ES2345906T3 - Estructura de valvula para amortiguador. - Google Patents
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Abstract
Estructura de válvula para un amortiguador, que comprende: un elemento de separación (1) formado con un puerto a través del cual están conectadas una primera cámara y segunda cámara; un elemento vertical (4) que se mantiene erecto desde un tramo central axial del elemento de separación (1); una válvula de láminas en forma de anillo (10), un lado periférico interior que es penetrado por el elemento vertical (4), y que está laminada sobre el elemento de separación (1) de modo que cierra el puerto; un elemento de retención de la válvula en forma de anillo (11) que está laminado sobre la válvula de láminas (10) para detener una cantidad de flexión de la válvula de láminas (10); y un cuerpo elástico (15) que empuja la válvula de láminas (10) en una dirección para cerrar el puerto vía el elemento de retención de la válvula (11), en el que el cuerpo elástico (15) empuja la válvula de láminas (10) de tal manera que no se inicia la compresión del cuerpo elástico (15) hasta que al menos una periferia exterior de la válvula de láminas (10) se dobla en contacto con el elemento de retención de la válvula (11), caracterizada por el hecho de que el cuerpo elástico (15) se comprime previamente y se interpone entre el elemento de retención de la válvula (11) y el elemento vertical (4) tal que se aplica una carga inicial a éste, y la carga inicial se ajusta para que sea mayor que un empuje que actúa tal que el elemento de retención de válvula (11) se repliega desde el elemento de separación (1) con una mínima presión en la que la periferia exterior de la válvula de láminas (10) se dobla en contacto con el elemento de retención de la válvula (11), y hay al menos tres etapas que incluyen una etapa donde la válvula de láminas (10) se dobla hasta que contacta con el elemento de retención de la válvula (11), una etapa donde la válvula de láminas (10) se mantiene en un estado de contacto con el elemento de retención de la válvula (11) y una etapa donde la válvula de láminas (10) y el elemento de retención de la válvula (11) se repliegan desde el elemento de separación (1), dependiendo de la velocidad del elemento de separación (1).
Description
Estructura de válvula para amortiguador.
Esta invención se refiere a una estructura de
válvula para un amortiguador.
Una estructura de válvula de acuerdo con el
preámbulo de la reivindicación 1 es conocida en el documento EP 0228
033A.
Una estructura de válvula conocida convencional
para un amortiguador se lleva a cabo, por ejemplo, en un tramo de
pistón o similar de un amortiguador para un vehículo. En esta
estructura de válvula para un amortiguador, está laminada una
válvula de láminas en forma de anillo sobre un extremo de salida de
un puerto presente en el tramo de pistón, y el puerto se abre y se
cierra por la válvula de láminas.
La figura 3 es una vista en sección longitudinal
de un tramo de pistón de un amortiguador formado con una estructura
de válvula convencional de un amortiguador (ver patente japonesa de
dominio público nº 9-9291961). En esta estructura
de válvula de un amortiguador, un lado periférico interno de una
válvula de láminas 3L no está soportado de forma fija. Más en
particular, la periferia interior de la válvula de láminas 3L
contacta de forma deslizante con un vástago de pistón 3R o una
periferia exterior de una tuerca pistón tubular 3N que fija un
pistón 3P al vástago de pistón 3R. Una superficie inferior de la
válvula de láminas 3L es empujada por un muelle 3S mediante una
válvula principal 3M. Tal como se muestra en la figura 3, la válvula
anteriormente descrita se desarrolla como una válvula amortiguadora
del lado de expansión de un amortiguador.
En un amortiguador donde se aplica esta
estructura de válvula, cuando la velocidad del pistón durante el
movimiento ascendente del pistón 3P está en una región de baja
velocidad, el lado periférico exterior de la válvula de láminas 3L
se dobla utilizando un punto que contacta con la válvula principal
3M laminada sobre la válvula de láminas 3L a modo de suspensión. De
este modo, tal como se muestra en la figura 4, este amortiguador
presenta una característica amortiguadora sensiblemente idéntica al
amortiguador en la que la periferia interior de la válvula de
láminas 3L se soporta de forma fijada.
Cuando la velocidad del pistón alcanza regiones
de alta y media velocidad, la presión del fluido de trabajo que
pasa a través de un puerto 3Po se incrementa tal que la válvula de
láminas 3L es empujada junto con la válvula principal 3M en una
dirección axial con relación al pistón 3P en contra la fuerza de
empuje del muelle 3S. Como resultado, el área de paso de caudal
resulta ser mayor que la de la válvula amortiguadora en la cual se
soporta la periferia interior de la válvula de láminas 3L de forma
fija, suprimiendo así la fuerza de amortiguación excesiva y
permitiendo una mejora en el confort del vehículo.
Sin embargo, aunque la estructura de válvula
convencional anteriormente descrita resulta útil en términos de
mejora del confort del vehículo, pueden surgir los siguientes
problemas. Por ejemplo, cuando la velocidad del pistón alcanza la
región de alta velocidad durante el movimiento ascendente del pistón
3P, la válvula de láminas 3L simplemente es empujada hacia abajo
desde el pistón 3P en la dirección axial de acuerdo con la
velocidad del pistón, y no se incrementa el coeficiente de
amortiguación. Por consiguiente, la fuerza amortiguadora tiende a
ser insuficiente cuando la velocidad del pistón alcanza la región de
alta velocidad, y como resultado no puede suprimirse lo suficiente
la vibración, llevando al deterioro del confort del vehículo.
Esta invención ha sido diseñada para resolver
este problema, y un objeto de ésta es proporcionar una válvula para
un amortiguador con la que puede obtenerse suficiente fuerza
amortiguadora incluso cuando la velocidad del pistón alcanza una
región de velocidad alta.
Una estructura de válvula para un amortiguador
según la presente invención comprende las características de la
reivindicación 1.
Los detalles así como otras características y
ventajas de esta invención se exponen en el resto de la memoria y se
muestran en los dibujos que se acompañan.
La figura 1 es una vista en sección longitudinal
de un tramo de pistón para un amortiguador sobre el cual se
desarrolla una estructura de válvula para un amortiguador de acuerdo
con una realización.
La figura 2 es una vista que muestra una
característica amortiguadora del amortiguador sobre el cual se
desarrolla la estructura de válvula para un amortiguador de acuerdo
con esta realización.
La figura 3 es una vista en sección longitudinal
de un tramo de pistón de un amortiguador sobre el cual se desarrolla
una estructura de válvula convencional para un amortiguador.
La figura 4 es una vista que muestra una
característica amortiguadora del amortiguador sobre el cual se
desarrolla la estructura de válvula convencional para un
amortiguador.
Una estructura de válvula para un amortiguador
según esta invención se describirá a continuación con referencia a
los dibujos. La figura 1 es una vista en sección longitudinal de un
tramo de pistón para un amortiguador sobre el cual se desarrolla en
una estructura de válvula para un amortiguador según una
realización. La figura 2 es una vista que muestra una
característica amortiguadora del amortiguador sobre el cual se
desarrolla la estructura de válvula para un amortiguador según esta
realización.
Como se muestra en la figura 1, una estructura
de válvula según esta realización se desarrolla como una válvula
amortiguadora del lado de expansión para un tramo de pistón de un
amortiguador. El amortiguador se utiliza en un vehículo. La
estructura de válvula comprende un pistón 1, una tuerca pistón 4,
una válvula de láminas 10, un elemento de retención de válvula 11 y
un muelle helicoidal 15.
El pistón 1 es un elemento de separación formado
con un puerto 2 a través del cual están conectadas una cámara
superior 41 y una cámara inferior 42. La tuerca pistón 4 es un
elemento vertical que se mantiene derecho desde un tramo central
axial del pistón 1. La tuerca pistón 4 se coloca en el lado
periférico interior de la válvula de láminas en forma de anillo 10,
y la válvula de láminas 10 está laminada sobre el pistón 1 de modo
que cierra el puerto 2. El elemento de retención de la válvula en
forma de anillo 11 está laminado sobre la válvula de láminas 10
para limitar la cantidad de torsión de la válvula de láminas 10. El
muelle helicoidal 15 es un cuerpo elástico que empuja la válvula de
láminas 10 en una dirección que cierra el puerto 2 vía el elemento
de retención de válvula 11.
El amortiguador sobre el cual se desarrolla la
estructura de válvula es bien conocido, y por lo tanto se omite la
descripción detallada de éste. Por ejemplo, el amortiguador
comprende un cilindro 40, un elemento cabezal (no mostrado) que
sella un extremo superior del cilindro 40, un vástago de pistón 5
que penetra el elemento cabezal (no mostrado) de modo que se
desliza libremente por el interior, el pistón 1 que se proporciona
en el tramo final del vástago del pistón 5, un elemento de
estanqueidad (no mostrado) que sella un extremo inferior del
cilindro 40, y un depósito o cámara de aire, no mostrada en la
figura. El depósito o cámara de aire no mostrada en la figura
compensa la variación del volumen interno del cilindro
correspondiente al volumen del vástago de pistón 5 que se repliega y
penetra en el cilindro 40.
El interior del cilindro 40 se divide en dos
cámaras de presión, es decir, una cámara superior 41 y una cámara
inferior 42, por el pistón 1. El interior del cilindro 40 está lleno
de un líquido, en particular un fluido de trabajo.
Cuando el pistón 1 se mueve en la dirección
ascendente de la figura 1 con relación al cilindro 40, la presión
interna de la cámara superior 41 se eleva, por lo que el fluido de
trabajo se mueve desde la cámara superior 41 a la cámara inferior
42 a través del puerto 2. En ese momento, se aplica resistencia al
fluido de trabajo en movimiento por la válvula de láminas 10,
generando por ello una pérdida de presión predeterminada de tal
manera que se genera una fuerza de amortiguación predeterminada en
el amortiguador.
La estructura de válvula se describirá con
detalle más adelante. El pistón 1, que sirve como un elemento de
separación, está conformado con una forma tubular que tiene una
base, y comprende un orificio de colocación 1b, el puerto 2, una
ventana 3 que comunica con el puerto 2, un asiento de válvula en
forma de anillo 1c, un puerto 1d y un tramo tubular 1f.
El orificio de colocación 1b se proporciona en
un tramo central axial de un tramo base 1a, y el vástago de pistón
5 del amortiguador se coloca en el interior. El asiento de válvula
1c está formado en un lado periférico exterior de la ventana 3, que
sirve como un extremo de salida del puerto 2, y se prolonga sobre el
lado de la válvula de láminas 10 con relación al tramo base 1a del
pistón 1. El tramo tubular 1f se extiende en el lado periférico
exterior del pistón 1.
El fluido de trabajo que se mueve desde la
cámara inferior 42 a la cámara superior 41 cuando se contrae el
amortiguador fluye hacia el puerto del lado de presión 1d. El puerto
del lado de presión 1d se proporciona en un lado periférico exterior
del puerto del lado de extensión 2.
Como se ha descrito anteriormente, el vástago de
pistón 5 se coloca en el orificio de colocación 1b del pistón 1. Un
tramo del extremo final del vástago de pistón 5 se prolonga sobre un
lado inferior del pistón 1 (el lado hacia abajo en la figura 1).
Un diámetro exterior de un extremo final 5a del
vástago de pistón 5 se ajusta para que sea más pequeño que un
diámetro exterior de una parte de éste en el lado superior del
extremo final 5a, y en la parte donde se diferencian el diámetro
exterior de la parte del lado superior y el diámetro exterior del
tramo del extremo final está formado un tramo escalonado 5b.
La tuerca pistón 4 está roscada en el extremo
final 5a del vástago de pistón 5. La tuerca pistón 4 está
constituida por un tramo tubular 4a y un collar 4b provisto en el
extremo inferior de la figura 1. Un tramo de diámetro pequeño 4c que
tiene un diámetro pequeño está formado en una periferia exterior del
extremo superior del tramo tubular 4a.
El extremo final 5a del vástago de pistón 5 se
coloca en la periferia interior de un tope de válvula 102, un
separador 101, una válvula de láminas en el lado de presión 100, y
el pistón 1 en ese orden, y la tuerca pistón 4 está roscada a un
tramo de rosca 5c provisto en el extremo final del vástago de pistón
5 desde la base del pistón 1. De esta manera, cada uno de los
elementos anteriormente descritos está ubicado entre el tramo
escalonado 5b del vástago de pistón 5 y el extremo superior de la
tuerca pistón 4 de modo que se fije al vástago de pistón 5.
Destacar que un tramo abierto por el extremo
inferior del orificio de colocación 1b proporcionado en el tramo
base 1a del pistón 1 está ensanchado en diámetro para proporcionar
un tramo de diámetro ensanchado 1e. Un extremo superior del tramo
de diámetro pequeño 4c del tramo tubular 4a puede colocarse en un
tramo escalonado formado por el tramo de diámetro ensanchado 1e.
Una pluralidad de separadores con forma anular 7
que presentan un diámetro más pequeño que la válvula de láminas 10
y contactan con la periferia exterior del tramo de diámetro pequeño
4c de la tuerca pistón 4 están laminados de forma deslizante sobre
el tramo base 1a del pistón 1. La válvula de láminas 10 está
laminada sobre la base de los separadores 7. Además, una pluralidad
de separadores 8 con forma anular que tienen un diámetro más
pequeño que la válvula de láminas 10 y contactan con la periferia
exterior del tramo de diámetro pequeño 4c de forma deslizante están
laminados sobre la base de la válvula de láminas 10. El elemento de
retención de válvula 11, que contacta con la periferia exterior del
tramo de diámetro pequeño 4c de forma deslizante, está laminado
sobre la base de los separadores 8.
La válvula de láminas 10 está estructurada como
una válvula de láminas laminada en la que están laminadas una
pluralidad de hojas en forma de anillo. Al contactar una superficie
superior de la válvula de láminas 10 con el asiento de válvula 1c,
el puerto 2 del pistón 1 puede cerrarse. Debe destacarse que, aunque
no se muestra en la figura, está formado mediante el punzonado del
asiento de válvula 1c una muesca que se proporciona en la periferia
exterior de la hoja que asienta sobre el asiento de válvula 1c o
bien un orificio fijado bien conocido.
En esta realización, la válvula de láminas 10
está constituida como una válvula de láminas laminada. El número de
hojas puede ajustarse de forma arbitraria según la característica
amortiguadora (la relación entre la velocidad del pistón y la
fuerza amortiguadora) a ser desarrollada con la estructura de
válvula. En otras palabras, dependiendo de la característica
amortiguadora a generar en el amortiguador, puede proporcionarse una
pluralidad de hojas o solamente una hoja. Además, el diámetro
exterior de cada hoja puede ajustarse de forma diferente según la
característica amortiguadora a generar en el amortiguador.
Debe destacarse que, al proporcionar el tramo de
diámetro ensanchado 1e, la posición de la tuerca pistón 4 puede
colocarse en una dirección radial con relación al pistón 1. Después
de montar la válvula de láminas 10, los separadores 7, 8, y el
elemento de retención de válvula 11 sobre la tuerca pistón 4, estos
elementos pueden unirse al extremo final 5a del vástago de pistón 5
en un momento junto con el pistón 1, que es conveniente en términos
de fabricación. Sin embargo, puede omitirse el tramo de diámetro
ensanchado 1e.
Tal como se ha descrito con anterioridad, al
formar el pistón 1 con la forma tubular que tiene una base, los
elementos que constituyen la válvula, como la válvula de láminas,
pueden alojarse dentro del pistón 1. Como resultado, puede
reducirse la longitud desde el extremo superior del pistón 1 en la
figura 1 al extremo inferior de la tuerca pistón 4, permitiendo una
reducción en el tamaño del tramo de pistón.
Además, el elemento de retención de válvula 11,
que está laminado sobre el lado de la base, está constituido por un
cuerpo principal 11a en forma de anillo y un tramo tubular 11b. Una
periferia interior del cuerpo principal 11a en forma de anillo
contacta de forma deslizante con la periferia exterior del tramo de
diámetro pequeño 4c de la tuerca pistón 4, y un diámetro exterior
del cuerpo principal 11a en forma de anillo se ajusta para que sea
prácticamente idéntico al diámetro exterior de la válvula de láminas
10. El tramo tubular 11b está suspendido hacia abajo desde el
extremo inferior del cuerpo principal 11a en forma de anillo de la
figura 1, y una periferia interior de éste contacta con la
periferia exterior del tramo de diámetro pequeño 4c de forma
deslizante.
El muelle helicoidal 15 que sirve como un cuerpo
elástico está interpuesto entre el cuerpo principal en forma de
anillo 11 del elemento de retención de válvula 11 y el collar 4b de
la tuerca pistón 4. La válvula de láminas 10 es empujada hacia el
asiento de válvula 1c del pistón 1 vía el elemento de retención de
válvula 11 por la fuerza elástica del muelle helicoidal 15.
El muelle helicoidal 15 está comprimido
previamente e interpuesto entre el elemento de retención de válvula
11 y el collar 4b de la tuerca pistón 4 de manera que se aplica una
carga inicial predeterminada.
Debe destacarse que puede omitirse el tramo
tubular 11b del elemento de retención de válvula 11. Sin embargo,
el tramo tubular 11b funciona para centrar el muelle helicoidal 15,
y mediante esta función de centraje, la fuerza elástica del muelle
helicoidal 15 puede ser provocada para que actúe sobre el elemento
de retención de válvula 11 sin desviaciones. Por ello, se
proporciona preferentemente el tramo tubular 11b.
Con la estructura anteriormente descrita, se
provoca que la fuerza elástica del muelle helicoidal 15 actúe en el
lado periférico interior de la válvula de láminas 10 vía el elemento
de retención de válvula 11, por lo que la válvula de láminas 10 es
empujada en una dirección para cerrar el puerto 2 por el muelle
helicoidal 15.
Por lo tanto, cuando el pistón 1 se mueve en la
dirección ascendente de la figura 1, provocando un incremento en la
diferencia entre la presión inicial de la cámara superior 41 y la
presión interna de la cámara inferior 42, la válvula de láminas 10
y el elemento de retención de válvula 11 comprimen el muelle
helicoidal 15 contra la fuerza elástica, por lo que toda la válvula
de láminas 10 se repliega desde el pistón 1 en una dirección axial,
o en otras palabras, es impulsada en la dirección descendente de la
figura 1.
El espesor completo en la dirección axial de los
separadores 7 se ajusta para que sea menor que la longitud en la
dirección axial desde el tramo base 1a al extremo final del asiento
de válvula 1c del pistón 1, y por lo tanto el curvado inicial se
aplica a la válvula de láminas 10, cuyo lado periférico interior
recibe la fuerza de empuje. Una presión que abre la válvula
generada cuando la válvula de láminas 10 se aleja del asiento de
válvula 1c que abre el puerto 2 puede ajustarse al colocar la
cantidad de flexión de la flexión inicial. La cantidad de flexión
de la flexión inicial puede modificarse según el espesor total de
los separadores 7, y se ajusta a un valor óptimo para el vehículo
al cual se aplica el amortiguador. Destacar que, dependiendo de la
longitud en dirección axial desde el tramo base 1a al extremo
inferior del asiento de válvula 1c del pistón 1, los separadores 7
pueden omitirse.
Cuando el pistón 1 se mueve hacia arriba, la
periferia exterior de la válvula de láminas 10 se dobla bajo la
presión del fluido de trabajo que pasa a través del puerto 2. La
cantidad de flexión de la periferia exterior de la válvula de
láminas 10 se incrementa a medida que sube la velocidad del pistón.
Cuando la cantidad de flexión de la válvula de láminas 10 resulta
grande, el lado periférico exterior de la válvula de láminas 10
contacta con el cuerpo principal 11a en forma de anillo del elemento
de retención de válvula 11, con lo cual se limita la flexión
adicional de la válvula de láminas 10. La cantidad de flexión de la
válvula de láminas 10 puede ajustarse al colocar el espesor
completo en la dirección axial de los separadores 8 interpuestos
entre la válvula de láminas 10 y el elemento de retención de válvula
11. Destacar que al proporcionar un tramo saliente que presenta una
función similar a los separadores 8 en el tramo superior periférico
interior del elemento de retención de válvula 11, los separadores 8
pueden omitirse.
En la descripción anterior, el muelle helicoidal
15 se utiliza como un cuerpo elástico. Sin embargo, puede
utilizarse, por ejemplo, un muelle de discos, un muelle de láminas,
o caucho, a modo de un cuerpo elástico tanto tiempo como actúe una
fuerza de empuje predeterminada sobre la válvula de láminas 10.
A continuación, se describirán las acciones de
la estructura de válvula del amortiguador según esta realización.
Tal como se ha descrito anteriormente, cuando el pistón 1 se mueve
hacia el lado superior de la figura 1 con relación al cilindro 40,
la presión interna de la cámara superior 41 se incrementa, y como
resultado, el fluido de trabajo en la cámara superior 41 se mueve
hacia la cámara inferior 42 a través de un orificio 100a provisto en
la válvula de láminas del lado de presión 100 y el puerto 2.
En una región de baja velocidad del pistón, la
válvula de láminas 10 es empujada por el muelle helicoidal 15 y es
empujada de modo que cierra el puerto 2. En consecuencia, la
cantidad de flexión de la válvula de láminas 10, que se dobla
utilizando el borde periférico exterior de los separadores 8 a modo
de un amortiguador, es pequeña. En este caso, el fluido de trabajo
atraviesa principalmente la muesca anteriormente mencionada
provista en la periferia exterior de la lámina que se asienta en el
asiento de válvula 1c de la válvula de láminas 10 o el orificio
fijado anteriormente mencionado formado al punzonar el asiento de
válvula 1c.
La presión diferencial entre la presión interna
de la cámara superior 41 y la presión interna de la cámara inferior
42 actúa para provocar que la válvula de láminas 10 y el elemento de
retención de válvula 11 se replieguen desde el pistón 1, y así
aplicar el empuje que provoca que se repliegue el elemento de
retención de válvula 11. Cuando la velocidad del pistón está en la
región de baja velocidad, la presión diferencial es pequeña, y por
lo tanto el empuje no supera la carga inicial predeterminada
aplicada al muelle helicoidal 15. Así, el muelle helicoidal 15 no
está comprimido, el elemento de retención de válvula 11 mantiene su
posición actual, y solamente la válvula de láminas 10 se
dobla
ligeramente.
ligeramente.
En este instante, un espacio anular formado
entre la válvula de láminas 10 y el asiento de válvula 1c es
extremadamente pequeño, y por lo tanto el fluido de trabajo
atraviesa el orificio fijo. Por ello, tal como se muestra en la
figura 2, cuando la velocidad del pistón está en la región de baja
velocidad, una inclinación de variación en la fuerza amortiguadora
con relación a la variación de la velocidad del pistón es grande, y
se genera la suficiente fuerza amortiguadora.
Cuando la velocidad del pistón 1 alcanza una
región de velocidad media, la diferencia entre la presión interna
de la cámara superior 41 y la presión interna de la cámara inferior
42 se incrementa, conduciendo a un incremento en la fuerza con la
cual el fluido de trabajo empuja la válvula de láminas 10 en la
dirección descendente de la figura 1. Como resultado, el borde
periférico exterior de la válvula de láminas 10 se dobla utilizando
el borde periférico exterior de los separadores 8 a modo de
amortiguador, por lo que el espacio que está formado cuando la
válvula de láminas 10 se aleja del asiento de válvula 1c se
incrementa más allá de la región de baja velocidad del pistón.
\newpage
La cantidad de flexión de la válvula de láminas
10 se incrementa a medida que sube la velocidad del pistón. Cuando
la velocidad del pistón está en la región de velocidad media, la
válvula de láminas 10 se dobla hasta que el borde periférico
exterior contacta puntualmente con el extremo superior del elemento
de retención de válvula 11 en la figura 1.
Tal como se ha descrito anteriormente, la
presión diferencial entre la presión interna de la cámara superior
41 y la presión interna de la cámara inferior 42 actúa para provocar
que la válvula de láminas 10 y el elemento de retención de válvula
11 se replieguen desde el pistón 1, y aplica así el empuje que
provoca que se repliegue el elemento de retención de válvula 11.
Cuando la velocidad del pistón está en la región de velocidad media,
la carga inicial predeterminada aplicada al muelle helicoidal 15 es
aún mayor que el empuje, y por lo tanto el muelle helicoidal 15 no
se comprime. Así, el elemento de retención de válvula 11 mantiene su
posición actual, y solamente se dobla la válvula de láminas 10.
El espacio anular formado entre la válvula de
láminas 10 y el asiento de válvula 1c se incrementa en proporción a
la velocidad del pistón. Cuando la velocidad del pistón está en la
región de velocidad media, la válvula de láminas 10 se ajusta para
doblarse hasta que contacta con el elemento de retención de válvula
11. De este modo, en la característica amortiguadora que indica la
relación entre la velocidad del pistón y la fuerza amortiguadora,
la inclinación en la variación de la fuerza amortiguadora con
relación a la variación de la velocidad del pistón es más pequeña
en la región de velocidad media del pistón que en la región de
velocidad baja del pistón, tal como se muestra en la figura 2. Por
ello, puede evitarse que la fuerza amortiguadora resulte excesiva en
la región de velocidad media del pistón.
Cuando la velocidad del pistón 1 alcanza una
región de alta velocidad, la diferencia entre la presión interna de
la cámara superior 41 y la presión interna de la cámara inferior 42
se incrementa más, llevando a un incremento de la fuerza por la que
el fluido de trabajo empuja la válvula de láminas 10 en la dirección
descendente de la figura 1. Cuando la velocidad del pistón cambia
de la región de velocidad media a la región de alta velocidad, la
válvula de láminas 10 se dobla hasta que contacta con el extremo
superior del elemento de retención de válvula 11 y se mantiene en
este estado de contacto.
Tal como se ha descrito anteriormente, la
presión diferencial entre la presión interna de la cámara superior
41 y la presión interna de la cámara inferior 42 actúa para provocar
que la válvula de láminas 10 y el elemento de retención de válvula
11 se replieguen desde el pistón 1, y aplique así el empuje que
provoca que se repliegue el elemento de retención de válvula 11. La
carga inicial predeterminada aplicada al muelle helicoidal 15 se
ajusta para que sea mayor que el empuje que actúa sobre el elemento
de retención de válvula 11 cuando la velocidad del pistón 1 está en
la región de alta velocidad. Por lo tanto, el elemento de retención
de válvula 11 mantiene su posición, y la válvula de láminas 10 se
mantiene en un estado de contacto con el extremo superior del
elemento de retención de válvula 11.
Cuando la velocidad del pistón está en la región
de alta velocidad, el espacio anular formado entre la válvula de
láminas 10 y el asiento de válvula 1c no varía, incluso si la
velocidad del pistón se incrementa. Por lo tanto, en la
característica amortiguadora que indica la relación entre la
velocidad del pistón y la fuerza amortiguadora, la inclinación de
la fuerza amortiguadora cuando la velocidad del pistón está en la
región de alta velocidad es mayor que la inclinación de la fuerza
amortiguadora cuando la velocidad del pistón está en la región de
velocidad media, tal como se muestra en la figura 2. Como resultado,
se incrementa el coeficiente de amortiguación en la región de alta
velocidad del pistón.
Cuando la velocidad del pistón 1 alcanza una
región de velocidad muy alta más allá de la región de alta
velocidad, la diferencia entre la presión interna de la cámara
superior 41 y la presión interna de la cámara inferior 42 se
incrementa más. Como resultado, la fuerza por la cual el fluido de
trabajo empuja la válvula de láminas 10 en la dirección descendente
de la figura 1 se incrementa más.
Como se ha descrito anteriormente, la presión
diferencial entre la presión interna de la cámara superior 41 y la
presión interna de la cámara inferior 42 actúa para provocar que la
válvula de láminas 10 y el elemento de retención de válvula 11 se
replieguen desde el pistón 1, y aplique así el empuje que provoca
que se repliegue el elemento de retención de válvula 11. Cuando la
velocidad del pistón 1 está en la región de velocidad muy alta, el
empuje supera la carga inicial predeterminada aplicada al muelle
helicoidal 15, resultando así ser mayor que la fuerza de empuje del
muelle helicoidal 15. Como resultado, la válvula de láminas 10 y el
elemento de retención de válvula 11 se replieguen desde el pistón 1
en la dirección axial, o en otras palabras se muevan en la dirección
descendente de la figura 1.
El espacio anular formada entre la válvula de
láminas 10 y el asiento de válvula 1c se incrementa en proporción a
la velocidad del pistón a medida que la válvula de láminas 10 y el
elemento de retención de válvula 11 son impulsados. Por lo tanto,
en la característica amortiguadora que indica la relación entre la
velocidad del pistón y la fuerza amortiguadora, la inclinación de
la fuerza amortiguadora cuando la velocidad del pistón está en la
región de velocidad muy alta es inferior a la inclinación de la
fuerza amortiguadora cuando la velocidad del pistón está en la
región de velocidad alta, tal como se muestra en la figura 2. Así,
se evita que la fuerza amortiguadora no resulte excesiva en la
región de velocidad muy alta del pistón.
Tal como se ha descrito anteriormente, en la
estructura de la válvula amortiguadora de esta realización, el
muelle helicoidal 15 que sirve como un cuerpo elástico no inicia la
compresión hasta que al menos la periferia exterior de la válvula
de láminas 10 se dobla en contacto con el elemento de retención de
válvula 11. De este modo, como se muestra en la figura 2, la
inclinación de la fuerza amortiguadora puede hacerse grande en la
región de baja velocidad del pistón, pequeña en la región de media
velocidad del pistón, grande en la región de alta velocidad del
pistón, y a continuación pequeña de nuevo en la región de muy alta
velocidad del pistón.
El ajuste para asegurar que el muelle helicoidal
15 que sirve como un cuerpo elástico no inicia la compresión hasta
que la periferia exterior de la válvula de láminas 10 se doble en
contacto con el elemento de retención de válvula 11 puede llevarse
a cabo como sigue. La carga inicial predeterminada en el muelle
helicoidal 15 que sirve como un cuerpo elástico se ajustará para
que sea mayor que el empuje que actúa tal que provoca que se
repliegue el elemento de retención de válvula 11 del pistón 1 con
una presión mínima que provoca que la periferia exterior de la
válvula de láminas 10 se doble en contacto con el elemento de
retención de válvula 11, o en otras palabras, la presión generada
en el límite entre la región de velocidad media del pistón y la
región de velocidad alta del pistón.
Tal como se ha descrito anteriormente, en la
estructura de la válvula amortiguadora de esta realización, la
fuerza amortiguadora puede mantenerse baja cuando la velocidad del
pistón está en la región de velocidad media e incrementarse más
allá de la región de velocidad media del pistón cuando la velocidad
del pistón alcanza la región de alta velocidad. Además, la
eliminación de vibraciones se realiza lo suficiente sin deficiencias
en la fuerza amortiguadora incluso cuando la velocidad del pistón
alcanza la región de alta velocidad, y por lo tanto puede mejorarse
la comodidad del vehículo.
Cuando la velocidad del pistón cambia de la
región de velocidad media a la región de alta velocidad, la fuerza
amortiguadora se incrementa en proporción a la velocidad del pistón,
y por lo tanto no tiene lugar la variación repentina en la fuerza
amortiguadora. De este modo, los pasajeros del vehículo no sienten
ninguna sensación de incomodidad o choque debido a la variación
repentina en la fuerza amortiguadora.
Además, en la región de velocidad muy alta del
pistón, puede reducirse de nuevo la inclinación de la fuerza
amortiguadora, y por lo tanto puede evitarse la fuerza amortiguadora
excesiva en la región de velocidad del pistón muy alta superando la
región de alta velocidad del pistón. De esta manera, puede evitarse
el deterioro del confort en el vehículo y una presión anómalamente
alta en el amortiguador.
Además, cuando el amortiguador se expande a su
máximo tal que la amplitud es elevada y cuando la velocidad del
pistón alcanza la región de alta velocidad, puede incrementarse la
fuerza amortiguadora generada en el amortiguador al incrementar el
coeficiente de amortiguación. Como resultado, la velocidad del
pistón puede reducirse rápidamente, mitigando así el choque durante
la expansión máxima.
Esta invención no se limita a la realización
descrita con anterioridad. Por ejemplo, la válvula de láminas 10 y
el elemento de retención de la válvula 11 contactan con el tramo
tubular 4a de la tuerca pistón de forma deslizante, aunque puede
proporcionarse el tramo tubular 4a como un elemento independiente
diferente de la tuerca pistón 4.
Si el pistón 1 puede fijarse al vástago de
pistón 5 utilizando otros medios, la válvula de láminas 10 y el
elemento de retención de válvula 11 pueden proporcionarse en
contacto directo deslizante con la periferia exterior del vástago
pistón 5 al proporcionar un elemento para soportar el extremo
inferior del muelle helicoidal 15 en la figura 1 y utilizando el
vástago pistón 5 como un elemento vertical. Además, el vástago
pistón 5 se extiende al proporcionar el orificio de colocación 1a
en el pistón 1 y al colocar el tramo del extremo final del pistón
5, aunque puede proporcionarse en el tramo central axial del pistón
1 un elemento vertical que sea solidario o esté separado del pistón
1 que sirva como un elemento de separación.
En la descripción anterior, la estructura de
válvula se desarrolla como una válvula amortiguadora por el lado de
expansión sobre un tramo de pistón de un amortiguador, aunque puede
desarrollarse como una válvula amortiguadora por el lado de presión
o sobre un tramo de válvula base. La estructura de válvula también
puede aplicarse a una válvula para un amortiguador que funciona
como un elemento de generación de fuerza amortiguadora para crear
fuerza amortiguadora.
Claims (2)
1. Estructura de válvula para un amortiguador,
que comprende:
un elemento de separación (1) formado con un
puerto a través del cual están conectadas una primera cámara y
segunda cámara;
un elemento vertical (4) que se mantiene erecto
desde un tramo central axial del elemento de separación (1);
una válvula de láminas en forma de anillo (10),
un lado periférico interior que es penetrado por el elemento
vertical (4), y que está laminada sobre el elemento de separación
(1) de modo que cierra el puerto;
un elemento de retención de la válvula en forma
de anillo (11) que está laminado sobre la válvula de láminas (10)
para detener una cantidad de flexión de la válvula de láminas (10);
y
un cuerpo elástico (15) que empuja la válvula de
láminas (10) en una dirección para cerrar el puerto vía el elemento
de retención de la válvula (11),
en el que el cuerpo elástico (15) empuja la
válvula de láminas (10) de tal manera que no se inicia la compresión
del cuerpo elástico (15) hasta que al menos una periferia exterior
de la válvula de láminas (10) se dobla en contacto con el elemento
de retención de la válvula (11),
caracterizada por el hecho de que el
cuerpo elástico (15) se comprime previamente y se interpone entre el
elemento de retención de la válvula (11) y el elemento vertical (4)
tal que se aplica una carga inicial a éste, y la carga inicial se
ajusta para que sea mayor que un empuje que actúa tal que el
elemento de retención de válvula (11) se repliega desde el elemento
de separación (1) con una mínima presión en la que la periferia
exterior de la válvula de láminas (10) se dobla en contacto con el
elemento de retención de la válvula (11), y
hay al menos tres etapas que incluyen una etapa
donde la válvula de láminas (10) se dobla hasta que contacta con el
elemento de retención de la válvula (11), una etapa donde la válvula
de láminas (10) se mantiene en un estado de contacto con el elemento
de retención de la válvula (11) y una etapa donde la válvula de
láminas (10) y el elemento de retención de la válvula (11) se
repliegan desde el elemento de separación (1), dependiendo de la
velocidad del elemento de separación (1).
\vskip1.000000\baselineskip
2. La estructura de válvula para un amortiguador
según la reivindicación 1, en el que el elemento de separación (1)
es un pistón, un tramo central axial por el cual penetra un vástago
de pistón, y el elemento vertical (4) es una tuerca de pistón que
tiene forma tubular y está roscada en un extremo final del vástago
pistón tal que el pistón está fijado al vástago pistón.
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