ES2339037T3 - Resorte de compresion y procedimiento para su fabricacion. - Google Patents
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Abstract
Un resorte de compresión que comprende un cilindro de elastómero termoplástico, que está encajado en un montaje compuesto que comprende una alternancia de n manguitos de elastómero termoplástico y de (n-1) anillos sensiblemente indeformables, siendo emparedado el o cada anillo indeformable entre dos de dichos manguitos y rodeando a dicho cilindro, caracterizado porque los manguitos (4, 5, 7, 18, 19) son cuerpos geométricos en forma de anillos cuya cara lateral está arqueada hacia el exterior del resorte.
Description
Resorte de compresión y procedimiento para su
fabricación.
El invento se refiere a los resortes,
especialmente a los resortes de compresión de material
elastómero.
En los documentos
US-A-4.198.037,
GB-A-2.180.618 y WO 98/46930, se
describen resortes de elastómero, especialmente concebidos para
funcionar a compresión. Estos resortes comprenden un cuerpo formado
por un bloque de elastómero termoplástico al que se ha hecho sufrir
un tratamiento mecánico apropiado, que comprende una deformación por
compresión más allá del limite elástico del elastómero
termoplástico, siendo la compresión seguida de una distensión o
relajación del bloque. A la salida de la distensión, el bloque de
elastómero termoplástico conserva una deformación remanente, que
depende de la magnitud del esfuerzo de compresión y del elastómero
termoplástico seleccionado.
En el documento
US-A-4.198.037, el cuerpo de
elastómero termoplástico es un bloque macizo. Estos resortes
conocidos tienen generalmente un pequeño recorrido, comparado con su
volumen. Son además resortes duros, siendo elevada la relación entre
la fuerza de compresión y su deformación.
En el documento
GB-A-2.180.618, el cuerpo de
elastómero termoplástico es un bloque vaciado, generalmente tubular.
Los resortes así obtenidos son generalmente más flexibles que los
resortes de bloques macizos, pero su recorrido no ha sido más que
mejorado ligeramente. Se prestan además difícilmente a la
fabricación de resortes de gran longitud, pues están fácilmente
sujetos a una deformación por pandeo.
En el documento WO 98/46930, el cuerpo de
elastómero termoplástico es compuesto; comprende dos elementos de
elastómero termoplástico de los que uno es cilíndrico y se
encuentran encajado en el otro que es anular.
Los resortes obtenidos en los documentos ya
citados tienen generalmente la forma de un toroide anular de pequeña
altura. Estos resortes conocidos tienen generalmente un pequeño
recorrido, comparado con su volumen, lo que puede constituir un
inconveniente para ciertas aplicaciones. Para remediar este
inconveniente, se ha pensado, en los documentos
US-A-4.198.037,
GB-A-2.180.618 y WO 98/46930,
superponer varios toroides entre los que se interponen discos
metálicos. Los discos metálicos sirven para solidarizar los toroides
entre si, para formar un conjunto coherente. A este efecto, están
provistos de medios de enganche a los toroides. Estos medios de
enganche pueden comprender zonas vaciadas o asperezas al contacto
con las cuales se hace fluir el elastómero termoplástico de los
toroides bajo el efecto de un esfuerzo de compresión adicional. La
fabricación de tales resortes es complicada y costosa. Necesita la
confección de discos de perfil complicado, que comprenden asperezas
apropiadas o vaciados apropiados. Implica además utilizar un
aparellaje adaptado para centrar correctamente el apilamiento de los
toroides y de los
discos.
discos.
En el documento WO-01/34 995, se
propone un resorte que remedia este inconveniente de los resortes de
bloques apilados. En este resorte conocido, esquematizado en la fig.
4 del documento WO-01/34995, el cuerpo del resorte
es rodeado de un anillo rígido antes de ser sometido al tratamiento
mecánico ya citado de compresión/distensión. En la fabricación de
este resorte conocido, se encuentra sin embargo la dificultad de
ajustar correctamente el anillo y mantenerlo en posición antes y
durante el tratamiento mecánico susodicho.
El documento FR-2.602.293, se
refiere a dispositivos antisísmicos que asocian elementos elásticos
con elementos amortiguadores. Se ha descrito en él un dispositivo
que comprende un núcleo cilíndrico de un material viscoelástico, que
está encajado en un montaje compuesto formado por manguitos de un
material elástico, alternando con anillos de un material
indeformable.
El invento pretende remediar los inconvenientes
y desventajas de los resortes conocidos descritos más arriba,
proporcionando un resorte de compresión cuyas prestaciones son
mejoradas y cuya fabricación es facilitada.
El invento pretende además particularmente de un
resorte de compresión formado por una apilamiento de toroides
anulares de elastómero termoplástico, cuya fabricación en facilitada
y menos costosa que la de los resortes conocidos descritos más
arriba.
En consecuencia, el invento se refiere a un
resorte de compresión que comprende un cilindro de elastómero
termoplástico, que es encajado en un montaje compuesto que comprende
una alternancia de n manguitos de elastómero termoplástico y de
(n-1) anillos sensiblemente indeformables, siendo
emparedado el o cada anillo indeformable entre dos de dichos
manguitos y rodeando a dicho cilindro; según el invento, el resorte
se caracteriza porque los manguitos son cuerpos geométricos en forma
de anillos cuya cara lateral está arqueada hacia el exterior del
resorte.
En el resorte según el invento, el cilindro y
los manguitos son de elastómero termoplástico. Por definición, un
elastómero es un material macromolecular que presenta propiedades
elásticas. Un elastómero termoplástico es un elastómero que conserva
propiedades elásticas después de haber sufrido una deformación
remanente por fluencia plástica bajo la acción de un esfuerzo de
compresión. Las propiedades elásticas a la compresión, del
elastómero termoplástico que ha sufrido la deformación remanente son
normalmente diferentes de las del elastómero antes de la
deformación. Los elastómeros termoplásticos son bien conocidos en la
técnica y son generalmente elastómeros de síntesis.
Mediante las propiedades enunciadas más arriba,
el elastómero termoplástico seleccionado para el resorte según el
invento no es critico para la definición del invento. Se utilizan
ventajosamente poliésteres termoplásticos. Ejemplos de poliésteres
termoplásticos que convienen para el invento pertenecen a la familia
de los copolímeros de ésteres de poliéteres.
Copolímeros obtenidos por transesterificación de
un Éster derivado de ácido ftálico, de un glicol de bajo peso
molecular y de un poliéter de glicol convienen también, en
particular los comercializados con la marca HYTREL® (Du Pont).
Informaciones relativas a estos copolimeros son accesibles en
particular en el documento Polymer Engineering and Science,
diciembre de 1974, vol. 14, n° 12 págs. 848 a 852, así como en el
documento Encyclopedia of polymer Science and Technology, Supl. Vol
II, Wiley & Son, Nueva York, 1977, págs.
484-509.
Los elastómeros conocidos con la marca ARNITEL®
(DSM) convienen especialmente bien.
En el resorte según el invento, el cilindro está
encajado en un montaje compuesto que comprende una alternancia de n
manguitos de elastómero termoplástico y (n-1)
anillos sensiblemente indeformables.
Conforme al invento, n designa un número entero
al menos igual a 2. En el caso en que n = 2, el resorte comprende un
sólo anillo sensiblemente indeformable, que es emparedado entre dos
manguitos. En el caso en que n es superior a 2, el resorte según el
invento comprende varios anillos sensiblemente indeformables que
alternan con los manguitos, de tal manera que cada uno de dichos
anillos sensiblemente indeformables sea emparedado entre dos
mangui-
tos.
tos.
Se entiende designar por la expresión "anillo
sensiblemente indeformable", un anillo cuyo diámetro interior no
sufre cambio sustancial durante la fabricación del resorte (la
fabricación del resorte y la expresión "cuyo diámetro interior no
sufre cambio sustancial durante la fabricación del resorte" serán
explicadas más lejos). El o cada anillo sensiblemente indeformable
del resorte según el invento es de preferencia rígido. Es
generalmente de metal, aunque puede igualmente convenir algún otro
material apropiado.
En lo que sigue de la presente memoria, el o
cada anillo sensiblemente indeformable será designado "anillo
indeformable", como medida de simplicidad.
En el resorte según el invento, los manguitos
son anillos cuya cara lateral es abombada, de manera que aparentan
toroides de los resortes de los que se ha tratado más arriba, en
referencia al documento WO 98/461930. La forma de los manguitos será
explicada adicionalmente en el curso de la descripción que va a
seguir de su fabricación.
Las dimensiones de los manguitos no son críticas
para la definición del invento. Van a depender de las propiedades
buscadas para el resorte, siendo éstas determinadas por la
aplicación a la que se destina el resorte. Pueden ser determinadas
en cada caso particular por un experto en la materia.
En el resorte según el invento, los n manguitos
forman una sucesión de n toroides anulares, que rodean el cilindro,
siendo este último común a los n manguitos. El resorte según el
invento comprende al menos dos toroides anulares separadas por un
anillo indeformable que rodea el cilindro. En una variante, el
resorte según el invento puede comprender más de dos toroides
anulares superpuestos. En el caso particular en que el resorte según
el invento comprende tres toroides anulares (n=3), estos alternan
con anillos indeformables que rodean el cilindro y que son
emparedados entre tres manguitos de elastómero termoplástico. En el
caso particular en que el resorte según el invento comprende cuatro
toroides anulares (n=4), estos alternan con tres anillos
indeformables que rodean el cilindro y que son emparedados
respectivamente entre cuatro manguitos de elastómero
termoplástico.
En principio, para la definición del invento, no
existe límite superior al valor del número n. En la práctica sin
embargo, el número n está limitado por la necesidad de asegurar la
estabilidad mecánica del resorte, en particular su resistencia al
pandeo en condiciones normales de utilización. El límite superior
del número n va entonces a depender de los diversos parámetros, en
particular del diámetro de los toroides, de su espesor y del
elastómero termoplástico empleado. Debe ser determinado en cada caso
particular por un experto en la materia.
En el resorte según el invento, el cilindro y
los manguitos pueden ser de un mismo elastómero termoplástico. El
invento se aplica sin embargo también al caso en que el elastómero
termoplástico del cilindro es diferente del de los manguitos. De
manera similar, los manguitos pueden ser realizados en un mismo
elastómero termoplástico o en elastómeros termoplásticos
diferentes.
En la forma de realización preferida del resorte
según el invento, el cilindro forma, en el interior del resorte, n
toroides circulares superpuestos, que alternan con el o los anillos
indeformables que encierran. En esta forma de realización del
resorte, la cara circular interior de los manguitos es cóncava y la
cara lateral de cada uno de los toroides circulares está abombada y
se empotra en la cara cóncava de un manguito. Esta forma de
realización particular del resorte según el invento serán mejor
comprendida en el curso de la descripción que va a seguir del
procedimiento de fabricación del resorte según el invento.
En el resorte según el invento, el o cada anillo
indeformable,, el cilindro y los manguitos son generalmente de
revolución alrededor de un eje común.
En el resorte según el invento, el cilindro de
elastómero termoplástico puede ser un cilindro macizo o un cilindro
tubular.
En una forma de realización particular del
resorte según el invento, el cilindro de elastómero termoplástico es
un cilindro tubular y una barra indeformable se encuentra insertada
en dicho cilindro tubular y en contacto con una parte al menos de su
pared interna. En esta forma de realización del invento, la barra
indeformable tiene por función aumentar la resistencia del resorte
al pandeo. Está concebido para presentar una gran resistencia a la
flexión y es ventajosamente de metal, por ejemplo de acero, aunque
pueden convenir igualmente otros materiales. La barra puede ser una
barra maciza o un tubo.
Esta forma de realización del invento permite la
realización de resortes de gran longitud, que comprenden un número
elevado de toroides anulares superpuestos.
En una forma de realización modificada del
resorte según el invento, el cilindro de elastómero termoplástico
está compuesto y formado por un núcleo cilíndrico, encajado en un
forro. En esta forma de realización del invento, el forro y su
núcleo cilíndrico son comunes al conjunto de los manguitos y del o
de los anillos y el forro está rodeado por el o cada anillo. En esta
forma de realización, el elastómero termoplástico del forro puede
ser el mismo que el del núcleo cilíndrico o diferente de este. Por
otro lado, el núcleo cilíndrico puede ser un cilindro macizo o un
núcleo tubular. En una variante de la forma de realización que acaba
de ser descrita, el núcleo cilíndrico que se encuentra encajado en
el forro es tubular y una barra indeformable se encuentra insertada
en este núcleo tubular y en contacto con una parte al menos de su
pared interna. En esta variante del invento, la barra indeformable
tiene por función aumentar la resistencia del resorte al pandeo.
Está concebido para presentar una gran resistencia a la flexión y
ventajosamente es de metal, por ejemplo de acero, aunque pueden
convenir igualmente otros materiales. La barra puede ser una barra
maciza o un tubo. Esta forma de realización del invento permite la
realización de resortes de gran longitud, que comprenden un número
elevado de toroides anulares superpuestos.
En una forma de realización suplementaria del
resorte según el invento, cada manguito está encajado en el interior
de un forro periférico o de un montaje de al menos dos forros
periféricos encajados uno en el otro.
El resorte según el invento es fabricado por
medio de un procedimiento nuevo inventivo que deriva de los
procedimientos de fabricación descritos en los documentos
US-A-4.198.037,
GB-A-2.180.618 y WO 98/46930,
perfeccionándolos.
El invento se refiere igualmente entonces a un
procedimiento de fabricación de un resorte de compresión conforme al
invento, tal como se ha definido más arriba, según el cual se encaja
un cilindro de elastómero termoplástico en un montaje tubular que
comprende n manguitos de elastómero termoplástico que alternan con
(n-1) anillos sensiblemente indeformables, de tal
manera que el o cada anillo sea emparedado entre un par de dichos
manguitos, y luego se somete el cuerpo compuesto así obtenido, a un
esfuerzo de compresión suficiente para provocar una deformación
remanente del cilindro y a continuación se libera el esfuerzo.
En el procedimiento según el invento, n designa
un número entero al menos igual a 2. La magnitud del número n ha
sido explicada más arriba en la definición del resorte según el
invento.
En la presente memoria, el vocablo
"cilindro" designa una superficie geométrica definida por el
desplazamiento de una linea geométrica (la generatriz) paralelamente
a ella misma, a lo largo de otra linea geométrica (la directriz),
localizada enteramente en un plano geométrico. La directriz es de
preferencia una circunferencia, una elipse o un polígono y la
generatriz es de preferencia una recta geométrica. En el caso de un
polígono este es de preferencia un polígono regular. Los cuerpos de
revolución son preferidos, principalmente los cilindros rectos (cuya
directriz es una circunferencia) y los prismas rectos.
Según que n sea igual a 2 o sea superior a 2, se
emplea un solo anillo indeformable o varios (al menos dos) anillos
indeformables. Las dimensiones y el perfil del o de cada anillo y de
los manguitos que forman el montaje tubular deben ser compatibles
con las dimensiones y el perfil del cilindro, de manera que este
último pueda ser encajado o introducido en el interior de dicho
montaje tubular. En otros términos, el cilindro debe al menos poder
deslizar en el o cada anillo y en los manguitos. El anillo y los
manguitos pueden tener dimensiones que se adaptan con precisión a
las del cilindro, de tal manera que cuando este último está encajado
en el montaje tubular, se encuentra en contacto, en una parte o en
la totalidad de su superficie periférica con el o cada anillo y con
los manguitos. En una variante, puede preverse un espacio entre la
pared interna del montaje tubular y la superficie periférica del
cilindro, cuando este último es encajado en el montaje tubular. NO
obstante las características que acaban de ser enunciadas, la forma
y las dimensiones del cilindro, del o de cada anillo y de los
manguitos no son criticas para la definición del invento; van a
depender de diversos parámetros, en particular del destino del
resorte, de sus dimensiones y de las propiedades buscadas.
Según el invento, se prefiere que el cilindro
sea un cilindro recto y que los manguitos sean manguitos cilíndricos
rectos. Se entiende designar por cilindro recto un cilindro cuya
generatriz es una recta. Un manguito cilíndrico recto es un manguito
cuya cara interior es un cilindro recto.
En el procedimiento según el invento, el
cilindro puede ser un cilindro macizo o un cilindro tubular. Puede
ser un cilindro compuesto que se obtiene encajando un núcleo
cilíndrico de elastómero termoplástico, en un forro de elastómero
termoplástico. En esta forma de ejecución particular del
procedimiento según el invento, el núcleo puede ser un núcleo macizo
o un núcleo tubular.
El esfuerzo de compresión es ejercido
transversalmente al plano del o de cada anillo. Tiene por función
deformar el cilindro y los manguitos. Debe ser al menos suficiente
para provocar una deformación remanente del cilindro. Es de
preferencia suficiente para provocar una deformación remanente del
cilindro y de los manguitos. Durante el esfuerzo de compresión, el
cilindro y los manguitos sufren una contracción en la dirección del
esfuerzo de compresión y una expansión transversalmente a esta
dirección, a una y otra parte del o de cada anillo. La expresión
"anillo indeformable" ha sido definida más arriba como siendo
un anillo cuyo diámetro interior no sufre cambio sustancial durante
la fabricación del resorte. La expresión "cuyo diámetro interior
no sufre cambio sustancial durante la fabricación del resorte"
significa que, durante el esfuerzo de compresión explicado más
arriba, el diámetro interior del anillo no se modifica ni sufre una
expansión notablemente menor que la expansión trasversal susodicha
del cilindro. La expresión "no se modifica" significa que el
diámetro interior del anillo no crece más de 5 mm (lo más
frecuentemente más de 1 mm) durante la compresión. La expresión
"una expansión notablemente menor que la expansión trasversal
susodicha del cilindro" significa que, durante la compresión, el
diámetro interior del anillo crece, pero menos que el diámetro
exterior del cilindro, siendo la relación entre el aumento del
diámetro del anillo y el del cilindro generalmente inferior a ½, de
preferencia a 1/10, siendo los valores inferiores a 1/100
(particularmente a 1/250, por ejemplo comprendidos entre 1/500 y
1/1000) especialmente preferidos. En la definición que precede, el
diámetro interior del anillo es el diámetro de un círculo cuyo
perímetro es igual al perímetro de la abertura del anillo. El
diámetro exterior del cilindro es el diámetro de un círculo cuyo
perímetro es igual al perímetro exterior del cilindro, en un plano
transversal a la dirección del esfuerzo de compresión.
Después de haber ejercido el esfuerzo de
compresión, se libera éste, de manera que el cuerpo compuesto
(formado por el cilindro, el anillo o anillos indeformables y los
manguitos) adopta una forma intermedia entre la que tenía antes de
ejercer el esfuerzo de compresión y la que tenía en estado
comprimido. Esta forma intermedia es la del resorte según el
invento, que ha sido explicada más arriba. Se caracteriza por la
presencia de n anillos abombados (o toroides anulares) superpuestos
de elastómero termoplástico, alternando con (n-1)
anillos indeformables.
En el procedimiento según el invento, la
magnitud del esfuerzo de compresión va a depender de la forma y de
las dimensiones del cilindro, del o de cada anillo y de los
manguitos, así como del elastómero termoplástico y de las
propiedades buscadas para el resorte. Debe ser determinada en cada
caso particular por el experto en la técnica. Informaciones
relativas al esfuerzo de compresión son accesibles en los documentos
US-A-4.198.037,
GB-A-2.180.618 y WO 98/46930.
Aunque no sea indispensable, se puede, como
variante, someter el elastómero termoplástico del cuerpo compuesto a
un tratamiento térmico apropiado antes, durante o después de haber
ejercido el esfuerzo de compresión. Informaciones relativas a este
tratamiento térmico son accesibles en el documento
US-A-4.198.037.
En una forma de ejecución preferida del
procedimiento según el invento, el cilindro y los manguitos son de
revolución según un eje común y se ejerce el esfuerzo de compresión
en la dirección que es sensiblemente paralela a este eje común.
En el procedimiento según el invento, el montaje
tubular en el que se encaja el cilindro, comprende al menos una
anillo y al menos dos manguitos. Como se ha expuesto más arriba, no
hay en principio limite para el número n de manguitos y para el
número (n-1) de anillos. El procedimiento según el
invento permite así realizar de manera simple, rápida y económica
resortes de compresión de gran longitud (y, por consiguiente, de
gran recorrido) y de pequeño volumen lateral. En el procedimiento
según el invento, la altura del cilindro y la longitud de montaje
formada de los anillos indeformables y de los manguitos están
limitadas por la necesidad de evitar un pandeo bajo la acción del
esfuerzo de compresión.
En una forma de ejecución particular del
invento, destinada a reducir este riesgo de pandeo, el cilindro es
tubular y se inserta una barra indeformable en este cilindro
tubular, antes de ejercer el esfuerzo de compresión. En esta forma
de ejecución del procedimiento según el invento, el material de la
barra no es critico para la definición del invento. La barra
indeformable puede por ejemplo ser de metal, de madera o de polímero
de síntesis. El acero conviene muy bien. En esta forma de ejecución
del procedimiento del según el invento, se puede introducir un
lubricante entre la barra y el cilindro tubular.
En el procedimiento según el invento, los
manguitos deslizan sobre el cilindro mientras se ejerce el esfuerzo
de compresión e igualmente en el curso de la distensión que sigue al
cese del esfuerzo de compresión. A igualdad de las demás cosas por
otra parte, la magnitud del esfuerzo de compresión depende de las
fuerzas de rozamiento de los manguitos sobre el cilindro. Se ha
observado de manera inesperada, que las propiedades mecánicas del
resorte dependen igualmente de estas fuerzas de rozamiento.
Fundándose sobre este resultado inesperado del procedimiento según
el invento, se ha encontrado entonces que se puede actuar sobre las
propiedades intrínsecas del resorte, actuando sobre dichas fuerzas
de rozamiento, por ejemplo lubricando la entrecara del cilindro y de
los manguitos o confiriendo una rugosidad apropiada a esta
entrecara.
El procedimiento según el invento permite
modular a voluntad y fácilmente las propiedades mecánicas de los
resortes de compresión de elastómero termoplástico, por una
selección apropia de la forma y de las dimensiones del cilindro de
elastómero termoplástico, así como del número de manguitos de
elastómero termoplástico y de anillos indeformables. Permite la
fabricación de resortes de propiedades mecánicas muy variadas, en
particular resortes duros, resortes flexibles, resortes de largo
recorrido y resortes de corto recorrido. Por definición, la dureza
de un resorte es la relación entre la fuerza de compresión necesaria
para deformar el resorte y la deformación que sufre. El recorrido de
un resorte es la deformación que sufre bajo la acción de la fuerza
de compresión máxima admisible (para no provocar una deformación
remanente suplementaria).
El procedimiento según el invento facilita por
otra parte la fabricación a precio reducido en una extensa gama de
resortes de compresión, por ensamblaje de elementos que se
seleccionan de manera apropiada de entre un número limitado de
núcleos, tubos, manguitos y forros prefabricados de elastómero
termoplástico. Además, después de haber sido ensamblados, dichos
elementos pueden ser solidarizados entre si en una sola operación de
compresión.
El procedimiento según el invento presenta
además la ventaja de reducir los costes de fabricación de los
resortes de compresión de material elastómero. La extrusión o el
moldeo de tubos o de cilindros de pequeño espesor, que se encajan
para formar un cuerpo compuesto se revela en efecto generalmente más
fácil y menos costosa que la fabricación de un cuerpo único de gran
espesor.
Particularidades y detalles del invento van a
aparecer en el curso de la descripción siguiente de las figuras
adjuntas, que representan algunas formas de realización particulares
del invento.
La fig. 1 muestra, en sección axial, un resorte
elemental de la técnica anterior.
La fig. 2 muestra otro resorte de la técnica
anterior.
La fig. 3 es una vista análoga a la fig. 2, de
una primera forma de realización del resorte según el invento.
Las figs. 4 y 5 muestran, en sección axial
vertical, dos etapas sucesivas del procedimiento según el invento,
aplicado a la fabricación del resorte de la fig. 3.
Las figs. 6, 7 y 8 son vistas análogas a la fig.
3, de otras tres formas de realización del resorte según el
invento.
La fig. 9 muestra en sección vertical axial, una
etapa de fabricación del resorte de la fig. 8; y
La fig. 10 es una vista análoga a las figs. 3,
6, 7 y 8, de una forma de realización suplementaria del resorte
según el invento.
Las figuras no están dibujadas a escala.
Generalmente, los mismos números de referencia
designan los mismos elementos.
La fig. 1 muestra un resorte anterior al
invento, descrito en el documento WO 98/461930. Está constituido por
un toroide anular 10, formado por un cilindro tubular 11 en un
manguito abombado 12.
La fig. 2 muestra otro resorte anterior al
invento. Este consiste en un par de toroides anulares individuales
10 entre los que está interpuesto un disco metálico 13. Los dos
toroides 10 son idénticos a la de la fig. 1 y son solidarizadas al
disco 13 por pegado o anclaje mecánico.
El resorte representado en la fig. 3 es conforme
al invento. Comprende dos toroides anulares 1 y 2, a una y otra
parte de un anillo 3 de acero. El anillo 3 está emparedado entre dos
manguitos abombados 4 y 5 y encierra un cilindro 6. Los manguitos 4
y 5 y el cilindro 6 son de un elastómero termoplástico, pudiendo
éste con ventaja ser el elastómero termoplástico ARNITEL®. En una
variante, los manguitos 4 y 5 y el cilindro 6 son de elastómeros
termoplásticos diferentes (por ejemplo los manguitos 4 y 5 pueden
ser de elastómero ARNITEL® y el cilindro 6 puede ser de elastómero
termoplástico HYTREL®, o viceversa). El cilindro 6 es un cilindro
tubular y es de revolución alrededor de un eje X. Es engendrado por
una generatriz 7 de forma ondulada en W, a una y otra parte del
anillo 3. Los dos manguitos 4 y 5 son de revolución alrededor del
eje X y engendrados cada uno por una generatriz 8 en forma de V. El
cilindro 6 es así encajado en los dos manguitos 4 y 5, estando éstos
en contacto con el cilindro 6 en la totalidad de su superficie. El
cilindro 6 formado por dos toroides anulares, a una y otra parte del
anillo 3 y los manguitos 4 y 5 tienen su cara lateral exterior que
está abombada o es convexa y su cara circular interior que es
cóncava. Los toroides del cilindro 6 se empotran respectivamente en
la cara cóncava de los dos manguitos 4 y 5.
Las figs. 4 y 5 muestran dos etapas consecutivas
del procedimiento según el invento para la fabricación del resorte
de la fig. 3.
Conforme a la fig. 4, se enfila sobre un
cilindro tubular recto 6 de elastómero termoplástico, sucesivamente
un primer manguito cilíndrico recto 4 de elastómero termoplástico,
un anillo metálico 3 y un segundo manguito cilíndrico recto 5 de
elastómero termoplástico. Las dimensiones del cilindro tubular 6, de
los manguitos 4 y 5 y del anillo 3 son elegidas de manera que los
dos manguitos 4 y 5 y el anillo 3 deslicen sobre el cilindro tubular
6 siendo su diámetro interior sensiblemente igual al diámetro
exterior del cilindro tubular 6.
Después de haber enfilado los manguitos 4 y 5 y
el anillo 3 sobre el cilindro tubular 6, se comprime el cuerpo
compuesto así obtenido entre dos placas 9, con un esfuerzo de
compresión F paralelo al eje común X del cilindro tubular 6 y de los
manguitos 4 y 5 (fig. 5). La fuerza F es suficiente para provocar
una deformación remanente del cilindro tubular 6 y de los dos
manguitos 4 y 5 (fig. 5). Bajo la acción de la fuerza F, la cara
exterior del cilindro tubular 6 desliza sobre la cara interior de
los manguitos 4 y 5, hasta aplastamiento del cilindro holguras
seguir y de los manguitos 4 y 5, como se ha representado en la fig.
5. El anillo metálico 3 (que ha sido conformado de manera que no
sufre deformación sensible bajo la acción de la fuerza F) se
encuentra pellizcado en sándwich entre los dos manguitos 4 y 5 (fig.
5).
Inmediatamente después de la deformación del
cilindro 6 y de los manguitos 4 y 5 como se ha esquematizado en la
fig. 5, se libera el esfuerzo de compresión F, para permitir que el
elastómero termoplástico se relaje o distienda. El cuerpo compuesto
(formado por el cilindro 6, los dos manguitos 4 y 5 y el anillo 3)
adquiere el perfil de la fig. 3. Conserva una deformación remanente,
siendo su altura (h_{3}) (fig. 3) intermedia entre la altura
(h_{1}) antes de la compresión (fig. 4) y la altura (h_{2}) bajo
la compresión (fig. 5). Por lo que se refiere a sus propiedades
mecánicas (en particular su dureza y su recorrido) el resorte de la
fig. 3 es equivalente al de la fig. 2 (conforme a la técnica
anterior). La fabricación del resorte de la fig. 3 es sin embargo
más fácil que la del resorte equivalente de la fig. 2, obtenido por
superposición de los dos resortes elementales de la fig. 1. Evita
los inconveniente citados más arriba, en referencia a los documentos
US-A-4.198.037,
GB-A-2.180.618 y WO 98/46930, y no
impone más que una sola operación de compresión, contrariamente a
los procedimientos descritos en estos tres documentos, que necesitan
al menos dos operaciones sucesivas de compresión.
En una variante del procedimiento descrito con
referencia a las figs. 4 y 5, se interfiere sobre el deslizamiento
del cilindro 6 en los manguitos 4 y 5, lubricando sus caras que
están en contacto o confiriéndoles un estado de superficie
apropiado.
El resorte esquematizado en la fig. 6 difiere
del resorte de la fig. 3, por el hecho de que el cilindro 16
consiste en un núcleo macizo. A igualdad de todas las demás cosas
por otro lado, el resorte de la fig. 6 posee una dureza mayor que la
del resorte de la fig. 2.
El resorte de la fig. 7 comprende cuatro anillos
metálicos 3, 14, 15 y 16 que encierran el cilindro tubular 6 y que
alternan con cinco manguitos 4, 5, 17, 18 y 19.
El resorte de la fig. 7 es equivalente a un
resorte compuesto, obtenido apilando cinco resortes elementales
idénticos al de la fig. 1.
Para fabricar el resorte de la fig. 7, se opera
como se ha descrito más arriba en referencia a las figs. 4 y 5. Se
apilan cinco anillos cilíndricos rectos alrededor de un cilindro
tubular recto, interponiendo anillos metálicos entre los manguitos.
Después de compresión del apilamiento así realizado y liberación del
esfuerzo de compresión, como se ha explicado más arriba, el
apilamiento conserva una deformación remanente y adquiere el perfil
esquematizado en la fig. 7.
El resorte representado en la fig. 8 comprende
dos anillos metálicos 3 y 14, que están dispuestos alrededor del
cilindro tubular 6 y que son emparedados entre tres manguitos 20, 22
y 24. Cada manguito 20, 22, 24 se encuentra además encajado en un
forro 21, 23, 25.
Para fabricar el resorte de la fig. 8, se apilan
alrededor de un cilindro tubular recto 6 (fig. 9), sucesivamente un
manguito 24, que desliza en dicho cilindro 6, un forro 25, que
desliza sobre el manguito 24, el anillo 3, un manguito 22, que
desliza sobre el cilindro 6, un forro 23, que desliza sobre el
manguito 22, el anillo 14, un manguito 20, que desliza sobre el
cilindro tubular 6 y un forro 21, que desliza sobre el manguito 20.
Se somete a continuación el apilamiento así realizado a un esfuerzo
de compresión, que se hace seguir de una distensión o relajación,
como se ha expuesto más arriba en referencia a las figs. 4, 5 y
6.
En formas de realización modificadas de los
resortes esquematizados en las figs. 3, 7 y 8, se inserta una barra
metálica (no representada) en el interior del cilindro tubular 6,
antes de ejercer la fuerza de compresión. La barra tiene por función
oponerse a un pandeo del apilamiento durante la compresión, así como
durante la utilización del resorte. El cilindro tubular 6,
interpuesto entre la barra y los anillos 3 (fig. 3), 3, 14, 15, 16
(fig. 7), 3, 14 (fig. 8) desempeña la misión de un cojinete durante
la utilización del resorte e impide un rozamiento de dicha barra
contra los anillos y un desgaste prematuros de éstos.
En el resorte representado en la fig. 10, el
cilindro tubular 6 es compuesto. Está formado por un núcleo
cilíndrico 27 de elastómero termoplástico, encajado en un forro 26
de elastómero termoplástico. El núcleo cilíndrico 27 es tubular. En
una variante, podría ser un cilindro macizo. Dos anillos metálicos 3
y 14 encierran el forro 26 y son emparedados entre tres manguitos
21, 23 y 25 de elastómero termoplástico.
Para fabricar el resorte de la fig. 10, se
encaja un tubo cilíndrico recto 27 de material termoplástico en el
forro tubular recto 26 de material termoplástico. Se enfila a
continuación sobre el forro 26 sucesivamente un manguito cilíndrico
recto 25 de elastómero termoplástico, un anillo 3, un manguito
cilíndrico recto 23 de elastómero termoplástico, un anillo 14 y un
manguito cilíndrico recto 21 de elastómero termoplástico. Luego se
comprime axialmente el cuerpo compuesto así constituido, con una
fuerza suficiente para provocar una deformación remanente del núcleo
cilíndrico 27, del forro 26, y de los manguitos 21, 23, 25, de la
manera expuesta más arriba en referencia para los resortes de las
figs. 3 y 8.
Claims (10)
1. Un resorte de compresión que comprende un
cilindro de elastómero termoplástico, que está encajado en un
montaje compuesto que comprende una alternancia de n manguitos de
elastómero termoplástico y de (n-1) anillos
sensiblemente indeformables, siendo emparedado el o cada anillo
indeformable entre dos de dichos manguitos y rodeando a dicho
cilindro, caracterizado porque los manguitos (4, 5, 7, 18,
19) son cuerpos geométricos en forma de anillos cuya cara lateral
está arqueada hacia el exterior del resorte.
2. Un resorte según la reivindicación 1ª,
caracterizado porque el cilindro (6) forma n toroides
superpuestos, que alternan con los anillos (3, 14, 15, 16) y que
están empotrados respectivamente en las caras circulares interiores
cóncavas de los manguitos (4, 5, 17, 18, 19).
3. Un resorte según la reivindicación 1ª o 2ª,
caracterizado porque el cilindro (6) es compuesto y comprende
un núcleo cilíndrico (27) encajado en al menos un forro (26).
4. Un resorte según una cualquiera de las
reivindicaciones 1ª a 3ª, caracterizado porque una barra
indeformable se encuentra insertada en el cilindro (6) que está
tubular, respectivamente en el núcleo (27) que es tubular, y está en
contacto con la pared de dicho cilindro tubular, respectivamente de
dicho núcleo tubular.
5. Un resorte según una cualquiera de las
reivindicaciones 1ª a 4ª, caracterizado porque uno al menos
de los manguitos (20, 22, 24) está encajado en el interior de un
forro periférico (21, 23, 25) o de un montaje de al menos dos forros
periféricos (20, 21; 22, 23; 24, 25) encajados entre sí.
6. Un procedimiento de fabricación de un resorte
de compresión conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 1ª a
5ª, caracterizado porque se encaja un cilindro de elastómero
termoplástico en un montaje tubular que comprende n manguitos (4, 5,
17, 18, 19) de elastómero termoplástico que alternan con
(n-1) anillos sensiblemente indeformables (3, 14,
15, 16), de tal manera que el o cada anillo sea emparedado entre un
par de dichos manguitos, se somete el cuerpo compuesto así obtenido,
a un esfuerzo de compresión suficiente para provocar una deformación
remanente del cilindro y a continuación se libera el esfuerzo.
7. Un procedimiento según la reivindicación 6ª,
caracterizado porque se ejerce el esfuerzo de compresión (F)
en una dirección sensiblemente paralela al eje del cilindro (6).
8. Un procedimiento según la reivindicación 6ª o
7ª, caracterizado porque el esfuerzo de compresión es
suficiente para provocar una deformación remanente del cilindro (6)
y del o de cada manguito (4, 5, 17, 18, 19).
9. Un procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 6ª a 8ª, caracterizado porque se seleccionan
las dimensiones y el perfil de los manguitos (4, 5, 17, 18, 19) y
del o de cada anillo (3, 14, 15, 16) de tal manera que después de
haber encajado el cilindro en el montaje tubular y antes de ejercer
el esfuerzo de compresión, el cilindro (6) esté sensiblemente en
contacto con los manguitos (4, 5, 17, 18, 19) y con el o cada anillo
(3, 14, 15, 16), sensiblemente sobre la totalidad de su
perímetro.
10. Un seguimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 6ª a 9ª, caracterizado porque antes de
ejercer el esfuerzo de compresión (F), se inserta una barra
indeformable en el cilindro (6), que es tubular.
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