ES2321006T3 - Resorte neumatico, en particular para un vehiculo de motor. - Google Patents
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Abstract
Disposición de resorte neumático para un vehículo de motor, con un fuelle arrollable (2) elastomérico, que está conectado por un lado a una primera pieza de fijación (3) y por otro lado a una segunda pieza de fijación (4), distanciada axialmente respecto a la primera pieza de fijación (3), en cada caso de forma estanca al aire para configurar un espacio de resorte neumático de volumen variable, en donde las dos piezas de fijación (3, 4) están fijadas a las piezas constructivas a amortiguar elásticamente unas con relación a otras, en donde la primera pieza de fijación (3) está configurada como émbolo de rodadura, sobre el cual rueda el fuelle arrollable (2) durante un movimiento elástico orientado fundamentalmente de forma axial con la configuración de un primer pliegue arrollable, y en donde la segunda pieza de fijación (4) está estructurada en dos partes a partir de una parte de apoyo (7), que puede fijarse sobre una pieza constructiva, y una parte intermedia (8) a la que está conectado el fuelle arrollable, en donde la parte de apoyo (7) y la parte intermedia (8) están unidas, de forma estanca al aire, a un anillo de apoyo elástico (10) periférico de material elastomérico, en donde el anillo de apoyo elástico periférico está configurado como anillo de apoyo cónico (10) que, según se mira en sección transversal, está ajustado oblicuamente con relación a la dirección axial del resorte neumático (1) con un ángulo de ajuste (alfa), caracterizada porque en la posición de montaje el resorte neumático (1) está dispuesto, con una orientación aproximadamente vertical del émbolo de rodadura (3), sobre la región superior del fuelle arrollable (2) y la segunda parte de fijación (4) con el anillo de apoyo cónico (10) sobre la región inferior del fuelle arrollable (2), y porque el estrechamiento cónico del anillo de apoyo cónico (10) está dirigido hacia fuera del fuelle arrollable (2), con relación a la posición de montaje en una región por debajo del anillo de apoyo cónico (10), de tal modo que la parte intermedia (8) puede moverse cardánicamente con relación a la parte de apoyo (7) con una acción de recuperación, en donde sobre la parte intermedia (8) está configurada una región de anillo de apoyo cónico de parte intermedia (11) y sobre la parte de apoyo (7) una región de anillo de apoyo cónico de parte de apoyo (12) que se abre hacia arriba que, en el estado ensamblado del resorte neumático (1), están asociadas una a la otra y distanciadas una de la otra, de tal modo que la región de anillo de apoyo cónico de parte intermedia (11) está introducida desde arriba en la región de anillo de apoyo cónico de parte de apoyo (12) y el anillo de apoyo cónico (10) está vulcanizado entremedio.
Description
Resorte neumático, en particular para un
vehículo de motor.
La invención se refiere a un resorte neumático
para un vehículo de motor, según el preámbulo de la reivindicación
1, como se muestra p.ej. en el documento US 2003/0020218 A1.
Un resorte neumático conocido del documento DE
37 26 923 C2 presenta un fuelle arrollable elastomérico, que está
conectado por un lado a una primera pieza de fijación y por otro
lado a una segunda pieza de fijación, distanciada axialmente
respecto a la primera pieza de fijación, en cada caso de forma
estanca al aire para configurar un espacio de resorte neumático de
volumen variable. Las dos piezas de fijación están fijadas con ello
a las piezas constructivas a amortiguar elásticamente unas con
relación a otras. Además de esto la primera pieza de fijación está
configurada como émbolo de rodadura, sobre el cual rueda el fuelle
arrollable durante un movimiento elástico orientado
fundamentalmente de forma axial con la configuración de un primer
pliegue arrollable. La segunda pieza de fijación está estructurada
en dos partes a partir de una parte de apoyo, que puede fijarse
sobre una pieza constructiva, y una parte intermedia a la que está
conectado el fuelle arrollable. Con ello la parte de apoyo y la
parte intermedia están unidas, de forma estanca al aire, a un anillo
de apoyo elástico periférico de material elastomérico.
Concretamente este resorte neumático se usa para
amortiguar elásticamente un vehículo de motor. La parte intermedia
está ejecutada anularmente y dispuesta con distancia radial respecto
a la parte de apoyo. El espacio intermedio anular formado con ello
entre la parte de apoyo y la parte intermedia está relleno de
material elastomérico mediante el anillo de apoyo elástico
periférico, de tal modo que por medio de esto la parte de apoyo y la
parte intermedia están unidas entre sí de forma axialmente
elástica. La rigidez elástica del anillo de apoyo elástico está
diseñada con ello menor que la rigidez elástica del fuelle
arrollable.
Asimismo se conoce del documento DE 199 52 919
A1 un resorte neumático, en el que también está configurada una
primera pieza de fijación como émbolo de rodadura para un fuelle
arrollable. Una segunda pieza de fijación, a la que está conectado
de forma estanca al aire el segundo extremo del fuelle arrollable,
está configurada también aquí en dos partes, en donde entre las dos
partes aisladas de la segunda pieza de fijación está dispuesta una
articulación. Además de esto se conoce del documento US 6,386,523 B1
un resorte neumático, en el que tanto la primera pieza de fijación
como la segunda pieza de fijación están ejecutadas como émbolo de
rodadura, de tal manera que el fuelle arrollable configura dos
pliegues arrollables en el caso de un movimiento elástico.
La misión de la invención consiste en
perfeccionar un resorte neumático del género expuesto, de tal modo
que se mejoren de forma sencilla las características elásticas del
resorte neumático.
Esta misión es resuelta con las particularidades
de la reivindicación 1.
Conforme a la reivindicación 1 el anillo de
apoyo elástico periférico está configurado como anillo de apoyo
cónico que, según se mira en sección transversal, está ajustado
oblicuamente con relación a la dirección axial del resorte
neumático con un ángulo de ajuste. El estrechamiento cónico del
anillo de apoyo cónico está dirigido con ello hacia fuera del
fuelle arrollable, de tal modo que la parte intermedia puede moverse
cardánicamente con relación a la parte de apoyo. El diámetro del
anillo de apoyo elástico se ha elegido de tal modo, que se
corresponde aproximadamente con el diámetro efectivo del resorte
neumático. Por medio de esto se consigue que las fuerzas (fuerzas
de presión) que actúan sobre el anillo intermedio en dirección axial
estén en gran medida compensadas. Esto hace posible un diseño
blando del anillo de apoyo elástico.
La carga del fuelle se reduce en especial a
causa de movimientos cardánicos entre las dos piezas constructivas
a amortiguar elásticamente, por medio de que el anillo intermedio de
la pieza de fijación inferior está montado de forma articulada con
relación a la cubeta.
Sobre la parte intermedia está configurada una
región de anillo de apoyo cónico de parte intermedia y sobre la
parte de apoyo una región de anillo de apoyo cónico de parte de
apoyo. Ambas regiones de anillo de apoyo cónico están asociadas con
ello una a la otra en el estado ensamblado del resorte neumático y
distanciadas una de la otra, de tal modo que el anillo de apoyo
cónico está vulcanizado entre la región de anillo de apoyo cónico
de parte intermedia y la región de anillo de apoyo cónico de parte
de apoyo. Mediante el anillo de apoyo cónico vulcanizado se
garantiza además una estanqueidad con funcionamiento seguro del
resorte neumático en la región del anillo de apoyo cónico. Las dos
regiones de anillo de apoyo cónico, por un lado, sobre la parte
intermedia y por otro lado sobre la parte de apoyo, discurren, según
se mira en sección transversal a través del resorte neumático,
distanciadas entre sí aproximadamente en paralelo, de tal manera que
el anillo de apoyo cónico presenta periféricamente el mismo grosor
de material. Mediante el vulcanizado se propone una aplicación
sencilla y con funcionamiento seguro del anillo de apoyo cónico
entre las dos regiones de anillo de apoyo cónico.
Aquí es ventajoso que, a causa del anillo de
apoyo cónico colocado oblicuamente según se mira en sección
transversal, se obtenga un aumento de los grados de libertad del
movimiento de la parte intermedia con relación a la parte de apoyo,
de tal modo que por medio de esto se mejoren las características
elásticas del resorte neumático. Mediante el montaje elástico de la
parte intermedia con relación a la parte de apoyo puede reducirse un
endurecimiento de resorte dinámico, en donde a causa del anillo de
apoyo cónico es posible al mismo tiempo un desvío cardánico de la
parte intermedia con relación a la parte de apoyo. Dependiendo del
ángulo de ajuste, que produce la posición oblicua según se mira en
sección transversal del anillo de apoyo cónico, se obtiene un punto
de giro para la parte intermedia, alrededor del cual "puede
girar" la parte intermedia con relación a la parte de apoyo.
Para el diseño de todo el resorte neumático es necesario con ello
prestar atención a que este punto de giro esté situado distanciado
respecto a un punto de ataque de la fuerza de presión, aplicada a
través del fuelle arrollable. Por medio de esto se obtiene un
equilibrio de fuerzas estable en la parte intermedia. Es decir, que
en el caso de un desvío de la parte de apoyo en unión a la fuerza de
presión aplicada a través del fuelle arrollable se obtiene un
momento de recuperación. Cuanto mayor sea la distancia entre el
punto de giro de la parte intermedia y el punto de ataque de la
fuerza de presión aplicada a través del fuelle arrollable, mayor es
esta acción de recuperación.
La posición del punto de giro de la parte
intermedia depende con ello del ángulo de ajuste, es decir, de la
posición oblicua del anillo de apoyo cónico con relación a la
dirección axial del resorte neumático. Conforme a la reivindicación
2 el ángulo de ajuste puede estar dentro de un margen de entre 15º y
40º, con preferencia el ángulo de ajuste es de entre 20º y 30º, muy
preferiblemente de 25º. En total puede influirse mediante una
modificación del ángulo de ajuste en las características elásticas
del apoyo cónico y con ello en el resorte neumático.
En una configuración ventajosa conforme a la
reivindicación 4 la parte intermedia puede presentar, al menos en
la región de la conexión del fuelle arrollable, una región de émbolo
de rodadura sobre la cual rueda el fuelle arrollable durante un
movimiento elástico con la configuración de un segundo pliegue
arrollable. Por medio de esto se configura, además del primer
pliegue arrollable configurado sobre la primera pieza de fijación,
también un segundo pliegue arrollable sobre la segunda pieza de
fijación, es decir sobre la parte intermedia de la segunda pieza de
fijación. Mediante la configuración del segundo pliegue arrollable
sobre la región de émbolo de rodadura de la parte intermedia se
desciende el punto de ataque de las fuerzas de presión aplicadas a
través del fuelle arrollable, de tal modo que por medio de esto se
aumenta la distancia entre este punto de ataque y el punto de giro
de la parte intermedia, que se define mediante el anillo de apoyo
cónico. De este modo se obtiene ventajosamente un equilibrio de
fuerzas más estable sobre la parte intermedia, como ya se ha
explicado anteriormente con más detalle.
En un perfeccionamiento conforme a la
reivindicación 5 la parte intermedia puede presentar, conectándose a
una región de émbolo de rodadura, una región de espaldilla
radialmente en voladizo para un guiado y/o apoyo del fuelle
arrollable. Por medio de esto puede provocarse, dependiendo de la
configuración geométrica de la región de espaldilla en voladizo
sobre la parte intermedia, un guiado y/o apoyo deseado
correspondiente del fuelle arrollable o del segundo pliegue
arrollable sobre esta región de espaldilla, de tal modo que por
medio de esto puede influirse en total sobre las características
elásticas.
Otra posibilidad del ajuste de las
características elásticas consiste en que, conforme a la
reivindicación 6, la región de émbolo de rodadura de la primera
pieza de fijación está configurada cónicamente. Si la región de
émbolo de rodadura de la primera pieza de fijación está configurada
cónicamente y al mismo tiempo sobre la segunda pieza de fijación,
es decir sobre la parte intermedia de la segunda pieza de fijación,
está configurada una región de espaldilla radialmente en voladizo
conectada a la región de émbolo de rodadura allí situada, se
influye así por medio de esto de forma correspondiente, en el caso
de un movimiento elástico del resorte neumático, en la rodadura de
los dos pliegues arrollables. De este modo el fuelle arrollable
puede estar diseñado por ejemplo con la finalidad de que, en el
caso de un movimiento elástico, en primer lugar el segundo pliegue
arrollable ruede hasta la región de espaldilla sobre la región de
émbolo de rodadura de la parte intermedia y a continuación, a causa
de la región de émbolo de rodadura que se estrecha de la primera
pieza de fijación, se produzca una rodadura del primer pliegue
arrollable a lo largo de esta región de émbolo de rodadura.
Según la reivindicación 7 el fuelle arrollable
puede estar fijado a la primera pieza de fijación y/o a la segunda
pieza de fijación mediante un anillo de sujeción. Con el anillo de
sujeción se propone un medio de fijación sencillo y económico,
mediante el cual puede conectarse el fuelle arrollable, con
funcionamiento seguro, a la primera pieza de fijación y/o a la
segunda pieza de fijación. En especial a causa del primer y/o del
segundo pliegue arrollable del fuelle arrollable debe prestarse
atención a que para la conexión del fuelle arrollable a la pieza de
fijación respectiva sea posible de forma sencilla una accesibilidad
radial correspondiente al anillo de sujeción.
Para una configuración sencilla de la segunda
pieza de fijación la parte de apoyo puede estar formada por una
cubeta de resorte neumático, según la reivindicación 8, en donde la
parte intermedia según la reivindicación 9 puede estar formada por
un anillo intermedio. Un anillo intermedio de este tipo puede
producirse por ejemplo mediante una sencilla conformación de una
pieza tubular a partir de un material de chapa, de tal modo que
según se mira en sección transversal la región de émbolo de
rodadura, la región de espaldilla en voladizo y la región de anillo
de apoyo cónico de parte intermedia están configuradas de forma que
se conectan, en cada caso unas a otras, sobre el anillo
intermedio.
Conforme a un dibujo se explica con más detalle
un ejemplo de ejecución de la invención.
Aquí muestran:
la fig. 1 un corte longitudinal esquemático a
través de un resorte neumático conforme a la invención,
la fig. 2 un corte longitudinal esquemático del
resorte neumático de la fig. 1, en donde se ha representado una
segunda pieza de fijación dislocada con relación a una primera pieza
de fijación, y
la fig. 3 un corte longitudinal esquemático de
un resorte neumático conforme a la invención con un segundo pliegue
arrollable.
En la fig. 1 se ha representado esquemáticamente
un corte longitudinal a través de un resorte neumático 1. El
resorte neumático 1 presenta un fuelle arrollable 2 elastomérico,
que está conectado por un lado a una primera pieza de fijación 3 y
por otro lado a una segunda pieza de fijación 4, distanciada
axialmente respecto a la primera pieza de fijación, en cada caso de
forma estanca al aire. Por medio de esto se configura un espacio de
resorte neumático 5 de volumen variable. Las dos piezas de fijación
3 y 4 están fijadas a piezas constructivas, no representadas aquí
con más detalle y a amortiguar elásticamente unas con relación a
otras, como p.ej. a una carrocería de vehículo y una suspensión de
rueda.
La primera pieza de fijación 3 está configurada
con ello como émbolo de rodadura, sobre el cual rueda el fuelle
arrollable 2 durante un movimiento elástico orientado
fundamentalmente de forma axial del resorte neumático 1 con la
configuración de un primer pliegue arrollable 6. La región de émbolo
de rodadura de la primera pieza de fijación 3 puede estar con ello
configurada cónicamente.
La segunda pieza de fijación 4 está estructurada
en dos partes a partir de una parte de apoyo 7 y una parte
intermedia 8. La parte de apoyo 7 puede fijarse a la pieza
constructiva no representada aquí con más detalle, en donde está
conectada a la parte intermedia 8 del fuelle arrollable 2. Las dos
conexiones del fuelle arrollable 2, precisamente por un lado a la
primera pieza de fijación 3 y por otro lado a la parte intermedia 8,
están configuradas en cada caso mediante un anillo de sujeción 9.
La parte de apoyo 7 y la parte intermedia 8 están unidas de forma
estanca al aire a un anillo de apoyo elástico 10 periférico, que
está producido con un material elastomérico. Este anillo de apoyo
elástico periférico está configurado con ello como anillo de apoyo
cónico 10 que, según se mira en sección transversal, está aplicado
oblicuamente con relación a la dirección axial del resorte
neumático 1 con un ángulo de ajuste \alpha. El estrechamiento
cónico del anillo de apoyo cónico 10 está dirigido hacia fuera del
fuelle arrollable 2, de tal modo que la parte intermedia 8 puede
moverse cardánicamente con relación a la parte de apoyo 7. El
anillo de apoyo cónico 10 está vulcanizado con ello entre una
región de anillo de apoyo cónico de parte intermedia 11 y una región
de anillo de apoyo cónico de parte de apoyo 12. Las dos regiones de
anillo de apoyo cónico 11 y 12 están asociadas con ello una a la
otra, en el estado ensamblado del resorte neumático 1, y
distanciadas una de la otra.
Mediante el ajuste del anillo de apoyo cónico 10
con el ángulo de ajuste \alpha se obtiene un punto de giro 13 del
apoyo, que se ha dibujado esquemáticamente con un símbolo circular
en la fig. 1. Con otro símbolo circular se ha dibujado un punto de
ataque 14 de las fuerzas de presión 18, aplicadas a través del
fuelle arrollable 2. El ángulo de ajuste \alpha debe ejecutarse
con ello de tal modo, que el punto de giro 13 de la parte
intermedia 8 esté situado a una distancia 15 por encima del punto de
ataque 14 de las fuerzas de presión 18, aplicadas a través del
fuelle arrollable 2. Por medio de esto se obtiene un equilibrio de
fuerzas estable en la parte intermedia 8. Un desvío 16 de la
segunda pieza de fijación 4, como se ha representado
esquemáticamente en la fig. 2 en una representación en corte del
resorte neumático 1, produce un dislocamiento 17, de tal manera que
el punto de ataque 14 de la fuerza de presión 18, aplicada a través
del fuelle arrollable 2, y el punto de giro 13 de la parte
intermedia 8, según se mira en dirección axial, ya no están situados
sobre una línea. Este dislocamiento 17 produce en unión a la fuerza
de presión 18 un momento de recuperación, de tal modo que por medio
de esto el equilibrio de fuerzas estable se restablece en la parte
intermedia 8. Cuanto mayor sea la distancia 15 entre el punto de
giro y el punto de ataque 14 de la fuerza de presión 18, mayor es
esta acción de recuperación.
Una posibilidad sencilla de aumento de la
distancia 15 entre el punto de giro 13 y el punto de ataque 14 se
muestra en una representación en corte esquemática en la fig. 3. Con
ello se muestra una estructura análoga del resorte neumático 1 como
a descrita en las figuras 1 y 2, en donde sobre la parte intermedia
8 el fuelle arrollable 2 utiliza una región de émbolo de rodadura
19, de tal manera que éste rueda durante un movimiento elástico
configurando un segundo pliegue arrollable 20. Sobre la parte
intermedia 8 se ha configurado, conectándose a la región de émbolo
de rodadura 19, una región de espaldilla 21 radialmente en voladizo,
que representa un guiado y/o apoyo del fuelle arrollable 2 o del
segundo pliegue arrollable 20.
En el ejemplo de ejecución representado en las
figs. 1 a 3 del resorte neumático 1 la parte intermedia 8 está
configurada como anillo intermedio que, según se mira en sección
transversal, presenta la región de émbolo de rodadura 19, la región
de espaldilla 21 y la región de anillo de apoyo cónico de parte
intermedia de forma que se conectan unas a otras. La región de
émbolo de rodadura 19 está orientada con ello aproximadamente en
paralelo a la dirección axial del resorte neumático 1, en donde la
región de espaldilla 21 está configurada radialmente en voladizo y,
conectada a la misma, la región de anillo de apoyo cónico de parte
intermedia 11 se estrecha dirigida hacia fuera del fuelle
arrollable 2 de forma correspondiente al ángulo de ajuste
\alpha.
Claims (9)
1. Disposición de resorte neumático para un
vehículo de motor, con un fuelle arrollable (2) elastomérico, que
está conectado por un lado a una primera pieza de fijación (3) y por
otro lado a una segunda pieza de fijación (4), distanciada
axialmente respecto a la primera pieza de fijación (3), en cada caso
de forma estanca al aire para configurar un espacio de resorte
neumático de volumen variable, en donde las dos piezas de fijación
(3, 4) están fijadas a las piezas constructivas a amortiguar
elásticamente unas con relación a otras, en donde la primera pieza
de fijación (3) está configurada como émbolo de rodadura, sobre el
cual rueda el fuelle arrollable (2) durante un movimiento elástico
orientado fundamentalmente de forma axial con la configuración de un
primer pliegue arrollable, y en donde la segunda pieza de fijación
(4) está estructurada en dos partes a partir de una parte de apoyo
(7), que puede fijarse sobre una pieza constructiva, y una parte
intermedia (8) a la que está conectado el fuelle arrollable, en
donde la parte de apoyo (7) y la parte intermedia (8) están unidas,
de forma estanca al aire, a un anillo de apoyo elástico (10)
periférico de material elastomérico, en donde el anillo de apoyo
elástico periférico está configurado como anillo de apoyo cónico
(10) que, según se mira en sección transversal, está ajustado
oblicuamente con relación a la dirección axial del resorte neumático
(1) con un ángulo de ajuste (\alpha), caracterizada porque
en la posición de montaje el resorte neumático (1) está dispuesto,
con una orientación aproximadamente vertical del émbolo de rodadura
(3), sobre la región superior del fuelle arrollable (2) y la
segunda parte de fijación (4) con el anillo de apoyo cónico (10)
sobre la región inferior del fuelle arrollable (2), y porque el
estrechamiento cónico del anillo de apoyo cónico (10) está dirigido
hacia fuera del fuelle arrollable (2), con relación a la posición de
montaje en una región por debajo del anillo de apoyo cónico (10),
de tal modo que la parte intermedia (8) puede moverse cardánicamente
con relación a la parte de apoyo (7) con una acción de
recuperación, en donde sobre la parte intermedia (8) está
configurada una región de anillo de apoyo cónico de parte intermedia
(11) y sobre la parte de apoyo (7) una región de anillo de apoyo
cónico de parte de apoyo (12) que se abre hacia arriba que, en el
estado ensamblado del resorte neumático (1), están asociadas una a
la otra y distanciadas una de la otra, de tal modo que la región de
anillo de apoyo cónico de parte intermedia (11) está introducida
desde arriba en la región de anillo de apoyo cónico de parte de
apoyo (12) y el anillo de apoyo cónico (10) está vulcanizado
entremedio.
2. Disposición de resorte neumático según la
reivindicación 1, caracterizada porque el ángulo de ajuste
(\alpha) está dentro de un margen de entre 15º y 40º, con
preferencia de entre 20º y 30º, y es muy preferiblemente de 25º.
3. Disposición de resorte neumático según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el diámetro del
anillo de apoyo elástico (10) se corresponde aproximadamente con el
diámetro efectivo del resorte neumático (1).
4. Disposición de resorte neumático según una de
las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la parte
intermedia (8) presenta, al menos en la región de la conexión del
fuelle arrollable (2), una región de émbolo de rodadura (19) sobre
la cual rueda el fuelle arrollable (2) durante un movimiento
elástico con la configuración de un segundo pliegue arrollable
(20).
5. Disposición de resorte neumático según la
reivindicación 4, caracterizada porque la parte intermedia
(8) presenta, conectándose a la región de émbolo de rodadura (19),
una región de espaldilla (21) radialmente en voladizo para un
guiado y/o apoyo del fuelle arrollable (2).
6. Disposición de resorte neumático según una de
las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la región
de émbolo de rodadura de la primera parte de fijación (3) está
configurada con preferencia cónicamente.
7. Disposición de resorte neumático según una de
las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el fuelle
arrollable (2) está fijado a la primera pieza de fijación (3) y/o a
la segunda pieza de fijación (4) mediante un anillo de sujeción
(9).
8. Disposición de resorte neumático según una de
las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque la parte de
apoyo (7) está formada por una cubeta de resorte neumático.
9. Disposición de resorte neumático según una de
las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque la parte
intermedia (8) está formada por un anillo intermedio.
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