ES2339613T3 - Tubo amortiguador para un vehiculo automovil con un platillo de muelle axialmente desplazable. - Google Patents

Tubo amortiguador para un vehiculo automovil con un platillo de muelle axialmente desplazable. Download PDF

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Abstract

Tubo (10) amortiguador portarruedas para un vehículo automóvil con un platillo (12) de muelle axialmente desplazable, que comprende: - un amortiguador (14) de vibraciones con un cilindro (18) y un vástago (16) de émbolo axialmente desplazable dentro del cilindro (18), - un muelle (20) de suspensión, que se encuentra en unión activa con un platillo (12) de muelle axialmente desplazable, - un electromotor anular con un rotor (26) y un estator (24), que se encuentra en unión activa con el vástago (16) de émbolo, - un husillo roscado de bolas con un husillo (32) roscado apoyado giratoriamente alrededor del vástago (16) de émbolo y una tuerca (34) roscada, estando el rotor (26) en unión activa con el husillo (32) roscado y el platillo del muelle, en unión activa con la tuerca (34) roscada de modo que un movimiento rotativo del rotor (26) iniciado por el electromotor anular ocasione un movimiento de traslación del platillo (12) del muelle, así como - una suspensión (38) para fijar el tubo (10) amortiguador a la estructura (40) del vehículo automóvil, presentando la suspensión superficies (42, 44) de apoyo esféricas, que permitan al menos un movimiento oscilante del tubo (10) amortiguador con respecto a la estructura del vehículo automóvil, caracterizado porque el tubo (10) de amortiguador está conectado en la región de la suspensión (38) por medio de un elemento (50) constructivo radial y rotativamente rígido, axial y cardánicamente flexible.

Description

Tubo amortiguador para un vehículo automóvil con un platillo de muelle axialmente desplazable.
El invento se refiere a un tubo amortiguador portarruedas (en adelante, tubo amortiguador) para un vehículo automóvil con un platillo de muelle axialmente desplazable, según el género indicado en el preámbulo de la reivindicación 1.
Se describe en el documento DE 10 2005 742 A1 un tubo amortiguador del género expuesto, que presenta todas las características del preámbulo de la reivindicación 1 para un vehículo automóvil con un platillo de muelle axialmente desplazable. El tubo amortiguador dado a conocer comprende básicamente un amortiguador de vibraciones con un cilindro y un vástago de émbolo apoyado de modo axialmente desplazable en el interior del cilindro, un muelle de soporte de suspensión en unión activa con la caja del muelle, un motor eléctrico anular con un rotor y un estator, que se encuentra en unión activa con el vástago de émbolo por medio de su carcasa de motor, así como un husillo roscado de bolas con un husillo roscado, apoyado rotativamente alrededor del vástago de émbolo, y una tuerca roscada. El tubo amortiguador se ha fijado a la estructura del vehículo automóvil por medio de una suspensión, presentando dicha suspensión superficies esféricas de apoyo, que permiten, al menos, un movimiento oscilante del tubo amortiguador con respecto a la estructura del vehículo automóvil. El desplazamiento axial del platillo del muelle se puede provocar por que el rotor se encuentre en unión activa con el husillo roscado y el platillo del muelle, en unión activa con la tuerca roscada, de modo que un movimiento rotativo del rotor iniciado por el electromotor anular genere un movimiento de traslación del platillo del muelle.
Se manifiesta desventajosamente, en este caso, el hecho de que el vástago del émbolo esté apoyado giratoriamente tanto en la suspensión como también en la amortiguación y que la carcasa del motor, que contiene el estator, esté unida con el vástago del émbolo, por consiguiente que tanto el estator con la carcasa del motor como también el rotor no se determinen con respecto a un grado de libertad rotativo. La consecuencia de ello es que los pares antagónicos del accionamiento rotativo no sean apoyados y los elementos constructivos puedan girar discrecionalmente unos respecto de otros.
Se le plantea al invento el problema de perfeccionar un tubo amortiguador para un vehículo automóvil con un platillo de muelle axialmente desplazable, según el género indicado en el preámbulo de la reivindicación 1, evitando los inconvenientes mencionados de tal modo que se garantice un apoyo de los pares de accionamiento.
Este problema se resuelve por medio de las especificaciones caracterizantes de la reivindicación 1 en combinación con sus características del preámbulo.
Las reivindicaciones subordinadas constituyen perfeccionamientos ventajosos del invento.
Según el invento, el tubo amortiguador para un vehículo automóvil con un platillo de muelle axialmente desplazable comprende un amortiguador de vibraciones con un cilindro y un vástago de émbolo apoyado de modo axialmente desplazable, un platillo de muelle axialmente desplazable en unión activa con un muelle de suspensión, un electromotor anular con un rotor y un estator, que está en unión activa con el vástago del émbolo, un husillo roscado de bolas con un husillo roscado, apoyado giratoriamente alrededor del vástago del émbolo, y con una tuerca roscada, estando el rotor en unión activa con el husillo roscado y estando el platillo de muelle en unión activa con la tuerca roscada, de modo que un movimiento de rotación del rotor iniciado por el electromotor anular genere un movimiento de traslación del platillo del muelle, así como una suspensión para la fijación del tubo amortiguador a la estructura del vehículo automóvil, presentando la suspensión superficies de apoyo esféricas, que permiten, al menos, un movimiento oscilante del tubo amortiguador con respecto al vehículo automóvil. Según el invento, el tubo amortiguador está en unión activa con la estructura del vehículo automóvil en la región de la suspensión por medio de un elemento constructivo rígido radial y rotativamente, y flexible axial y cardánicamente.
La gran ventaja consiste entonces en que, gracias a la previsión del elemento constructivo según el invento, es posible además un movimiento cardánico del tubo amortiguador, es decir que, en el caso de una desviación del tubo amortiguador, no aparece ningún tipo de fuerzas transversales en las suspensiones ni en las guías del amortiguador, en tanto que el elemento constructivo es extraordinariamente rígido con respecto a los pares de giro, o sea, que se garantiza un apoyo de los pares antagónicos del accionamiento rotativo.
Preferiblemente, el elemento constructivo rodea completamente el vástago del émbolo en la región de la suspensión. La realización del elemento constructivo como elemento constructivo, que rodea completamente la suspensión, tiene el efecto de que se evita satisfactoriamente la penetración de cuerpos extraños y suciedad en la suspensión esférica.
Según una primera forma de realización del invento, el elemento constructivo se fija al estator por su región terminal opuesta a la estructura del vehículo automóvil.
Según una segunda forma de realización, el elemento constructivo se fija al vástago del émbolo por su región terminal opuesta a la estructura del vehículo automóvil.
El elemento constructivo se realiza preferiblemente como fuelle metálico. La configuración del elemento constructivo como fuelle metálico se ha acreditado de modo especialmente ventajoso, ya que los pliegues del fuelle metálico, en caso de variación angular, ceden muy fácilmente y. con ello, el fuelle metálico es muy flexible en esa dirección, mientras que al aplicar pares de giro resulta de lo más rígido. Estas propiedades se requieren y se desean exactamente y se cumplen de un modo económico con este elemento constructivo.
Otras ventajas, características y posibilidades de aplicación del presente invento se obtienen de la siguiente descripción en combinación con los ejemplos de realización representados en el dibujo.
A continuación, se explicará el invento más detalladamente por medio de los ejemplos de realización representados en el dibujo.
En la descripción, en las reivindicaciones, en el resumen y en el dibujo, se utilizan los conceptos y referencias numéricas asociadas en la lista implementada más abajo. En el dibujo significan:
Figura 1 una representación esquemática en sección de un tubo amortiguador para un vehículo automóvil con un platillo de muelle axialmente desplazable, según el estado de la técnica;
Figura 2 una representación esquemática en sección de la suspensión superior de un tubo amortiguador, según el invento; y
Figura 3 una representación esquemática en sección de una forma de realización más de la suspensión superior de un tubo amortiguador, según el invento.
En la siguiente descripción y en las figuras, se indican elementos constructivos iguales con las mismas referencias numéricas para evitar repeticiones, siempre que no sea necesaria o conveniente diferenciación adicional alguna.
El tubo amortiguador, indicado en conjunto con la referencia numérica 10, representado más o menos esquemáticamente en una representación simplificada en sección, con un platillo 12 de muelle axialmente desplazable comprende básicamente un amortiguador 14 de vibraciones, conocido en sí mismo, con un vástago 16 de émbolo, que está apoyado de modo desplazable axialmente en un cilindro 18.
Un muelle 20 de suspensión se apoya entre el platillo 12 del muelle desplazable y un platillo de muelle del lado del cilindro o del eje, que no se ha representado, en este caso, por razones de buena claridad.
En una carcasa 22, que se encuentra en unión activa con el vástago 16 del émbolo, se ha dispuesto un electromotor anular. El electromotor anular dispone de un estator 24 y un rotor 26 apoyado dentro de él, que se ha montado por medio de dos cojinetes 28, 30 con respecto a la carcasa 22. En el rotor 26, se ha fijado un husillo 32 roscado, que convierte un movimiento rotativo en un movimiento axial con una tuerca 34 roscada, estando unida la tuerca roscada con el platillo 12 del muelle.
Para poder soportar mejor las fuerzas transversales, que actúan sobre el husillo 12 roscado, se ha dispuesto un rodamiento 36 radial entre el vástago 16 del émbolo y la cara interior del husillo 32 roscado.
El conjunto del tubo 10 amortiguador se ha unido por medio de una sola suspensión 38 con la estructura 40 del vehículo automóvil. La suspensión 38 dispone de superficies 42, 44 de apoyo esféricas, que permiten, al menos, un movimiento oscilante del tubo 10 amortiguador con respecto a la estructura del vehículo automóvil. En el presente caso, las superficies 42, 44 de apoyo esféricas se han configurado en un cabezal esférico. Se ha apoyado de modo giratorio y pivotante un gorrón 46 esférico en un cojinete 48 esférico de tal modo que se pueda llevar a cabo un movimiento espacial elástico del tubo 10 amortiguador con respecto a la estructura del vehículo automóvil sin deformación de las piezas del cojinete.
El tubo 10 amortiguador conocido a partir del estado actual de la técnica se manifiesta desventajosamente, ya que no se pueden reforzar los pares antagónicos del accionamiento rotativo.
El vástago 16 del émbolo se apoya giratoriamente tanto en la suspensión 38 como también en el cilindro 18. La carcasa 22 del electromotor anular se ha unido asimismo con el vástago 16 del émbolo. Si ahora se ha de desplazar axialmente el platillo 12 del muelle, entonces se ha de poner a girar el rotor 26. Se realiza esto por medio del electromotor anular, fijado normalmente con respecto al tubo 10 amortiguador. El estator 24, que se encuentra en la carcasa 22, genera por aplicación de una tensión un campo magnético, que ejerce, en consecuencia, un par sobre el rotor 26. Según las condiciones de rozamiento, la transmisión y el soporte de los pares de accionamiento es indiferente. Puesto que no se han fijado tanto el estator 24 con la carcasa 22, como también el rotor 26 con respecto a un grado de libertad rotativo, los dos elementos constructivos pueden girar discrecionalmente.
Para evitar este inconveniente, se ha previsto, según el tubo 10 amortiguador del invento de la figura 2, que en la región de la suspensión 38 el tubo 10 amortiguador esté en unión activa con la estructura 40 del vehículo automóvil por medio de un elemento 50 constructivo rígida radial y rotativamente, y flexible axial y cardánicamente.
Para ello, se ha fijado el elemento 50 constructivo, por un lado, con un extremo en el cojinete 48 esférico y, por otro lado, se ha unido sólidamente con la carcasa 22 por su región 52 terminal opuesta a la estructura del vehículo automóvil.
El elemento 50 constructivo se configura, en este caso, como fuelle metálico, que rodea completamente el vástago 16 del muelle en la región de la suspensión 38.
La gran ventaja consiste entonces en que el fuelle metálico coopera sin más con el movimiento cardánico del tubo 10 amortiguador, y es extremadamente rígido con respecto a los pares de giro, es decir, que por tanto, en caso de variaciones angulares, los pliegues del fuelle metálico ceden muy fácilmente, y el fuelle metálico es flexible en esa dirección. Por el contrario, al aplicar pares de giro, se muestra extremadamente rígido. No se produce ningún tipo de fuerzas transversales, en caso de desvío del tubo 10 amortiguador, ni en las suspensiones ni en las guías del amortiguador. El fuelle metálico evita además la penetración de cuerpos extraños y suciedad en la suspensión esférica.
Según el ejemplo de realización representado en la figura 3, el fuelle 50 metálico se fija por su zona 52 terminal, opuesta a la estructura 40 del vehículo automóvil, en el vástago 16 del émbolo.
Lista de referencias numéricas
10
Tubo amortiguador portarruedas
12
Platillo del muelle axialmente desplazable
14
Amortiguador de vibraciones
16
Vástago del émbolo
18
Cilindro
20
Muelle de suspensión
22
Carcasa
24
Estator
26
Rotor
28
Cojinete
30
Cojinete
32
Husillo roscado
34
Tuerca roscada
36
Cojinete radial
38
Suspensión
40
Estructura del vehículo automóvil
42
Superficie esférica de cojinete
44
Superficie esférica de cojinete
46
Gorrón esférico
48
Cojinete esférico
50
Elemento constructivo/Fuelle metálico
52
Región terminal

Claims (5)

1. Tubo (10) amortiguador portarruedas para un vehículo automóvil con un platillo (12) de muelle axialmente desplazable, que comprende:
-
un amortiguador (14) de vibraciones con un cilindro (18) y un vástago (16) de émbolo axialmente desplazable dentro del cilindro (18),
-
un muelle (20) de suspensión, que se encuentra en unión activa con un platillo (12) de muelle axialmente desplazable,
-
un electromotor anular con un rotor (26) y un estator (24), que se encuentra en unión activa con el vástago (16) de émbolo,
-
un husillo roscado de bolas con un husillo (32) roscado apoyado giratoriamente alrededor del vástago (16) de émbolo y una tuerca (34) roscada, estando el rotor (26) en unión activa con el husillo (32) roscado y el platillo del muelle, en unión activa con la tuerca (34) roscada de modo que un movimiento rotativo del rotor (26) iniciado por el electromotor anular ocasione un movimiento de traslación del platillo (12) del muelle, así como
-
una suspensión (38) para fijar el tubo (10) amortiguador a la estructura (40) del vehículo automóvil, presentando la suspensión superficies (42, 44) de apoyo esféricas, que permitan al menos un movimiento oscilante del tubo (10) amortiguador con respecto a la estructura del vehículo automóvil,
caracterizado porque el tubo (10) de amortiguador está conectado en la región de la suspensión (38) por medio de un elemento (50) constructivo radial y rotativamente rígido, axial y cardánicamente flexible.
2. Tubo de amortiguador según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento (50) constructivo rodea completamente el vástago (16) de émbolo en la región de la suspensión (38).
3. Tubo de amortiguador según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el elemento (50) constructivo se ha fijado en la carcasa (22) por su zona (52) terminal opuesta a la estructura (40) del vehículo automóvil.
4. Tubo amortiguador según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el elemento (50) constructivo se ha fijado en el vástago (16) de émbolo por su zona (52) terminal opuesta a la estructura (40) del vehículo automóvil.
5. Tubo de amortiguador según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el elemento (50) constructivo se ha realizado como fuelle metálico.
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