ES2344320T3 - Amortiguador hidraulico del tipo de un solo cilindro para vehiculo. - Google Patents
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Abstract
Un amortiguador hidráulico del tipo de un solo cilindro (100) para un vehículo, que está interpuesto entre un cuerpo de vehículo y un eje de un vehículo para suprimir la vibración en el cuerpo del vehículo, comprendiendo: un cilindro (1); un pistón libre (2) que se introduce de forma deslizante en el cilindro y delimita una cámara de fluido (7) y una cámara de gas (8) en el cilindro; un pistón (3) que se introduce de forma deslizante en el cilindro (1) y delimita la cámara de fluido (2)en dos cámaras de presión (7a, 7b); un vástago (4), un extremo del cual está conectado al pistón (3); y un elemento elástico que (9, 10, 11, 12) que está acomodado en la cámara de gas y empuja el pistón libre (2) en la dirección de la cámara de fluido, caracterizado por el hecho de que el elemento elástico está colocado tal que una constante elástica de éste se incrementa durante la contracción.
Description
Amortiguador hidráulico del tipo de un solo
cilindro para vehículo.
Esta invención se refiere a una mejora en un
amortiguador hidráulico del tipo de un solo cilindro para un
vehículo tal como se define en el preámbulo de la reivindicación 1 y
que se conoce en el documento FR-A-1
529 926.
En un amortiguador hidráulico del tipo de un
solo cilindro convencional conocido que se interpone entre un
cuerpo del vehículo y un eje de un vehículo con la finalidad de
suprimir la vibración en el cuerpo del vehículo, un pistón que
contacta una superficie periférica interior de un cilindro está
acoplado de forma deslizante a un tramo final de un vástago de
forma fija, y una cámara de aceite y una cámara de gas están
definidas al encajar un pistón libre de forma deslizante dentro del
cilindro (véase JP08-159199).
Se proporciona por el pistón un paso que conecta
dos cámaras de aceite delimitadas en el pistón, y se interpone un
orificio o similar que aplica resistencia a un caudal de aceite de
trabajo que pasa a través del paso en el pistón. Cuando el pistón se
desliza dentro del cilindro, el aceite de trabajo se desplaza entre
las cámaras de aceite a través del paso. De este modo, el
amortiguador hidráulico genera una fuerza de amortiguación.
En este tipo de amortiguador hidráulico, la
cámara de gas compensa la variación de volumen del cilindro que
tiene lugar cuando el vástago se infiltra en el cilindro o se libera
del cilindro. Un gas presurizado está sellado en la cámara de gas, y
la cámara de gas mantiene el aceite de trabajo en el cilindro en un
estado constantemente presurizado.
Cuando la velocidad del pistón es elevada
durante una carrera de contracción en un amortiguador hidráulico
convencional, un incremento de presión en la cámara de gas puede no
ser capaz de mantenerse al ritmo de un incremento de presión en una
cámara de aceite en el lado de contracción separada por el pistón
libre, y como resultado, la presión interna de la cámara de aceite
en el lado de contracción puede llegar a ser igual o mayor que la
presión interna de la cámara de gas. En tal caso, el pistón libre se
mueve en paralelo con el pistón de modo que el volumen de la cámara
de aceite en el lado de contracción no varía y, por lo tanto, el
aceite de trabajo en la cámara de aceite en el lado de contracción
no puede fluir fácilmente hacia una cámara de aceite en el lado de
expansión. Como resultado, el volumen de la cámara de aceite del
lado de expansión simplemente se expande.
Bajo estas condiciones, la característica
amortiguadora del amortiguador hidráulico es tal como se muestra en
línea continua en la figura 5, donde la fuerza amortiguadora en el
lado de contracción no se incrementa durante más tiempo a cierta
velocidad de pistón o por encima de ésta. Por lo tanto, no puede
obtenerse la característica amortiguadora mostrada en líneas
discontinuas en la figura 5, que se requiere para suprimir la
vibración en el cuerpo del vehículo.
Además, cuando el aceite de trabajo no fluye
hacia el lado de expansión de la cámara de aceite y el volumen de
ésta simplemente se expande, la presión interna de la cámara de
aceite en el lado de expansión puede caer por debajo de la presión
de aire exterior, provocando que el aire exterior sea succionado al
cilindro a través de un espacio entre el vástago y un elemento de
estanqueidad provisto entre el vástago y el cilindro. En tal caso,
puede suceder aireación, compresión adiabática, etc.
Para eliminar estos problemas, puede ajustarse a
lo alto previamente la presión interna de la cámara de gas.
Haciéndolo así, sin embargo, la presión interna de las cámaras de
aceite en el cilindro resulta ser más alta de lo necesario,
perjudicando por ello el confort de los pasajeros del vehículo.
Además, la presión interna de las cámaras de aceite actúa de forma
excesiva sobre el elemento de estanqueidad, y como resultado, se
dificulta que el vástago pueda moverse suavemente, conduciendo a una
reducción en la vida del elemento de estanqueidad.
Esta invención se ha diseñado en consideración a
los problemas anteriormente descritos, y es un objeto de ésta
proporcionar un amortiguador hidráulico del tipo de un solo cilindro
que sea capaz de mejorar el confort de los pasajeros de un vehículo
al presentar una característica de amortiguación favorable incluso
cuando la velocidad del pistón es alta.
Para conseguir el objeto anterior, esta
invención, que se define por las características técnicas expuestas
en la reivindicación 1, proporciona un amortiguador hidráulico del
tipo de un solo cilindro para un vehículo, que se interpone entre
un cuerpo del vehículo y un eje de un vehículo para eliminar la
vibración en el cuerpo del vehículo. El amortiguador hidráulico del
tipo de un solo cilindro para un vehículo comprende un cilindro, un
pistón libre que se coloca de forma deslizante en el cilindro y
delimita una cámara de fluido y una cámara de gas en el cilindro,
un pistón que se coloca de forma deslizante en el cilindro y
delimita la cámara de fluido en dos cámaras de presión, un vástago,
un extremo del cual está conectado al pistón, y un elemento
elástico que se acomoda en la cámara de gas y empuja el pistón libre
en la dirección de la cámara de fluido, donde el elemento elástico
se coloca tal que una constante elástica se incrementa durante la
contracción.
Según esta invención, durante una carrera de
contracción del amortiguador, no solamente se empuja el pistón
libre con un incremento en la presión interna de la cámara de gas,
sino que también el elemento elástico, y por lo tanto el interior
de la cámara de fluido es altamente presurizado. Así, se evita una
situación en la que el pistón libre se mueva en paralelo con el
pistón incluso cuando la velocidad del pistón sea alta. Por
consiguiente, se previene la fuerza amortiguadora en el lado de
contracción de picos, y como resultado, puede eliminarse lo
suficiente la vibración en el cuerpo del vehículo, permitiendo una
mejora en el confort del pasajero del vehículo.
Además, al evitar una situación en la que el
pistón libre se mueve en paralelo con el pistón, se previene que la
presión interna de la cámara de presión en el lado de expansión
caiga por debajo de la presión de aire exterior. Como resultado, se
evita la succión del aire exterior al cilindro a través de un
espacio entre el elemento de estanqueidad y el vástago, eliminando
así el peligro de aireación, compresión adiabática, etc.
Además, la constante elástica del elemento
elástico se incrementa durante la contracción, y de esta manera el
elemento elástico actúa para complementar la fuerza de empuje que se
aplica al pistón libre por la presión interna de la cámara de gas.
Por lo tanto, la presión interna de la cámara de gas no necesita
ajustarse a lo alto por adelantado, y como resultado, el confort del
pasajero en el vehículo no se ve perjudicado.
La figura 1 es una vista en sección longitudinal
de un amortiguador hidráulico del tipo de un solo cilindro para un
vehículo según una realización de esta invención.
La figura 2 es una vista que muestra una parte
de constante elástica pequeña de un elemento elástico en un estado
de compresión al máximo en el amortiguador hidráulico del tipo de un
solo cilindro para un vehículo según una realización de esta
invención.
La figura 3 es un gráfico que muestra una
característica amortiguadora del amortiguador hidráulico del tipo de
un solo cilindro para un vehículo según una realización de esta
invención.
La figura 4 es una vista en sección longitudinal
de un amortiguador hidráulico del tipo de un solo cilindro para un
vehículo según otra realización de esta invención.
La figura 5 es un gráfico que muestra una
característica amortiguadora de un amortiguador hidráulico del tipo
de un solo cilindro para un vehículo.
A continuación se describirán realizaciones de
esta invención con referencia a los dibujos.
Primera
realización
Primero, en referencia a las figuras 1 a 3, se
describirá un amortiguador hidráulico del tipo de un solo cilindro
para un vehículo 100 de acuerdo con una primera realización de esta
invención.
El amortiguador hidráulico del tipo de un solo
cilindro para un vehículo (referido de aquí en adelante como un
"amortiguador") 100 está interpuesto entre un cuerpo de
vehículo y un eje de un vehículo para eliminar la vibración en el
cuerpo del vehículo, y tal como se muestra en la figura 1, comprende
un cilindro 1, un pistón libre 2 que se coloca de forma deslizante
en el cilindro 1 y delimita una cámara de fluido 7 y una cámara de
gas 8 en el cilindro 1, un pistón 3 que se coloca de forma
deslizante en el cilindro 1 y delimita la cámara de fluido 7 en dos
cámaras de presión 7a, 7b y un vástago 4, un extremo del cual se
conecta al pistón 3 y otro extremo del cual se extiende hacia el
exterior del cilindro 1.
Un fluido tal como aceite de trabajo se carga en
la cámara de presión del lado de expansión 7a y la cámara de
presión del lado de contracción 7b. Además, un gas presurizado está
encerrado en la cámara de gas 8, y un muelle helicoidal 9 que sirve
como un elemento elástico que empuja el pistón libre 2 en la
dirección de la cámara de fluido 7 se acomoda en la cámara de gas
8.
El amortiguador 100 está interpuesto entre el
cuerpo del vehículo y el eje mediante un soporte de acoplamiento (no
mostrado) proporcionado en un extremo superior del vástago 4 y un
extremo inferior del cilindro 1.
Un paso (no mostrado) que conecta las cámaras de
presión 7a y 7b se proporciona en el pistón 3, y un elemento que
genera una fuerza amortiguadora (no mostrado) que aplica resistencia
al caudal de fluido a través de este paso se interpone en el paso.
Cuando el pistón 3 se desliza dentro del cilindro 1, el fluido
recorre entre las cámaras de presión 7a, 7b a través del paso, y en
este instante, el elemento que genera una fuerza amortiguadora
aplica resistencia al caudal de fluido. De este modo, el
amortiguador 100 genera una fuerza amortiguadora a través de una
operación de expansión/contracción, y la fuerza amortiguadora se
determina de acuerdo con la pérdida de presión generada por el
elemento que genera la fuerza amortiguadora.
No hay limitaciones en el elemento que genera
una fuerza amortiguadora mientras sea capaz de aplicar resistencia
al caudal de fluido que atraviesa el paso de modo que genere una
pérdida de presión predeterminada, y puede emplearse una válvula
amortiguadora, tal como por ejemplo, un orificio o válvula con
llave.
El vástago 4 penetra un elemento de estanqueidad
6 de un elemento de cabeza anular 5 que se proporciona en un extremo
abierto del cilindro 1 y cierra el interior del cilindro 1. El
vástago 4 se extiende coaxialmente con el cilindro 1 hacia el
exterior del cilindro 1.
La cámara de gas 8 está trazada sobre un lado
del tramo inferior del cilindro 1, o en otras palabras el lado
final opuesto del vástago 4. La cámara de gas 8 compensa la
variación de volumen del cilindro 1 que tiene lugar cuando el
vástago 4 se infiltra en el cilindro 1 o sale del cilindro 1. Más en
particular, cuando el amortiguador 100 se expande y se contrae, el
pistón libre 2 se mueve tal que el volumen de la cámara de gas 8 se
incrementa y decrece.
El muelle helicoidal 9 comprende una parte de
constante elástica pequeña 10 y una parte de constante elástica
grande 11, y la longitud de éste está situada tal que el muelle
helicoidal 9 permanece en contacto con la cara final del pistón
libre 2 incluso cuando el amortiguador 100 está en un estado
expandido al máximo y el volumen de la cámara de gas 8 está en su
máximo.
Al situar la longitud del muelle helicoidal 9 de
esta manera, el pistón libre 2 y el muelle helicoidal 9 se
mantienen en un estado de contacto constante, con independencia de
la cantidad de extracción/contracción del amortiguador 100. En
otras palabras, el muelle helicoidal 9 está siempre apretujado entre
el pistón libre 2 y el tramo final del cilindro 1. Por lo tanto, se
evita una situación en la que el pistón libre 2 y el muelle
helicoidal 9 choquen rotundamente y el muelle helicoidal 9 se mueva
de forma violenta dentro del cilindro 1 cuando el amortiguador 100
se expande y contrae. Por lo tanto, se evita la creación de un ruido
anormal.
El muelle helicoidal 9 está constituido tal que
cuando se comprime desde una dirección vertical, la parte de
constante elástica pequeña 10 entra en un estado comprimido al
máximo antes de que se deforme la parte de constante elástica
grande 11 en un estado comprimido al máximo en el que vueltas
adyacentes entren en contacto entre sí (ver la figura 2). De este
modo, la constante elástica del muelle helicoidal 9 está constituida
para que sea variable.
Cuando el amortiguador 100 se expande y se
contrae tal que el pistón 3 se desplaza con relación al cilindro 1,
el pistón libre 2 también se desplaza por una cantidad obtenida al
dividir un volumen de infiltración o un volumen de liberación del
vástago 4 con un área de recepción de presión del pistón 3.
Cuando la parte de constante elástica pequeña 10
no ha entrado en el estado comprimido al máximo con relación al
desplazamiento del pistón libre 2, el muelle helicoidal 9 provoca
una fuerza de reacción elástica que actúa sobre el pistón libre 2
en una constante elástica combinada que es idéntica a una constante
elástica obtenida al disponer un muelle que tiene una constante
elástica pequeña y un muelle que tiene una constante elástica grande
en serie.
Por otro lado, cuando la parte de constante
elástica pequeña 10 entra en el estado comprimido al máximo con
relación al desplazamiento del pistón libre 2, el muelle helicoidal
9 provoca una fuerza de reacción elástica que actúa sobre el pistón
libre 2 en una constante elástica grande. De este modo, la constante
elástica del muelle helicoidal 9 se ajusta para incrementarse
durante la contracción.
En esta realización, la parte de constante
elástica pequeña 10 se ajusta para entrar en el estado comprimido
al máximo, donde vueltas adyacentes entran en contacto entre sí,
cuando una posición de carrera del pistón 3 con relación al
cilindro 1 alcanza una posición predeterminada. De forma concreta,
la posición predeterminada está en una posición neutral que es el
centro de la carrera del pistón 3.
A continuación, se describirán las acciones del
amortiguador 100 constituido de la forma anterior.
Cuando la posición de carrera del pistón 3 con
relación al cilindro 1 está en la posición neutral anteriormente
mencionada tal que la parte de constante elástica pequeña 10 del
muelle helicoidal 9 está en el estado comprimido al máximo, tal
como se muestra en la figura 2, la cámara fluida 7 está presurizada
por la presión del gas en la cámara de gas 8 y la fuerza de reacción
elástica del muelle helicoidal 9.
Ahora se considerará un caso en el que el
amortiguador 100 se contrae desde este estado. Durante la carrera
de contracción, se genera un exceso de fluido que corresponde al
volumen por el cual el vástago 4 se infiltra en el cilindro 1, y
por lo tanto el pistón libre 2 se desplaza mientras se comprime el
muelle helicoidal 9 en una dirección para reducir el volumen de la
cámara de gas 8.
En este momento, la parte de constante elástica
pequeña 10 del muelle helicoidal 9 está en el estado comprimido al
máximo, y por lo tanto el muelle helicoidal 9 provoca una fuerza de
reacción elástica que es proporcional a la cantidad de deformación
de la parte de constante elástica grande 11 para actuar con relación
al desplazamiento del pistón
libre 2.
libre 2.
Cuando la cantidad de contracción del
amortiguador 100 es pequeña, la velocidad del pistón es
habitualmente baja y por lo tanto permanece en una región de baja
velocidad. En este caso, el volumen de infiltración del vástago es
pequeño y la cantidad de deformación de la parte de constante
elástica grande 11 es también suficientemente pequeña. Por lo
tanto, la cámara de fluido 7 no está muy presurizada por el pistón
libre 2. De este modo, tal como se muestra en la figura 3, la
característica amortiguadora del amortiguador 100 en la región de
baja velocidad es tal que la fuerza de amortiguación no es
excesivamente grande y, por lo tanto, puede mantenerse el confort de
los pasajeros en el vehículo.
Cuando la cantidad de contracción del
amortiguador 100 es grande, la velocidad del pistón habitualmente se
incrementa en una región de velocidad alta. En este caso, el
volumen de infiltración del vástago es grande y la cantidad de
deformación de la parte de constante elástica grande 11 también es
grande. Por lo tanto, el pistón libre 2 es empujado no solamente
por la presión interna de la cámara de gas 8, sino también por la
fuerza de reacción elástica grande proporcional a la cantidad de
deformación del muelle helicoidal 9. Por ello, en la región de
velocidad alta, la cámara de fluido 7 recibe mayor presión del
pistón libre 2 que un amortiguador convencional.
Como resultado, se evita una situación en la que
el pistón libre 2 se mueve en paralelo con el pistón 3 incluso
cuando se incrementa la velocidad del pistón durante la carrera de
contracción. Por lo tanto, tal como se muestra en la figura 3, la
característica amortiguadora en la región de velocidad alta es tal
que se previene la fuerza amortiguadora de picos, y como resultado,
puede eliminarse suficientemente la vibración en el cuerpo del
vehículo, permitiendo una mejora en el confort de los pasajeros.
Además, al evitar una situación en la que el
pistón libre 2 se mueva en paralelo con el pistón 3, se evita que
la presión interna de la cámara de presión 7 en el lado de expansión
caiga por debajo de la presión de aire exterior. Como resultado, se
evita que el aire exterior sea succionado al cilindro 1 a través del
espacio entre el vástago 4 y el elemento de estanqueidad 6,
eliminado así el peligro de aireación, compresión adiabática,
etc.
Además, la constante elástica del muelle
helicoidal 9 se incrementa durante la contracción, y la fuerza de
reacción resultante actúa para complementar la fuerza de empuje
aplicada al pistón libre 2 por la presión de gas en la cámara de
gas 8. Por ello, puede evitarse un fenómeno por el cual la presión
interna de la cámara de fluido 7 se incrementa en exceso, que tiene
lugar cuando la presión interna de la cámara de gas 8 se sitúa
alta, y por lo tanto no se dificulta el confort de los pasajeros del
vehículo. Además, la presión interna de la cámara de fluido 7 no
actúa en exceso sobre el elemento de estanqueidad 6, y por lo tanto
no se impide que el vástago 4 se mueva sin problemas, y la vida del
elemento de estanqueidad 6 no se reduce.
Cuando el amortiguador 100 se expande, el pistón
libre 2 se desplaza en una dirección para incrementar el volumen de
la cámara de gas 8. En este instante, la fuerza de reacción elástica
del muelle helicoidal 9 corresponde a la constante elástica
combinada de la constante elástica pequeña y la constante elástica
grande, y por lo tanto suficientemente suave. Por consiguiente, la
presión interna de la cámara de fluido 7a que está comprimida
durante la carrera de expansión puede realizarse igual a la del
amortiguador convencional, y es la característica amortiguadora
resultante que se muestra en la figura 3, con lo que la vibración en
el cuerpo del vehículo puede suprimirse y puede mejorarse el confort
del pasajero.
Además, al colocar la posición de carrera del
pistón 3 en el que la constante elástica del muelle helicoidal 9 se
incrementa en la posición neutral, tal como se ha descrito
anteriormente, puede prevenirse de forma efectiva una situación en
la que la presión interna de la cámara de fluido 7 se incrementa con
relación a una pequeña cantidad de vibración, que provoca que la
velocidad del pistón en las proximidades de la posición neutral
decrezca. Como resultado, se evita que la característica
amortiguadora del amortiguador 100 resulte excesivamente grande, y
no se perjudique el confort de los pasajeros en el vehículo. Además,
puede prevenirse una situación en la que la presión interna de la
cámara de fluido 7 actúe de forma excesiva sobre el elemento de
estanqueidad incluso de forma más efectiva.
En la descripción anterior, la parte de
constante elástica pequeña 10 se coloca para entrar en el estado
comprimido al máximo cuando la posición de carrera del pistón 3
está en la posición neutral. Sin embargo, la posición de carrera
del pistón 3 en la que la parte de constante elástica pequeña 10
entra en el estado comprimido al máximo puede modificarse
adecuadamente de acuerdo con la aplicación de uso del vehículo,
etc.
Por ejemplo, la parte de constante elástica
pequeña 10 puede colocarse para ser capaz de expandirse y contraerse
cuando la posición de carrera del pistón 3 está en la posición
neutral. En este caso, la parte de constante elástica pequeña 10 se
expande y contrae durante un funcionamiento normal del vehículo,
provocando así una fuerza de reacción elástica que actúa sobre el
pistón libre 2. Por otro lado, cuando el vehículo recorre una etapa
larga o similar, generando una gran cantidad de vibración, la parte
de constante elástica pequeña 10 entra en el estado comprimido al
máximo tal que se provoca una fuerza de reacción elástica que actúa
sobre el pistón libre 2 por la expansión y contracción de la parte
de constante elástica grande 11. Al ajustar de esta manera la parte
de constante elástica pequeña 10, se evita una situación en la que
el pistón libre 2 se mueve en paralelo con el pistón 3 cuando la
velocidad del pistón se incrementa durante la carrera de contracción
del amortiguador 100, y se previene que la fuerza amortiguadora
tenga picos en la región de velocidad alta.
Además, el elemento elástico de esta realización
está conformado al disponer la parte de constante elástica pequeña
10 y la parte de constante elástica grande 11 en serie. Sin embargo,
el elemento elástico puede conformarse al disponer una pluralidad
de partes de constante elástica pequeña y una pluralidad de partes
de constante elástica grande en serie, por ejemplo. El elemento
elástico también puede estar constituido por una parte de constante
elástica pequeña y una parte de constante elástica grande dispuestas
en paralelo y en la periferia exterior o periferia interior tal que
la parte de constante elástica pequeña esté apretada de forma
constante entre el pistón libre 2 y el tramo final del cilindro 1.
Así, cuando el pistón libre 2 se desplaza en una dirección para
contraer la cámara de gas 8, la parte de constante elástica grande
entra en contacto con el pistón libre 2.
Segunda
realización
A continuación, en referencia a la figura 4, se
describirá un amortiguador hidráulico del tipo de un solo cilindro
para un vehículo 200 según una segunda realización de esta
invención. Debería observarse que elementos idénticos a los del
amortiguador 100 según la primera realización descritos
anteriormente tienen las mismas referencias, y se ha omitido la
descripción de estos.
El amortiguador 200 se diferencia del
amortiguador 100 de la primera realización en la constitución del
elemento elástico. La siguiente descripción se centrará en esta
diferencia.
Un elemento elástico 12 del amortiguador 200
está hecho de resina sintética, y tal como se muestra en la figura
4, comprende un tramo base 15 que se coloca en la periferia interior
del cilindro 1, y un tramo de empuje 16 que permanece vertical desde
el tramo base 15 y contacta con el tramo final del pistón libre
2.
El tramo de empuje 16 comprende una parte de
constante elástica pequeña 16a en su lado extremo y una parte de
constante elástica grande 16b en su lado extremo base. Asimismo en
esta realización, la parte de constante elástica pequeña 16a se
coloca para entrar en un estado comprimido al máximo cuando la
posición de carrera del pistón 3 con relación al cilindro 1 está en
la posición neutral.
El diámetro exterior del tramo base 15 se coloca
para que sea igual o ligeramente mayor que el diámetro interior del
cilindro 1, y al encajar el tramo base 15 en el tramo final del
cilindro 1, el elemento elástico 12 se posiciona dentro del
cilindro 1. Además, la longitud del elemento elástico 12 es tal que
el tramo de empuje 16 contacta con la cara final del pistón libre 2
incluso cuando el amortiguador 200 está en un estado expandido al
máximo y el volumen de la cámara de gas 8 está en un máximo. De este
modo, se evita una situación en la que el pistón libre 2 y el
elemento elástico 12 colisionen con rotundidad y el elemento
elástico 12 se mueva de forma violenta dentro del cilindro 1 cuando
el amortiguador 200 se expande y se contrae. Por lo tanto, se evita
la creación de ruido anormal.
El tramo base 15 está provisto de un orificio
pasante 15a que penetra verticalmente. Cuando el tramo base 15 se
coloca en el tramo final del cilindro 1 tal que el elemento elástico
12 se acomoda dentro de la cámara de gas 8, puede realizarse una
operación para sellar un gas en la cámara de gas 8 a través del
orificio pasante 15a.
El elemento elástico 12 está constituido tal que
cuando se comprime desde una dirección vertical, la parte de
constante elástica pequeña 16a entra en el estado comprimido al
máximo antes de que la parte de constante elástica grande 16b se
deforme al máximo en un estado comprimido al máximo. De este modo,
la constante elástica del elemento elástico 12 está constituida para
ser variable.
Cuando el amortiguador 200 se expande y se
contrae de manera que el pistón 3 se desplaza con relación al
cilindro 1, el pistón libre 2 también se desplaza por una cantidad
obtenida al dividir el volumen de infiltración o volumen liberado
del vástago 4 por el área de recepción de presión del pistón 3.
Cuando la parte de constante elástica pequeña
16a no ha entrado en el estado comprimido al máximo con relación al
desplazamiento del pistón libre 2, el elemento elástico 12 provoca
una fuerza de reacción elástica que actúa sobre el pistón libre 2
en una constante elástica combinada que es idéntica a la constante
elástica obtenida cuando se disponen en serie un muelle que tiene
una constante elástica pequeña y un muelle que tiene una constante
elástica grande.
Por otro lado, cuando la parte de constante
elástica pequeña 16a entra en el estado comprimido al máximo con
relación al desplazamiento del pistón libre 2, el elemento elástico
12 provoca una fuerza de reacción elástica que actúa sobre el
pistón libre 2 en una constante elástica grande. Así, la constante
elástica del elemento elástico 12 se coloca para incrementarse
durante la contracción.
Como se describirá más adelante, el amortiguador
200 constituido de la forma anterior presenta acciones y efectos
similares al amortiguador 100 de la primera realización.
El pistón libre 2 es empujado no solamente por
la presión interna de la cámara de gas 8, sino también por una
reacción elástica grande proporcional a la cantidad de deformación
del elemento elástico 12. De esta manera, se evita una situación en
la que el pistón libre 2 se mueva en paralelo con el pistón 3
incluso cuando la velocidad del pistón se incrementa durante la
carrera de contracción. En consecuencia, la característica
amortiguadora en la región de velocidad alta es tal que se evita
que la fuerza amortiguadora de tener picos, tal como se muestra en
la figura 3.
Al evitar una situación en la que el pistón
libre 2 se mueve en paralelo con el pistón 3, se evita que la
presión interna de la cámara de presión del lado de expansión 7a
caiga por debajo de la presión de aire exterior. Como resultado, se
evita que el aire exterior sea succionado al cilindro 1 a través del
espacio entre el vástago 4 y el elemento de estanqueidad 6,
eliminando así el peligro de aireación, compresión adiabática,
etc.
Además, la constante elástica del elemento
elástico 12 se incrementa durante la contracción, y la fuerza de
reacción resultante actúa para complementar la fuerza de empuje
aplicada al pistón libre 2 por la presión de gas en la cámara de
gas 8. Así, puede evitarse un fenómeno por el cual la presión
interna de la cámara de fluido 7 se incrementa en exceso, que tiene
lugar cuando la presión interna de la cámara de gas 8 está colocada
alta, y por lo tanto no se perjudica el confort de los pasajeros del
vehículo. Además, la presión interna de la cámara de fluido 7 no
actúa excesivamente sobre el elemento de estanqueidad 6, y por lo
tanto no se evita el movimiento suave del vástago 4, y no se acorta
la vida del elemento de estanqueidad 6.
Cuando el amortiguador 200 se expande, el pistón
libre 2 se desplaza en una dirección que incrementa el volumen de
la cámara de gas 8. En este momento, la fuerza de reacción elástica
del elemento elástico 12 corresponde a la constante elástica
combinada de la constante elástica pequeña y la constante elástica
grande, y por lo tanto es suficientemente suave. Por consiguiente,
la presión interna de la cámara de fluido 7a que está comprimida
durante la carrera de expansión puede ser igual a la de un
amortiguador convencional, y la característica amortiguadora está
tal como se muestra en la figura 3, por lo que puede eliminarse la
vibración en el cuerpo de vehículo y puede mejorarse el confort de
los pasajeros.
Además, al colocar la posición de carrera del
pistón 3 en la que la constante elástica del elemento elástico 12
se incrementa en la posición neutral, puede evitarse de forma
efectiva una situación en la que la presión interna de la cámara de
fluido 7 se incremente con relación a una pequeña cantidad de
vibración, que provoca que la velocidad del pistón en las
proximidades de la posición neutral decrezca. Como resultado, se
evita que la característica amortiguadora del amortiguador 200 sea
excesivamente grande y no se vea perjudicado el confort de los
pasajeros del vehículo. Además, una situación en la que la presión
interna de la cámara de fluido 7 actúe excesivamente sobre el
elemento de estanqueidad 6 puede evitarse incluso de forma más
efectiva.
Además, ya que el elemento elástico 12 está
hecho de resina sintética, es más ligero que un elemento elástico
como por ejemplo un muelle helicoidal, y por lo tanto puede
conseguirse una reducción de peso del amortiguador 200. Además, el
tramo base 15 puede colocarse en el extremo inferior del cilindro 1,
y por lo tanto el posicionamiento del elemento elástico 12 con
relación al cilindro 1 durante una operación de montaje del
amortiguador 200 es sumamente fácil.
Esta invención puede aplicarse a un amortiguador
que esté interpuesto entre un cuerpo de vehículo y un eje de un
vehículo.
Claims (8)
1. Un amortiguador hidráulico del tipo de un
solo cilindro (100) para un vehículo, que está interpuesto entre un
cuerpo de vehículo y un eje de un vehículo para suprimir la
vibración en el cuerpo del vehículo, comprendiendo:
un cilindro (1);
un pistón libre (2) que se introduce de forma
deslizante en el cilindro y delimita una cámara de fluido (7) y una
cámara de gas (8) en el cilindro;
un pistón (3) que se introduce de forma
deslizante en el cilindro (1) y delimita la cámara de fluido
(2)en dos cámaras de presión (7a, 7b);
un vástago (4), un extremo del cual está
conectado al pistón (3); y
un elemento elástico que (9, 10, 11, 12) que
está acomodado en la cámara de gas y empuja el pistón libre (2) en
la dirección de la cámara de fluido,
caracterizado por el hecho de que el
elemento elástico está colocado tal que una constante elástica de
éste se incrementa durante la contracción.
2. El amortiguador hidráulico del tipo de un
solo cilindro para un vehículo que se define en la reivindicación 1,
en el que el elemento elástico comprende una parte de constante
elástica pequeña (10) y una parte de constante elástica grande
(11).
3. El amortiguador hidráulico del tipo de un
solo cilindro para un vehículo que se define en la reivindicación 2,
en el que la parte de constante elástica pequeña (10) entra en un
estado comprimido al máximo cuando la posición de la carrera del
pistón (3) con relación al cilindro (1) está en una posición
predeterminada.
4. El amortiguador hidráulico del tipo de un
solo cilindro para un vehículo que se define en la reivindicación 3,
en el que la posición predeterminada es una posición neutral de la
posición de la carrera del pistón (3).
5. El amortiguador hidráulico del tipo de un
solo cilindro para un vehículo que se define en la reivindicación 2,
en el que la parte de constante elástica pequeña (10) está colocada
para ser capaz de expandirse y contraerse cuando una posición de
carrera del pistón (3) está en una posición neutral.
6. El amortiguador hidráulico del tipo de un
solo cilindro para un vehículo que se define en la reivindicación 1,
en el que el elemento elástico está apretujado por el pistón libre
(2) y un tramo final del cilindro (1).
7. El amortiguador hidráulico del tipo de un
solo cilindro para un vehículo que se define en la reivindicación 2,
en el que el elemento elástico es un muelle helicoidal (9).
8. El amortiguador hidráulico del tipo de un
solo cilindro para un vehículo que se define en la reivindicación 1,
en el que el elemento elástico (12) está hecho de resina sintética,
y comprende un tramo base (15) que está colocado en una periferia
interior del cilindro, y un tramo de empuje (16) que se mantiene
vertical desde el tramo base y contacta con un tramo final del
pistón libre (3).
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