vibración y la vibración entra el lado de la carrocería
del coche tal como está.
Por lo tanto, la fuerza de amortiguación debida
al momento de inercia del rotor o del acoplamiento siempre aparece
antes de la generación de la fuerza de amortiguación que depende de
la fuerza electromagnética del motor. El rotor no puede ser
excluido considerando la constitución entre el rotor y el
acoplamiento, pero si es posible excluir o limitar la influencia
que ejerce el momento de inercia del acoplamiento sobre la fuerza
de amortiguación, la capacidad de absorción de la vibración
aumentará de acuerdo con ello. Esto hace los vehículos más
confortables de conducir.
\newpage
Además, con referencia a la capacidad de control
de los amortiguadores electromagnéticos sobre la fuerza de
amortiguación, aunque es posible controlar libremente la intensidad
de la resistencia electromagnética generada por el motor, es
difícil controlar la fuerza de amortiguación que aparece resultante
del momento de inercia del acoplamiento sobre la base de la
aceleración del movimiento telescópico del amortiguador
anteriormente mencionado. Por lo tanto, desde el punto de vista del
control de la fuerza de amortiguación de acuerdo con las
condiciones del desplazamiento, es preferible que el momento de
inercia de acoplamiento o similar influya menos.
También, si el árbol giratorio y el árbol del
husillo están constituidos como componentes separados y están
unidos entre sí mediante el acoplamiento, la duración de la junta
del acoplamiento será susceptible de ser un punto crucial porque la
fuerza giratoria resultante de la vibración es transmitida siempre
al acoplamiento como el amortiguador para el vehículo. Por lo
tanto, a fin de mantener la fiabilidad, el acoplamiento será
caro.
También, en una constitución de este tipo en la
que el árbol giratorio y el árbol del husillo están conectados por
el acoplamiento, en número de componentes, tales como el
acoplamiento, se aumenta y por lo tanto se incrementa la línea de
montaje, afectando de ese modo también a la productividad y a los
costes de fabricación.
Una ventaja de la presente invención es
proporcionar un amortiguador electromagnético capaz de excluir tanto
como sea posible la influencia del momento de inercia que es
difícil de controlar y capaz de hacer los vehículos más
confortables de conducir.
Otra ventaja de la presente invención es
proporcionar un amortiguador electromagnético que sea durable y
productivo y que sea capaz de reducir los costes de
fabricación.
A fin de conseguir las ventajas descritas antes,
la presente invención proporciona el amortiguador electromagnético
según la reivindicación 1. Un amortiguador electromagnético expuesto
en este documento comprende: un cuerpo del amortiguador el cual
realiza un movimiento telescópico en respuesta a una entrada desde
el exterior; un mecanismo de husillo de bolas, el cual está
dispuesto en el cuerpo del amortiguador, convierte el movimiento
telescópico en movimiento giratorio y está compuesto de una tuerca
esférica y un árbol del husillo; y un motor el cual está previsto
coaxialmente con el cuerpo del amortiguador y genera una resistencia
electromagnética para oponerse contra el movimiento giratorio que
entra dentro del árbol giratorio del motor y el árbol del husillo y
el árbol giratorio del motor están constituidos como un elemento de
árbol unido.
El cuerpo del amortiguador tiene un cilindro
exterior y un cilindro interior el cual está insertado de forma
deslizante en el interior del cilindro exterior y el motor está
unido coaxialmente con una parte superior del cilindro
exterior.
La tuerca esférica del mecanismo de husillo de
bolas está fijada a una parte superior del cilindro interior. El
árbol del husillo, el cual está unido con el árbol giratorio del
motor, está acoplado helicoidalmente con la tuerca esférica.
Una sección intermedia del árbol que une el
árbol del husillo y el árbol giratorio está sostenida de forma
giratoria mediante una superficie interior del cilindro exterior a
través de un rodamiento.
Está dispuesto de tal manera que el diámetro de
la sección intermedia del árbol es más delgado que aquél del árbol
del husillo y además el diámetro del árbol giratorio es más delgado
que aquél de la sección intermedia del árbol.
Por lo tanto, cuando el cuerpo del amortiguador
realiza un movimiento telescópico, el movimiento telescópico se
convierte en movimiento giratorio mediante el mecanismo de husillo
de bolas y la resistencia electromagnética que crea resistencia
contra el movimiento giratorio es generada por el motor. La
resistencia electromagnética se convierte en la fuerza de
amortiguación la cual se opone contra el movimiento telescópico del
cuerpo del amortiguador y absorbe y reduce la energía de impacto.
Esto hace el vehículo más confortable de conducir y también mejora
la capacidad de conducción del mismo.
Puesto que el árbol del husillo y el árbol
giratorio del motor están formados como un elemento de árbol unido,
el momento de inercia se hace mucho más pequeño. Especialmente en la
tapa inicial de entrada de la fuerza exterior en el interior del
cuerpo del amortiguador, la fuerza de amortiguación que se basa en
el momento de inercia se puede reducir. Por lo tanto, es posible
fabricar un vehículo más confortables de conducir. También, en el
caso en el que la fuerza de amortiguación que se va a generar esté
controlada de acuerdo con las condiciones de desplazamiento, la
influencia que ejerce la fuerza electromagnética del motor sobre la
fuerza de amortiguación siendo fácil de controlar se convierte en
relativamente mayor, por lo que se mejora en gran medida la
capacidad de control general de la fuerza de amortiguación.
También, puesto que el árbol del husillo y el
árbol giratorio del motor están formados como un elemento de árbol
unido a diferencia del caso en el cual el árbol del husillo y el
árbol giratorio están constituidos como componentes separados y
están unidas entre sí mediante el acoplamiento, el número de
componentes se puede reducir, el montaje y el proceso se puede
facilitar, la productividad se puede mejorar y los costes de
fabricación se pueden reducir.
La figura 1 es una vista en sección que muestra
una forma de realización de la presente invención.
La figura 2 es un diagrama de bloques de un
ejemplo convencional.
Se proporcionará a continuación una descripción
sobre la base de una forma de realización representada en la figura
1.
Un cuerpo del amortiguador 30 el cual constituye
un amortiguador electromagnético según la presente invención
comprende un cilindro exterior 23 y un cilindro interior 19 para ser
insertado coaxialmente y de forma deslizante en el interior del
cilindro exterior 23.
Un motor 32 está dispuesto por encima de
cilindro exterior 23 y un árbol del husillo 18 el cual constituye
un mecanismo de husillo de bolas 16 está dispuesto coaxialmente en
el cilindro interior 19. Una tuerca esférica 17 para ser acoplada
de forma helicoidal con el árbol del husillo 18 está fijada a una
parte superior del cilindro interior 19. Cuando el cilindro
interior 19 realiza un movimiento telescópico con respecto al
cilindro exterior 23, el árbol del husillo 18 para ser acoplado en
forma helicoidal con la tuerca esférica 17 realiza un movimiento
giratorio en la posición.
Está dispuesto de tal modo que una sección del
árbol 6 del motor 32 está provista en la línea de extensión del
árbol del husillo 18 como un elemento de árbol unido con el árbol
del husillo 18 y un giro del árbol del husillo 18 lleva a cabo un
giro del motor 32.
En esta forma de realización, el motor 32 es un
motor provisto de una escobilla de corriente continua y comprende
una pluralidad de imanes permanentes 4a y 4b para la generación de
campos magnéticos, un rotor 2 en el cual están enrolladas bobinas
2a, un conmutador 3, una escobilla 5, un soporte de la escobilla 7,
una sección del árbol 6 y similar. Además, una sección de extensión
del cilindro exterior 23 cubre el exterior de los componentes
anteriores.
El cilindro exterior 23 tiene el papel de un
bastidor de un estator del motor 32 y el cilindro exterior 23 tiene
también el papel de un cilindro exterior para cubrir una sección del
motor del amortiguador electromagnético.
Los extremos superior e inferior de la sección
del árbol 6 del motor 32 están sostenidos de forma giratoria en el
cilindro exterior 23 a través de rodamientos de bolas 12 y 22 los
cuales están instalados en el cilindro exterior 23.
La pluralidad de bobinas 2a del rotor 2 el cual
está fijado a la sección del árbol 6 están conectadas al conmutador
3 instalado por encima de la sección del árbol 6 a través de una
pluralidad de hilos conductores (no representados en el dibujo). El
conmutador 3 está en contacto con la escobilla 5 la cual está
conectada en el cilindro exterior 23 a través del soporte de la
escobilla 7 instalado en una dirección lateral del conmutador 3.
Además, la escobilla 5 está conectada con hilos de plomo 8.
Una tapa 10 está unida a un extremo superior del
cilindro exterior 23 y de ese modo se evita la permeabilidad de
agua y de agua con barro en el interior del cilindro exterior 23.
Una sección de fijación del árbol 11 para fijar el amortiguador
electromagnético al lado de la carrocería del coche está provista
como una prolongación en el extremo superior de la tapa 10 y
coaxialmente con el cilindro exterior 23.
Además, los imanes permanentes 4a y 4b están
colocados alrededor del rotor 2 e instalados en una circunferencia
interior del cilindro exterior 23. Por lo tanto, los campos
magnéticos permanecen en el rotor 2. En este caso, el cilindro
exterior 23 funciona no sólo como el bastidor del motor 32, sino
también como el yugo del estator.
Adicionalmente, los imanes permanentes 4a y 4b
están dispuestos en el cilindro exterior 23 de tal manera que están
encarados entre sí. Sin embargo, es justificable que el número de la
disposición sea superior a dos en tanto en cuanto los imanes
permanentes estén instalados de tal manera que se generen campos
magnéticos.
Adicionalmente, los hilos de plomo 8 están
conectados con un circuito de control o similar (no representado en
el dibujo) o los hilos de plomo 8 los cuales están conectados con
los respectivos polos magnéticos están conectadas directamente
entre sí. Por lo tanto, las bobinas están conectadas a un circuito
cerrado de forma que se genera el momento de torsión
electromagnético que resiste los giros de la sección del árbol
6.
En este caso, si no existe la necesidad
particular de proporcionar el circuito de control, será innecesario
disponer los hilos de plomo 8 fuera del cilindro exterior 23. Será
suficiente si los polos magnéticos respectivos forman cortocircuito
en el cilindro exterior 23.
En esta forma de realización, se describe el
caso en el cual un motor provisto de una escobilla de corriente
continua se utiliza como el motor 32, pero se puede utilizar un
motor sin escobillas de corriente continua, un motor de corriente
alterna o un motor de inducción.
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Además, será suficiente con que los imanes
permanentes estén fijados en el lado del rotor de la sección del
árbol 6 y las bobinas estén dispuestas en la circunferencia interior
del cilindro exterior 23.
Una abrazadera de montaje del ojal 29 está
fijada al extremo inferior del cilindro interior 19 del cuerpo del
amortiguador 30 y debido a la abrazadera de montaje del ojal 29, el
cilindro interior 19 está unido en el lado del eje del
vehículo.
Además, el cilindro interior 19 está sostenido
por un casquillo 24 (elemento de soporte) de una guía de varilla 25
instalada en la circunferencia interior de un extremo inferior del
cilindro exterior 23 de tal manera que el cilindro interior 19
puede deslizar libremente con respecto al cilindro exterior 23.
Además, está dispuesto de tal manera que debido a una junta 31
provista en el extremo inferior de la guía de varilla 25, se evita
la penetración de polvo, agua de lluvia o similar en el interior del
cuerpo del amortiguador.
Adicionalmente, la guía de varilla 25 se puede
omitir, pero es preferible proporcionar la guía de varilla 25 para
el propósito de evitar el pandeo del cilindro interior 19 y guiar
suavemente el movimiento lineal.
Además, la tuerca esférica 17 del mecanismo de
husillo de bolas 16 está instalada en un extremo superior de
cilindro interior 19 en un estado de tal modo que la tuerca esférica
17 está, en este caso, a fin de que el cilindro interior 19 realice
un movimiento de deslizamiento con respecto al cilindro exterior 23,
en otras palabras, a fin de convertir el movimiento telescópico en
un movimiento giratorio.
El árbol del husillo 18 para estar acoplado
helicoidalmente con la tuerca esférica 17 está dispuesto de tal
manera que el árbol del husillo 18 pasa a través del centro del
árbol del cilindro interior 19 y el árbol del husillo 18 gira en la
posición debido al movimiento lineal del cilindro interior 19.
La constitución de la tuerca esférica 17 no está
particularmente representada en el dibujo. Sin embargo, una ranura
de retención de las bolas de forma helicoidal está instalada en una
circunferencia interior de la tuerca esférica 17 de forma que la
ranura de retención de las bolas se ajusta con una ranura roscada en
forma helicoidal del árbol del husillo 18. Un gran número de bolas
están dispuestas en la ranura de retención de las bolas y un canal
el cual permite la conexión con comunicación de ambos extremos de la
ranura helicoidal de retención de las bolas está provisto en la
tuerca esférica 17 de forma que el gran número de bolas pueden
circular. Cuando el árbol del husillo 18 está acoplado
helicoidalmente con la tuerca esférica 17, las bolas se ajustan en
el interior de la ranura roscada de forma helicoidal del árbol del
husillo 18. Debido al movimiento de la tuerca helicoidal 17 en una
dirección vertical, el árbol del husillo 18 realiza un movimiento
giratorio por fuerza. En este momento, las propias bolas giran
debido a la fuerza de fricción de las bolas y de la ranura roscada
del árbol del husillo 18, permitiendo de ese modo un movimiento más
suave comparado con un mecanismo de cremallera y piñón o
similar.
Un primer elemento de cojín 27 compuesto de
caucho o similar está instalado en un extremo inferior del árbol
del husillo 18 a través de una herramienta de montaje y fijación 28.
Por lo tanto, cuando el cilindro interior 19 realiza una carrera
hacia la posición de descenso máxima la cual es un extremo inferior
del árbol del husillo 18, el primer elemento de cojín 27 entra en
contacto con la tuerca esférica 17 desde una superficie inferior y
absorbe los choques de impacto que resultan de una colisión
repentina. También, el primer elemento de cojín 27 se utiliza como
un tope para limitar una carrera de descenso adicional de cilindro
interior 19.
Además, un segundo elemento de cojín 26, el cual
está colocado en la superficie inferior de un elemento de retención
del rodamiento 15 para retener el rodamiento de bolas 13 para
sostener de forma giratoria el árbol del husillo 18 y el cual está
compuesto de caucho o similar, está insertado en el interior y
retenido en una circunferencia interior superior de cilindro
exterior 23. Cuando el cilindro interior 19 realiza una carrera
hacia arriba a la posición de ascenso máximo, el segundo elemento de
cojín 26 entra en contacto con una superficie superior de la tuerca
esférica 17 y absorbe el choque del impacto de la tuerca esférica 17
resultando en una colisión repentina. También, el segundo elemento
de cojín 26 se utiliza como un tope para limitar una carrera de
ascenso adicional del cilindro interior 19.
Como ha sido descrito antes en este documento,
la sección del árbol 6 del motor 32 está formada en una parte
superior del árbol del husillo 18 como un cuerpo con el árbol del
husillo 18 y el árbol del husillo 18 y la sección del árbol 6
constituyen una pieza del elemento de árbol. Una sección intermedia
del árbol 21 la cual une el árbol del husillo 18 y la sección del
árbol 6 como un relleno está formada de tal manera que la sección
intermedia del árbol 21 está en la mitad del árbol del husillo 18 y
la sección del árbol 6 del tamaño del diámetro. Y el árbol del
husillo 18 y la sección del árbol 6 están sostenidos de forma
giratoria en la sección del árbol intermedio 21 mediante el
rodamiento de bolas 13. El rodamiento de bolas 13 está fijado por el
elemento de retención del rodamiento cilíndrico 15 el cual está
fijado a una superficie interior del cilindro exterior 23.
Adicionalmente, una tuerca de fijación 14 está acoplada
helicoidalmente con la sección intermedia del árbol 21 y sostiene
la sección intermedia del árbol 21 de tal manera que ambos extremos
del rodamiento de bolas 13 están emparedados entre la tuerca de
fijación 14 y un resalte de la sección intermedia del árbol 21.
En el elemento del árbol el cual está
constituido por el árbol del husillo 18 y la sección del árbol 6,
los diámetros del árbol del husillo 18, la sección intermedia del
árbol 21 y la sección del árbol 6 se hacen más delgadas en orden.
Por lo tanto, cuando está montado el amortiguador electromagnético,
el árbol del husillo 18 está helicoidalmente acoplado con la tuerca
esférica 17, además la sección intermedia del árbol 21 está
insertada en el interior del rodamiento de bolas 13 y finalmente la
sección del árbol 6 está insertada en el interior del motor 32.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Puesto que el árbol del husillo 18 y la sección
del árbol 6 están unidos como ha sido descrito antes en este
documento, el movimiento giratorio del árbol del husillo 18 es
transmitido directamente al motor 32.
Cuando empuja hacia arriba una fuerza, una
vibración o similar desde la superficie de la carretera actúa sobre
el cilindro interior 19 del cuerpo del amortiguador 30 mientras el
vehículo se está desplazando, el cilindro interior 19 realiza un
movimiento lineal en una dirección telescópica y a lo largo del
cilindro exterior 23. El movimiento lineal se convierte en
movimiento giratorio del árbol del husillo 18 mediante el mecanismo
de husillo de bolas 16 el cual está compuesto por la tuerca
esférica 17 y el árbol del husillo 18.
Entonces, el movimiento giratorio del árbol del
tornillo 18 es transmitido a la sección del árbol 6 la cual está
unida al árbol del husillo 18. Cuando la sección del árbol 6 del
motor 32 realiza un movimiento giratorio, el rotor 2, el cual tiene
las bobinas 2a y está instalado en la sección del árbol 6, gira y
las bobinas 2a pasan a través de campos magnéticos de los imanes
permanentes 4a y 4b, por lo que se genera la fuerza electromotriz
inducida. Sobre la base de la generación, se genera el momento de
torsión el cual resiste contra los giros de la sección del árbol 6
debido a la fuerza electromagnética del motor 32.
Puesto que el momento de torsión inverso
resultante de la fuerza electromagnética del motor 32 limita el
movimiento de giro del árbol del husillo 18, el momento de torsión
inverso funciona como una fuerza de amortiguación la cual retiene
el movimiento lineal del cilindro interior 19 en una dirección
telescópica y a lo largo del cilindro exterior 23. Por lo tanto, la
energía del impacto desde la superficie de una carretera es
absorbida y disminuida, el vehículo se hace más confortable de
conducir y se mejora su conductibilidad.
Aquí, la fuerza de amortiguación la cual se
genera en el amortiguador electromagnético es, para ser precisos,
la suma total del momento de inercia del rotor 2 del motor 32, el
momento de inercia del árbol del husillo 18 y la resistencia
electromagnética generada por el motor 32. Sin embargo, la sección
del árbol 6 y el árbol del husillo 18 están unidos. Por lo tanto,
no existe la necesidad de un acoplamiento para unir la sección del
árbol 6 y el árbol del husillo 18. El momento de inercia se hace
mucho más pequeño.
El momento de inercia del árbol del husillo 18
se basa en la aceleración del empuje desde la superficie de la
carretera y la intensidad del momento de inercia no se puede
controlar libremente a diferencia de la fuerza electromagnética
generada por motor 32. Por lo tanto, cuanto mayor es el momento de
inercia del árbol del husillo 18, más difícil es el control de la
fuerza de amortiguación por el amortiguador electromagnético.
Sin embargo, puesto que no existe acoplamiento
para ser unido con el árbol del husillo 18 según la presente
invención, el momento de inercia se hace mucho más pequeña.
Especialmente en la etapa inicial de la entrada de una fuerza
exterior en el interior del cuerpo del amortiguador 30, es posible
evitar que la fuerza de amortiguación sobre la base del momento de
inercia se haga demasiado grande.
Por lo tanto, es posible fabricar un vehículo
más confortable de conducir. También, en el caso en el que la
fuerza de amortiguación que se va a generar esté controlada de
acuerdo con las condiciones del desplazamiento, la influencia que
la fuerza de electromagnética del motor 32 ejerce sobre la fuerza de
amortiguación siendo fácil de controlar se hace relativamente
grande, por lo que la capacidad de control global de la fuerza de
amortiguación se mejora en gran medida.
También, puesto que el árbol del husillo 18 y la
sección del árbol 6 del motor 32 están formados como un elemento de
árbol unido a diferencia del caso en el cual el árbol del husillo 18
y la sección del árbol 6 están constituidos como componentes
separados y están unidos entre sí mediante un acoplamiento, el
número de componentes se puede reducir, el montaje y el proceso se
pueden facilitar, la productividad se puede mejorar y los costes de
fabricación se pueden reducir.
Además, puesto que no se requiere el
acoplamiento para la unión del árbol del husillo 18 y la sección del
árbol 6, es posible acortar la longitud en la dirección axial y
aligerar globalmente el amortiguador.
Los diámetros de los árboles del husillo 18, la
sección intermedia del árbol 21 y la sección del árbol 6 se hacen
más delgadas en orden. Por lo tanto, cuando se monta el amortiguador
electromagnético, el árbol del husillo 18 está acoplado
helicoidalmente con la tuerca esférica 17, además la sección
intermedia del árbol 21 está insertada en el interior del
rodamiento de bolas 13 y finalmente la sección del árbol 6 se puede
insertar en el interior del motor 32. Por lo tanto, esto facilita
el montaje y mejorar la productividad.
La presente invención no está limitada a las
formas de realización descritas antes en este documento. Es evidente
que la presente invención incluye diversas mejoras y modificaciones
las cuales pueden ser realizadas por una persona experta en la
técnica dentro del ámbito de las ideas técnicas proporcionadas en la
siguiente reivindicaciones.
El amortiguador electromagnético según la
presente invención se puede aplicar como un amortiguador para un
vehículo.
Claims (4)
1. Un amortiguador electromagnético
comprendiendo:
- un cuerpo del amortiguador (30) el cual
realiza un movimiento telescópico en respuesta a una entrada desde
el exterior;
- un mecanismo de husillo de bolas (16), el cual
está dispuesto en el cuerpo del amortiguador (30), convierte el
movimiento telescópico en un movimiento giratorio y está compuesto
de una tuerca esférica (17) y un árbol del husillo (18);
- un motor (32) el cual está provisto
coaxialmente con el cuerpo del amortiguador (30) y genera una
resistencia electromagnética que se opone contra el movimiento
giratorio que entra en el interior del árbol giratorio (6) del
motor (32),
en el que el árbol del husillo (18) y el árbol
giratorio (6) del motor (32) están constituidos como un elemento de
árbol unido, y
en el que el cuerpo del amortiguador tiene un
cilindro exterior (23) y un cilindro interior (19) para ser
insertado de forma deslizante en el interior del cilindro exterior
(23), y
en el que la tuerca esférica (17) del mecanismo
de husillo de bolas (16) está fijada a una parte superior del
cilindro interior (19) y el árbol del husillo (18), el cual está
unido con el árbol giratorio (6) del motor (32), está acoplado
helicoidalmente con la tuerca esférica (17),
caracterizado porque el cilindro exterior
(23) está fabricado de una única pieza de material tubular recto
provisto de un diámetro constante y el motor (32) está unido
coaxialmente con una parte superior del cilindro exterior (23), y
el árbol del husillo (18) y el árbol giratorio (6) están unidos
mediante una sección intermedia del árbol (21) la cual está
sostenida de forma que puede girar mediante una pared interior del
cilindro exterior (23) a través de un rodamiento (13).
2. Un amortiguador electromagnético según la
reivindicación 1 caracterizado porque el diámetro de la
sección intermedia del árbol (21) es más delgado que aquél del
árbol del husillo (18) y además el diámetro del árbol giratorio (6)
es más delgado que aquél de la sección intermedia del árbol
(21).
3. Un amortiguador electromagnético según la
reivindicación 1 caracterizado porque un primer elemento de
cojín (27), el cual entra en contacto con una superficie inferior
de la tuerca esférica (17) en una posición de la carrera de máximo
descenso del cilindro interior (19), está instalado en el extremo
inferior del árbol del husillo (18).
4. Un amortiguador electromagnético según la
reivindicación 1 caracterizado porque un segundo elemento de
cojín (26), el cual entra en contacto con una superficie superior de
la tuerca esférica (17) en una posición de la carrera de máximo
ascenso del cilindro interior (19) está instalado en la superficie
inferior del rodamiento (18).
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