ES2346833T3 - Amortiguador. - Google Patents
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Abstract
Un amortiguador, que comprende: un primer cilindro (11) que tiene una primera cámara (12) del pistón llena de líquido, siendo dicha primera cámara (12) del pistón estanca a la atmósfera; un primer pistón (13) recibido en dicha primera cámara (12) del pistón, siendo dicho primer pistón (13) desplazable axialmente a través de dicha primera cámara (12) del pistón; un primer medio de amortiguación (14) que proporciona un desplazamiento axial amortiguado de dicho primer pistón (13) a través de dicha primera cámara (12) del pistón; un segundo cilindro (21) que tiene una segunda cámara (22) del pistón llena de líquido, siendo dicha segunda cámara (22) del pistón estanca a la atmósfera, estando dicho segundo cilindro (21) alineado axialmente con dicho primer cilindro (11), siendo dichos primer y segundo cilindros (11, 21) axialmente opuestos y desplazables axialmente entre sí; un segundo pistón (23) recibido en dicha segunda cámara (22) del pistón, siendo dicho segundo pistón (23) desplazable axialmente a través de dicha segunda cámara (22) del pistón; un segundo medio de amortiguación (24) que proporciona un desplazamiento axial amortiguado de dicho segundo pistón (23) a través de dicha segunda cámara (22) del pistón; una barra (1) de pistón que se extiende axialmente entre, y hacia dichas cámaras de pistón primera y segunda; y medios (15, 25) para fijar dichos cilindros primero y segundo, a un chasis y una suspensión de rueda de un vehículo, respectivamente, caracterizado porque: dichos pistones primero y segundo (13, 23) están montados en extremos axiales primero y segundo (1a, 1b) de dicha barra (1) del pistón, respectivamente; dicho primer medio de amortiguación proporciona un desplazamiento axial amortiguado de dicho primer pistón a través de dicha primera cámara del pistón, independientemente de la posición axial de dicho primer pistón en dicha primera cámara del pistón, y dicho segundo medio de amortiguación proporciona un desplazamiento axial amortiguado de dicho segundo pistón a través de dicha segunda cámara del pistón, independientemente de la posición axial de dicho segundo pistón en dicha segunda cámara del pistón.
Description
Amortiguador.
La presente invención se refiere a
amortiguadores, y se refiere en concreto, de forma no limitativa, a
amortiguadores para vehículos de motor.
Los amortiguadores hidráulicos disponibles
actualmente para vehículos son, en el caso más habitual, de tipo
telescópico en forma de una sola disposición de pistón y cilindro,
utilizada en combinación con un muelle espiral sobre el
amortiguador. Una barra del pistón está conectada con el pistón en
el interior del cilindro, con su extremo libre sobresaliendo del
cilindro para el acoplamiento al chasis del vehículo. El cilindro
está acoplado a la suspensión de la rueda del vehículo. La
extensión o compresión del amortiguador, provocadas cuando la
suspensión de la rueda pasa sobre una superficie desigual deformando
elásticamente el muelle espiral, está amortiguada por la
resistencia al movimiento del pistón dentro del cilindro lleno de
aceite. La resistencia de amortiguación frente al movimiento del
pistón se proporciona mediante alguna de varias clases de mecanismo
de válvula en el pistón, que limita el flujo del aceite desde un
lado del pistón al otro, en el interior del cilindro.
Las características de amortiguación del
amortiguador se pueden ajustar en alguna medida a través del ajuste
del mecanismo de la válvula del pistón. Están también disponibles
amortiguadores de gas que tienen la misma estructura básica
esbozada anteriormente, pero que están dotados además de una cámara
de gas hacia el extremo del cilindro distal desde la barra del
pistón, y separada de la cámara de aceite mediante un pistón de
separación desplazable axialmente. La presión de gas en la cámara
de gas puede ajustarse para obtener las características de
amortiguación del amortiguador.
Estas formas de amortiguador disponibles
actualmente acusan varios inconvenientes, incluyendo limitaciones
en la ajustabilidad para proporcionar una amortiguación precisa en
regímenes específicos de duración/frecuencia y amplitud del
movimiento de suspensión de la rueda. Habitualmente, la calidad de
la conducción proporcionada por dichos amortiguadores está asimismo
comprometida frente a la característica de manejo del vehículo.
La publicación japonesa número JP A 09 207 538
da a conocer varias disposiciones de amortiguador que tienen un
medio de conmutación constante del muelle, montado en un
amortiguador. Los amortiguadores incluyen dos muelles, uno de los
cuales es bloqueado por el medio de conmutación constante cuando el
muelle es sometido a un desplazamiento grande, cambiando por lo
tanto súbitamente la constante eficaz global del muelle. La
realización mostrada en la figura 6 de este documento con cilindros
primero y segundo alineados, que están sujetos a un chasis y a una
suspensión de rueda de un vehículo, da a conocer todas las
características del preámbulo de la reivindicación 1.
La patente de EE.UU. número 5 096 168 da a
conocer una disposición de amortiguador que tiene dos cilindros
fijos extremo a extremo con un pistón en cada cilindro y una barra
del pistón conectada a cada pistón respectivo, y extendiéndose a
través del extremo libre del cilindro respectivo. En esta
disposición, la función de amortiguamiento del pistón en cada
cilindro actúa aisladamente, con la división entre las dos cámaras
de pistón definidas por los extremos contiguos de los cilindros,
aislando operativamente las dos cámaras de pistón.
La patente de EE.UU. número 2 946 582 da a
conocer varias disposiciones de amortiguador que comprenden
múltiples tubos concéntricos en superposición, con una sola barra
de pistón y un pistón montado en el interior del tubo más
interno.
Es un objetivo de la presente invención dar a
conocer un amortiguador mejorado.
En el presente documento se da a conocer un
amortiguador que comprende:
- un primer cilindro que tiene una primera cámara del pistón llena de líquido, siendo dicha primera cámara del pistón estanca a la atmósfera;
- un primer pistón recibido en dicha primera cámara del pistón, siendo dicho primer pistón desplazable axialmente a través de dicha primera cámara del pistón;
- un primer medio de amortiguación que proporciona un desplazamiento axial amortiguado de dicho primer pistón a través de dicha primera cámara del pistón;
\newpage
- un segundo cilindro que tiene una segunda cámara del pistón llena de líquido, siendo dicha segunda cámara del pistón estanca a la atmósfera, estando dicho segundo cilindro alineado axialmente con dicho primer cilindro, siendo dichos primer y segundo cilindros axialmente opuestos y desplazables axialmente entre sí;
- un segundo pistón recibido en dicha segunda cámara del pistón, siendo dicho segundo pistón desplazable axialmente a través de dicha segunda cámara del pistón;
- un segundo medio de amortiguación que proporciona un desplazamiento axial amortiguado de dicho segundo pistón a través de dicha segunda cámara del pistón;
- una barra de pistón que se extiende axialmente entre y hacia dichas primera y segunda cámaras de pistón; y medios para fijar dichos primer y segundo cilindros a un chasis y a una suspensión de rueda de un vehículo, respectivamente,
caracterizado porque:
- dichos primer y segundo pistones están montados en extremos axiales primero y segundo de dicha barra de pistón, respectivamente;
- dicho primer medio de amortiguación proporciona un desplazamiento axial amortiguado de dicho primer pistón a través de dicha primera cámara del pistón, independientemente de la posición axial de dicho primer pistón en dicha primera cámara del pistón, y
- dicho segundo medio de amortiguación proporciona un desplazamiento axial amortiguado de dicho segundo pistón a través de dicha segunda cámara del pistón, independientemente de la posición axial de dicho segundo pistón en dicha segunda cámara del pistón.
Típicamente, dicho primer medio de amortiguación
comprende una o más aberturas que pasan a través de dicho primer
pistón y dicho segundo medio de amortiguación comprende una o más
aberturas que pasan a través de dicho segundo pistón.
En una realización, por lo menos uno de dichos
primer y segundo cilindros está dotado de una cámara de gas estanca
en un extremo del mismo, distal respecto de dicha barra del pistón,
y preferentemente de un medio de válvula para ajustar la presión
del gas en dicha cámara de gas, estando separados dichos pistón y
cámara de gas mediante un pistón de separación desplazable
axialmente. Cada mencionada por lo menos una cámara de gas, puede
estar dispuestas externamente respecto del mencionado cilindro
respectivo, estando dispuesta dicha cámara de gas en un cilindro de
gas separado que aloja dicho pistón de separación, comunicando dicha
cámara del pistón con dicho cilindro de gas a través de un conducto
en dicho extremo distal de dicho cilindro.
Ambos mencionados cilindros primero y segundo
pueden estar dotados de una mencionada cámara de gas estanca y un
mencionado medio de válvula.
El amortiguador puede estar dotado con muelles
espirales primero y segundo, estando dicho primer muelle espiral
asociado con dicho primer cilindro y teniendo un primer extremo fijo
axialmente con respecto a dicha barra del pistón y un segundo
extremo fijo axialmente con respecto a dicho primer cilindro, y
estando dicho segundo muelle espiral asociado con dicho segundo
cilindro y teniendo un primer extremo fijo axialmente con respecto
a dicha barra del pistón y un segundo extremo fijo axialmente con
respecto a dicho segundo cilindro.
Los segundos extremos de los muelles espirales
pueden estar fijados al bastidor y a la suspensión del vehículo,
respectivamente, con el objeto de fijar sus posiciones axiales con
respecto a los cilindros primero y segundo respectivamente.
Preferentemente, dichos primeros extremos del
primer y el segundo muelles espirales, están fijos axialmente con
respecto a dicha barra del pistón por medio de una placa extrema
anular fija a dicha barra del pistón entre dichos primer y segundo
cilindros.
Alternativamente, el amortiguador puede estar
asociado con un solo muelle espiral.
Preferentemente, dicho amortiguador comprende
además un manguito que se extiende entre dichos primer y segundo
cilindros, los extremos axiales de dicho manguito acoplando de forma
estanca con dichos primer y segundo cilindros, con el objeto de
definir una cavidad del manguito entre ambos, siendo dicho manguito
desplazable telescópicamente con respecto a, por lo menos, uno de
dichos primer y segundo cilindros para permitir un desplazamiento
axial relativo de dichos primer y segundo cilindros. El manguito
puede estar dotado de un medio de válvula para ajustar la presión
del gas el interior de dicha cavidad.
Preferentemente, dicho manguito es desplazable
axialmente con respecto a los dos mencionados primer y segundo
cilindros.
Preferentemente, una primera cavidad anular está
definida en una zona de solapamiento entre dicho primer cilindro y
dicho manguito, los extremos axiales opuestos de dicha primera
cavidad anular estando definidos respectivamente por un primer
medio de estanqueidad unido a dicho primer cilindro y acoplando de
forma estanca dicho manguito, y un segundo medio de estanqueidad
unido a dicho segundo manguito y acoplando de forma estanca dicho
primer cilindro.
En una realización, dicha primera cavidad anular
comunica con dicha primera cámara del pistón siendo, un área en
sección transversal de dicha primera cavidad anular, medida en un
plano perpendicular a la dirección axial, sustancialmente igual a
un área en sección transversal de dicha barra del pistón.
Alternativamente, la primera cavidad anular
puede estar dotada de un medio de válvula para ajustar la presión
del gas en su interior.
Preferentemente, una segunda cavidad anular está
definida en una zona de solapamiento entre dicho segundo cilindro y
dicho manguito, estando los extremos axiales opuestos de dicha
segunda cavidad anular definidos respectivamente por un primer
medio de estanqueidad unido a dicho segundo cilindro y acoplando de
forma estanca dicho manguito, y un segundo medio de estanqueidad
unido a dicho segundo manguito y acoplando de forma estanca dicho
segundo cilindro.
En una realización, dicha segunda cavidad anular
comunica con dicha segunda cámara del pistón, siendo un área en
sección transversal de dicha segunda cavidad anular, medida en un
plano perpendicular a la dirección axial, sustancialmente igual a
un área en sección transversal de dicha barra del pistón.
Alternativamente, la segunda cavidad anular
puede estar dotada de un medio de válvula para ajustar la presión
del gas en su interior.
El amortiguador puede estar dotado con muelles
espirales primero y segundo, estando dicho primer muelle espiral
asociado con dicho primer cilindro y teniendo un primer extremo fijo
axialmente con respecto a dicho manguito, y un segundo extremo fijo
axialmente con respecto a dicho primer cilindro, y estando dicho
segundo muelle espiral asociado con dicho segundo cilindro y
teniendo un primer extremo fijo axialmente con respecto al manguito,
y un segundo extremo fijo axialmente con respecto a dicho segundo
cilindro.
Los segundos extremos de los muelles espirales
pueden estar fijados al bastidor y a la suspensión del vehículo,
respectivamente, con el objeto de fijar sus posiciones axiales con
respecto al primer y el segundo cilindros respectivamente.
Preferentemente, dichos primeros extremos de los
muelles espirales primero y segundo, están fijados axialmente con
respecto a dicho manguito por medio de una placa extrema anular,
fijada a dicho manguito entre dichos primer y segundo
cilindros.
Alternativamente, el amortiguador puede estar
asociado con un solo muelle espiral.
En una realización, la primera cavidad anular
estanca está llena de líquido, estando dicha primera cavidad anular
asociada operativamente con la cavidad del manguito de otro segundo
mencionado amortiguador, de forma que una disminución/incremento en
el volumen de dicha primera cavidad anular proporciona un
incremento/disminución en la presión de gas en dicha cavidad del
manguito de dicho otro amortiguador.
Preferentemente, dicha primera cavidad anular
comunica con un primer extremo de un cilindro de control, y dicha
cavidad del manguito de dicho otro amortiguador comunica con un
segundo extremo de dicho cilindro de control aislando, un pistón de
separación del cilindro de control dispuesto en el interior de dicho
cilindro de control, dicha primera cavidad anular y dicha cavidad
del manguito de dicho otro amortiguador.
Preferentemente, dicho pistón de separación del
cilindro de control está dotado de una barra del pistón recibida de
forma estanca en una parte de sección transversal reducida de dicho
cilindro de control, hacia dicho primer extremo del cilindro de
control, de manera que un extremo prolongado de dicha barra del
pistón aísla dicha primera cavidad anular.
Preferentemente, la primera cavidad anular de
dicho otro amortiguador está llena de líquido, estando dicha
cavidad anular estanca de dicho otro amortiguador, asociada
operativamente con la cavidad del manguito de dicho amortiguador,
de manera que una disminución/incremento en el volumen de dicha
primera cavidad de dicho otro amortiguador proporciona un
incremento/disminución en la presión del gas en dicha cavidad del
manguito de dicho otro amortiguador.
\vskip1.000000\baselineskip
A continuación se describirán formas preferidas
de la invención a modo de ejemplo, haciendo referencia a los
dibujos anexos. Las realizaciones de las figuras 5 a 7, 9, 11 a 15,
y 18, 19, 21 y 22, aunque no están dentro del alcance de la
invención, se han mantenido por claridad, en particular para
explicar una posible asociación operativa de los amortiguadores de
las figuras 14 a 17. En los dibujos anexos:
La figura 1 es una vista en alzado frontal, en
sección, de un amortiguador acorde con una primera realización en
un estado extendido.
La figura 2 es una vista en alzado frontal, en
sección, del amortiguador de la figura 1 en un estado
comprimido.
La figura 1a es una vista en alzado frontal, en
sección, de un amortiguador acorde con una versión de la primera
realización en un estado extendido.
La figura 2a es una vista en alzado frontal, en
sección, del amortiguador de la figura 1a en un estado
comprimido.
La figura 3 es una vista en alzado frontal, en
sección, de un amortiguador acorde con otra versión de la primera
realización en un estado extendido.
La figura 4 es una vista en alzado frontal, en
sección, de un amortiguador acorde con una primera realización
modificada, en un estado extendido.
La figura 5 es una vista en alzado frontal, en
sección, de un amortiguador acorde con una segunda realización en
un estado extendido. Esta realización no es acorde con la
invención.
La figura 6 es una vista en alzado frontal, en
sección, de un amortiguador acorde con la segunda realización en un
estado comprimido.
La figura 7 es una vista en alzado frontal, en
sección, de un amortiguador acorde con una segunda realización
modificada, en un estado extendido. Esta realización no es acorde
con la invención.
La figura 8 es una vista en alzado frontal, en
sección, de una forma alternativa del amortiguador de la figura 3,
en un estado extendido.
La figura 9 es una vista en alzado frontal, en
sección, de una forma alternativa del amortiguador de la figura 7,
en un estado extendido. Esta forma no es acorde con la
invención.
La figura 10 es una vista en alzado frontal, en
sección, de una forma modificada del amortiguador de la figura 1,
en un estado extendido.
La figura 11 es una vista en alzado frontal, en
sección, de una forma modificada del amortiguador de la figura 5,
en un estado extendido. Esta forma no es acorde con la
invención.
La figura 12 es una vista en alzado frontal, en
sección, de un amortiguador acorde con otra segunda realización
modificada, en un estado comprimido. Esta realización no es acorde
con la invención.
La figura 13 es una vista en alzado frontal, en
sección, del amortiguador de la figura 12 en un estado
extendido.
La figura 14 es una vista en alzado frontal, en
sección, de un amortiguador acorde con una tercera realización en
un estado extendido. Esta realización no es acorde con la
invención.
La figura 15 es una vista en alzado frontal, en
sección, del amortiguador de la figura 14 en un estado
comprimido.
La figura 16 es una vista en alzado frontal, en
sección, de una forma modificada del amortiguador de la figura 7,
en un estado comprimido.
La figura 17 es una vista en alzado frontal, en
sección, del amortiguador de la figura 16 en un estado
extendido.
La figura 18 es una vista en alzado frontal, en
sección, de dos amortiguadores asociados operativamente de acuerdo
con la figura 12.
La figura 19 es una vista en alzado frontal, en
sección, de una disposición similar a la de la figura 18.
La figura 20 es una vista en alzado frontal, en
sección, de una disposición similar a la de la figura 19, pero
utilizando dos amortiguadores de acuerdo con la figura 16.
La figura 21 es una vista en alzado frontal, en
sección, de una forma modificada del amortiguador de la figura 14,
en un estado extendido.
La figura 22 es una vista en alzado frontal, en
sección, del amortiguador de la figura 21 en un estado
comprimido.
La figura 23 es una vista en alzado frontal, en
sección, de una forma modificada del amortiguador de la figura 16,
en un estado comprimido.
La figura 24 es una vista en alzado frontal, en
sección, del amortiguador de la figura 23 en un estado
extendido.
La figura 25 es una vista en alzado frontal, en
sección, de una versión de tipo McPherson del amortiguador de la
figura 23, en un estado comprimido.
La figura 26 es una vista en alzado frontal, en
sección, de un amortiguador similar al de la figura 25, en un
estado extendido.
\vskip1.000000\baselineskip
Las figuras 1 y 2 representan un amortiguador
acorde con una primera realización, en estados extendido y
comprimido. El amortiguador está dotado de cilindros primero y
segundo 11, 21 alineados axialmente. Cada uno de los cilindros está
dotado de una cámara 12, 22 de pistón que está llena de aceite,
fluido hidráulico o cualquier otro líquido apropiado, del modo
usual. Se reciben pistones 13, 23 desplazables axialmente en cada
una de las cámaras primera y segunda 12, 22 de pistón, junto con
medios para amortiguar el desplazamiento axial de los pistones 13,
23 a través del líquido, en las respectivas cámaras 12, 22 de
pistón.
Los medios de amortiguación pueden adoptar
cualquier forma adecuada de las conocidas en la técnica. Un medio
de amortiguación típico sería un mecanismo 14, 24 de válvula común
en los pistones 13, 23, que comprende una o más aberturas 14a, 24a
que pasan a través de la extensión axial del pistón 13, 23, y una
serie de placas finas flexibles 14b, 24b aseguradas a los extremos
axiales del pistón, que cubren por lo menos parcialmente la
abertura o aberturas 14a, 24a para limitar o bloquear el paso de
aceite a su través. La deformación de las placas separándose de la
abertura o las aberturas, como resultado de la presión del líquido,
permite el flujo de líquido a través de las aberturas.
Una barra 1 del pistón se extiende axialmente
entre los cilindros primero y segundo 11, 21 y hacia las cámaras
primera y segunda 12, 22 de pistón del cilindro. Los extremos
axiales primero y segundo 1a, 1b de la barra 1 del pistón, están
conectados respectivamente al primer y segundo pistones 14, 24 del
cilindro, del modo usual.
Una barra roscada 15 se extiende desde el
extremo superior 11a del primer cilindro distal a la barra 1 del
pistón, para asegurar el primer cilindro a un punto de montaje en el
chasis de un vehículo (no mostrado), del modo usual. Si es
necesario podrían utilizarse otros medios para fijar el primer
cilindro, con el objeto de adecuarse al vehículo concreto. Un
cojinete 25 está formado en el extremo distal o inferior 21a del
segundo cilindro 21 para fijar el segundo cilindro a la suspensión
de una rueda del vehículo (no mostrado), del modo usual. De nuevo,
el medio para fijar el segundo cilindro puede ser de cualquier forma
adecuada para la suspensión específica de la rueda.
Los extremos proximales 11b, 21b de los
cilindros están dotados, cada uno, con una pieza extrema y guía con
junta 19, 29 para sellar el extremo de las cámaras de pistón, en el
punto de entrada de la barra 1 del pistón.
Puede utilizarse un muelle espiral con el
amortiguador, del modo usual.
El amortiguador acorde con la primera
realización está, por lo tanto, en la forma general de dos
amortiguadores estándar opuestos unidos por sus barras de pistón.
Tener dos pistones para efectuar la amortiguación en un solo
amortiguador, incrementa la amortiguación disponible para un
amortiguador dado, y consigue una reducción a la mitad del
recorrido de cada pistón y la barra del pistón. Esto proporciona
temperaturas y presiones de trabajo reducidas, y una vida extendida
para el amortiguador. La amortiguación puede proporcionarse asimismo
con eficacia, incluso para movimientos de la rueda de corta
duración y amplitud pequeña. El diseño con doble pistón permite
asimismo que el amortiguador amortigüe frecuencias entre el 50% y
quizás hasta el 100% superiores, respecto de un diseño con un solo
pistón. Existe asimismo la posibilidad de incrementar el área total
del pistón en hasta el 100%, en comparación con un amortiguador de
un solo cilindro, con el mismo diámetro de cilindro.
Mientras que en un amortiguador estándar de un
solo pistón, el movimiento del pistón está acoplado directamente al
vehículo, el amortiguador con doble pistón descrito aísla los
pistones en movimiento respecto tanto del chasis del vehículo como
de la suspensión de la rueda, mediante el aceite en el interior de
las cámaras de pistón. El aislamiento, y la reducción en la
amplitud del desplazamiento, proporcionan a los ocupantes del
vehículo un nivel mejorado de confort en la conducción.
Tener dos pistones proporciona asimismo el
ajuste de dos mecanismos de válvula, de manera que puede llevarse a
cabo un ajuste incrementado de las características de amortiguación.
Además, los mecanismos de válvula de los dos pistones pueden
ajustarse para proporcionar características diferentes
individualmente, ajustando el amortiguador a dos rangos diferentes
de vibración/desplazamiento de la rueda. Dicho ajuste en un doble
rango podría ser especialmente beneficioso para coches de carreras
que pueden estar sometidos a carreteras sucias desiguales y a
alquitrán dentro de una etapa de la carrera, requiriendo diferentes
características del amortiguador. También podrían utilizarse
espirales separadas de diferente dureza, sobre cada cilindro.
Como para cualquier amortiguador estándar, el
desplazamiento axial de los pistones 13, 23 en el interior de la
cámara 12, 22 del pistón, tendrá como resultado que los extremos
axiales 1a, 1b de la barra 1 del pistón se extenderán hacia las
cámaras 13, 23 de pistón y se replegaran desde estas, variando el
volumen disponible de las cámaras 13, 23 de pistón para el líquido
en su interior. Esto puede compensarse de cualquiera de varias
maneras estándar, permitiendo a los pistones desplazarse axialmente
sin que el líquido incompresible en la cámara 13, 23 del pistón
impida la extensión de la barra 1 del pistón hacia la cámara 13, 23
del pistón. La manera más sencilla de proporcionar esta
compensación, es proporcionar un bolsillo pequeño de gas en el
extremo de cada cámara 13, 23 de pistón, comprimiéndose el gas
cuando la barra 1 del pistón se introduce en la cámara, y
expandiéndose con la retirada. Sin embargo, este método no es el
preferido puesto que se produce una mezcla del líquido y el gas en
la cámara de pistón. Para compensar este problema, puede
proporcionarse una pequeña bolsa de plástico llena de gas en cada
cámara 13, 23 de pistón.
En las figuras 1a y 2a se representa un método
de compensación estándar, más preferido, basado en un amortiguador
de tipo "doble tubo" estándar. Un tubo externo 11a, 21a rodea
cada uno de los cilindros 11, 21 de pistón, y define una cavidad de
compensación anular 12a, 22a que comunica con la cámara 12, 22 de
pistón. Cada una de las cavidades de compensación anular están
llenas de gas en buena medida. La compresión del amortiguador
extiende la barra 1 del pistón hacia las cámaras 13, 23 de pistón, y
desplaza líquido a las cavidades de compensación anular 12a, 22a,
comprimiendo el gas en su interior, del modo usual.
En la figura 3 se representa una forma
alternativa de amortiguador de gas de la primera realización, que
utiliza otro método estándar de compensación de la extensión de la
barra 1 del pistón hacia las cámaras 13, 23 de pistón. Se disponen
cámaras de gas estancas 16, 26 en los extremos distales 11a, 21a del
primer y el segundo cilindros. Pueden disponerse válvulas 17, 27 de
la forma usual, para ajustar la presión del gas en el interior de
las cámaras 16, 26 de gas. Las cámaras 16, 26 de gas están separadas
de las cámaras 12, 22 de pistón respectivas, mediante pistones de
separación 18, 28 desplazables axialmente, que flotan libremente y
permiten que la presión en el interior de la cámara de gas sea
transmitida al líquido en el interior de las cámaras 12, 22 de
pistón. El lugar de proporcionarse a ambos cilindros la cámara de
gas separada 16, 26, se contempla que solamente uno de los
cilindros pueda tener una cámara de gas separada 16, 26. Además, se
contempla que el suministro de gas para las cámaras de gas podría
estar almacenado externamente a los cilindros, y comunicado con las
cámaras 16, 26 de gas a través de una manguera o similar.
La provisión de las cámaras de gas proporciona
la capacidad de un mayor ajuste de las características de
amortiguación en cada pistón y de las características globales del
amortiguador.
Un experto en la materia apreciará que cada uno
de los amortiguadores descritos en el presente documento, estará
dotado de cualquiera de las configuraciones estándar para permitir
el desplazamiento axial de los pistones, compensando la extensión y
retracción de la barra o barras de pistón, hacia y desde la cámara o
cámaras de pistón.
En la figura 4 se describe otra modificación del
amortiguador de la primera realización. Se proporciona un manguito
31, que se extiende entre el primer y segundo cilindros 11, 21. Los
extremos axiales 31a, 31b del manguito 31 se acoplan de forma
estanca con el primer y el segundo cilindros 11, 21, para definir
una cavidad estanca 32 entre ambos. Los extremos del manguito
acoplan típicamente de forma estanca con la pared exterior de los
cilindros, a través de anillos de estanqueidad 33, 33 que permiten
que el manguito sea desplazable axialmente a lo largo de las
paredes exteriores de los cilindros, permitiendo el desplazamiento
axial relativo del primer y el segundo cilindros 11, 21, durante la
compresión y la expansión del amortiguador. Se contempla también
que el manguito pueda estar fijado a uno de los cilindros y ser
desplazable axialmente con respecto al otro, para seguir
permitiendo la expansión y compresión del amortiguador. Se dispone
un seguro 34 en cada cilindro para asegurar que el acoplamiento
estanco del manguito y los cilindros se mantiene, sin que el
manguito 31 se deslice saliendo del extremo de cada cilindro.
La provisión del manguito 31 mejora la dureza
lateral del amortiguador, y proporciona otra oportunidad de ajuste
de las características de amortiguación del amortiguador.
Incrementar la presión en el interior de la cavidad 32,
incrementará la longitud del amortiguador para elevar el vehículo,
si se requiere. La presión incrementada hará asimismo al
amortiguador más difícil de comprimir y más fácil de extender. Una
presión reducida en la cavidad reducirá la longitud del
amortiguador, descendiendo el vehículo, y haciendo al amortiguador
más fácil de comprimir y más difícil de extender.
Las figuras 5 y 6 representan una segunda
realización de un amortiguador, en estados extendido y retraído,
respectivamente. Esta realización no es acorde con la invención. El
amortiguador comprende un solo cilindro 111 con una cámara 112 del
pistón llena de líquido. Los pistones primero y segundo 113, 123
desplazables axialmente, son recibidos en la cámara 112 del pistón
estanca hacia respectivos extremos primero y segundo 111a, 111b del
cilindro. Igual que para la primera realización, puede disponerse
cualquiera de diversos mecanismos 114, 124 de válvula u otros
medios conocidos, para amortiguar el desplazamiento axial de cada
uno de los pistones primero y segundo 113, 123, a través del
líquido en la cámara 112 del pistón.
Una primera barra 101 de pistón está conectada
al primer pistón 113 y se extiende a través del primer extremo 111a
del cilindro, mientras que una segunda barra 201 de pistón
equivalente está conectada al segundo pistón 123 y se extiende a
través del segundo extremo 111b del cilindro.
La primera barra 101 del pistón está dotada de
una parte roscada 101a para fijar la primera barra 101 del pistón a
una parte de montaje en el chasis de un vehículo, mientras que la
segunda barra 201 del pistón está dotada de un cojinete 202 para su
fijación a la suspensión de la rueda del vehículo. Igual que en la
primera realización, si es necesario pueden utilizarse otras formas
de acoplamiento.
Una pieza extrema y guía con junta 19, 29 está
dispuesta en cada extremo del cilindro 111, tal como para la
primera realización.
En la figura 7 se describe una modificación de
la segunda realización, que produce un amortiguador de gas. Esta
realización no es acorde con la invención. La cámara del pistón está
dividida en cámaras secundarias primera y segunda 112a, 112b, por
medio de una cámara de gas estanca. La cámara de gas 116 está
separada de las cámaras secundarias del pistón primera y segunda
112 a, 112b mediante pistones de separación 118, 128 desplazables
axialmente, fundamentalmente del mismo modo que en la primera
realización. Típicamente se proporcionará una válvula 117 para
permitir el ajuste de la presión de gas en el interior de la cámara
117 gas, permitiendo de ese modo un ajuste mayor de las
características de amortiguación del amortiguador.
Igual que en la primera realización, ambas
versiones del amortiguador de la segunda realización incrementan la
amortiguación disponible para un amortiguador dado, y reducen a la
mitad el desplazamiento de cada pistón y barra de pistón, con las
ventajas resultantes discutidas anteriormente. También se
proporciona una oportunidad mayor para el ajuste y personalización
de las características de amortiguación del amortiguador, a través
de los mecanismos de válvula del pistón y de la cámara de gas (de la
realización modificada de la figura 7).
En la figura 8 se describe una alternativa al
amortiguador de la figura 3. En lugar de proporcionar cámaras 16,
26 de gas estancas en el interior de los cilindros primero y segundo
11, 21, pueden proporcionarse cámaras 16', 26' de gas externamente
a los cilindros primero y segundo 11, 21. Las cámaras 16', 26' de
gas estancas están, cada una, dispuestas en un cilindro 40, 50 de
gas separado, que aloja el pistón de separación 18, 28. Las cámaras
12, 22 de pistón comunican con el respectivo cilindro 40, 50 de gas
a través de un conducto 41, 51, en el extremo distal del cilindro
11, 21. Una configuración semejante que utiliza cilindros 40, 50 de
gas externos, permite una longitud global del amortiguador más
corta, en comparación con el amortiguador de la figura 3.
En la figura 9 se representa una alternativa
similar al amortiguador de la figura 7. Esta realización no es
acorde con la invención. La cámara 112 del pistón está dividida en
cámaras secundarias primera y segunda 1121, 112b mediante una junta
fija 145, fijada a la pared del cilindro 111. Las cámaras
secundarias primera y segunda 102a, 112b comunican con extremos
opuestos de un cilindro 140 de gas a través de conductos primero y
segundo 141, 151 adyacentes a la junta fija 145. Una cámara de gas
116 está definida entre pistones de separación 118, 128
desplazables axialmente, dispuestos en el cilindro 140 de gas.
Se contempla asimismo que la junta fija 145
podría disponerse en un amortiguador sin ninguna cámara de gas (tal
como el amortiguador de las figuras 5 y 6). La junta fija 145
dividirá la cámara del pistón en cámaras secundarias aisladas
primera y segunda 112. Esto hará que en el amortiguador actúe
eficazmente como dos amortiguadores diferentes conectados extremo a
extremo, sin interacción entre ambos. Esta configuración, si bien
sirve para el ajuste separado de los dos extremos, no será tan
suave como un amortiguador que deja la cámara del pistón como una
sola cámara (figuras 5 y 6), o un amortiguador que separa las
cámaras secundarias del pistón con una cámara de gas (figuras 7 y
9).
Mientras que los diversos amortiguadores de la
presente invención pueden asociarse con un solo muelle espiral tal
como para un amortiguador estándar, con el extremo superior del
muelle unido al bastidor del vehículo y el extremo inferior a unido
a la suspensión del vehículo, cada amortiguador puede estar dotado
de dos muelles espirales, estando asociado uno con cada extremo del
amortiguador.
El amortiguador de la figura 1 se representa con
dos muelles espirales 60, 61, en la figura 10. Un primer muelle
espiral 60 está asociado con el primer cilindro 11, y tiene un
primer extremo 60a fijo axialmente con respecto a la barra 1 del
pistón. El segundo extremo 60b del primer muelle espiral, está fijo
axialmente con respecto al primer cilindro 11. El segundo extremo
60b del muelle espiral puede estar unido axialmente al primer
cilindro 11, quizás mediante una placa fijada al primer cilindro y
apoyada en el extremo 60b del muelle, o bien puede estar fijado
axialmente al bastidor/chasis del vehículo en torno al punto en el
que está fijada la barra roscada 15. El segundo muelle espiral 61
está asociado con el segundo cilindro 21 y tiene sus extremos
primero y segundo 61a, 61b fijos axialmente de forma similar. El
segundo extremo 61b del segundo muelle espiral estará típicamente
fijado a la suspensión del vehículo. Los primeros extremos 60a, 61a
del muelle espiral están preferentemente fijos axialmente con
respecto a la barra 1 del pistón, por medio de una placa extrema
anular 62 unida a la barra 1 del pistón, entre los cilindros primero
y segundo 11, 21. Los primeros extremos 60a, 61a del muelle espiral
se apoyan en esta placa anular 62 para fijar su posición axial con
respecto a la barra 1 del pistón. La utilización de los dos muelles
espirales, de este modo, permite la utilización de muelles de
dureza diferente asociados con cada uno de los cilindros 11, 12. Por
lo tanto, un primer muelle espiral 60 de una dureza dada, puede
acoplarse con el primer cilindro 11 con características de
amortiguación predeterminadas, y un segundo muelle espiral 61 con
una dureza dada diferente puede acoplarse con el segundo cilindro
12 con características de amortiguación diferentes.
El amortiguador de la figura 4 podría
modificarse de manera similar, con dos muelles espirales 60, 61, con
la placa 62 que fija axialmente los extremos 60a, 61a del primer
muelle espiral estando unida al manguito 31 en lugar de a la barra
1 del pistón.
El amortiguador de la figura 5 se representa con
dos muelles espirales 60, 61, en la figura 11. El primer muelle
espiral 60 está asociado con la primera barra 101 del pistón, y
tiene un primer extremo 60a fijo axialmente con respecto al
cilindro 111. El segundo extremo 60b del primer muelle espiral, está
fijo axialmente con respecto a la primera barra 101 del pistón. El
segundo extremo 60b del muelle espiral puede estar unido axialmente
a la primera barra 101 del pistón, quizás mediante una placa fijada
a la primera barra del pistón y apoyada en el extremo 60b del
muelle, o bien puede estar fijado axialmente al chasis del vehículo
en torno al punto en el que está fijado el extremo roscado 101a. El
segundo muelle espiral 61 está asociado con la segunda barra 201
del pistón y tiene sus extremos primero y segundo 61a, 61b fijos
axialmente de forma similar. Los primeros extremos 60a, 61a del
muelle espiral están preferentemente fijados axialmente con respecto
al cilindro 111, por medio de una placa extrema anular 162 unida al
cilindro 111. La disposición de dos muelles espirales puede ser
aplicada, de este modo, a los amortiguadores de las figuras 7 y
9.
Los amortiguadores de doble barra de pistón, y
un solo cilindro, de las figuras 5 hasta 7, 9 y 11 pueden estar
dotados de uno o varios manguitos, de forma similar a los
amortiguadores de una sola barra de pistón y doble cilindro de la
figura 7. Un amortiguador modificado semejante se describe en las
figuras 12 y 13 en estados comprimido y extendido,
respectivamente.
Un primer manguito 131 está dispuesto
telescópicamente en torno a, y acoplado de forma estanca con, el
cilindro 111 y se extiende desde el primer extremo 111a del
cilindro. El extremo axial distal 131b del primer manguito 131 está
sellado con una pared extrema, de manera que el primer manguito 131
define una cavidad estanca 132 del primer manguito. La primera
barra 101 de pistón está unida al primer manguito de manera que el
desplazamiento axial de la primera barra 101 de pistón
proporcionará un desplazamiento igual del primer manguito 131 y un
cambio correspondiente en el volumen y la presión en la cavidad 132
del primer manguito. Se proporcionará una válvula 138 en el primer
manguito para permitir el ajuste de la presión del gas en su
interior. Un segundo manguito 231 puede estar montado análogamente
en el segundo extremo 111b del cilindro. La extensión del
amortiguador al estado de la figura 13 incrementará el volumen, y
por consiguiente disminuirá la presión en las cavidades 132, 232 de
los manguitos primero y segundo.
El incremento de la presión del gas en la
cavidad 132 del primer manguito a través de la válvula 138
incrementará la longitud del amortiguador, y lo hará más duro de
comprimir y más fácil de extender. La presión del gas en la cavidad
232 del segundo manguito puede ajustarse asimismo, para un mejor
ajuste de las características del amortiguador, si se desea.
Aquí, el primer manguito 131 engrana con el
cilindro 111 de tal modo que define una primera cavidad anular 135
en una zona de solapamiento entre el primer manguito 131 y el
cilindro 108. Un extremo axial de la primera cavidad anular estanca
135 está definido por una primera junta anular 133 que está unida al
cilindro 2 en su primer extremo 102a, y acopla de forma estanca con
el primer manguito. El extremo axial opuesto de la primera cavidad
anular estanca 135 está definido por una segunda junta anular 134
que está unida al primer manguito 131 junto al extremo proximal
131a del mismo, y acoplado de forma estanca con el cilindro 111. La
primera cavidad anular estará dotada típicamente de una válvula 136
para ajustar la presión del gas en su interior. Una segunda cavidad
anular estanca 235 puede disponerse análogamente en el segundo
manguito 231.
La provisión de las cavidades anulares estancas
135, 235 proporciona un mejor ajuste realizando las carreras tanto
de compresión como de extensión (o rebote). Incrementar la presión
en la cavidad 132 del primer manguito en comparación con la primera
cavidad anular 135, incrementará la longitud del amortiguador e
incrementará la fuerza necesaria para comprimir el amortiguador,
disminuyendo al mismo tiempo la fuerza para extender el
amortiguador. Se consigue el mismo efecto reduciendo la presión en
la primera cavidad anular 135. Incrementar la presión en la primera
cavidad anular 135, o disminuir la presión en la cavidad 132 del
primer manguito, acortará el amortiguador. Si se desea, pueden
realizarse ajustes diferentes a la presión en la cavidad 232 del
segundo manguito, y en la segunda cavidad anular 235. De nuevo, se
proporcionarán oportunidades de ajuste adicionales si se utilizan
dos muelles espirales de durezas diferentes con el amortiguador.
Preferentemente, la cámara del pistón estará
separada en cámaras secundarias de pistón primera y segunda,
mediante una junta fija 145, y puede utilizarse un cilindro 140 de
gas (como el descrito en la figura 2) para suavizar la respuesta
del amortiguador, tal como para amortiguador de la figura 9.
La utilización de un manguito 131 como el
descrito anteriormente y representado las figuras 12 y 13, puede
utilizarse asimismo con un amortiguador estándar de un solo cilindro
y un solo pistón, como el representado las figuras 14 y 15 en
estados extendido y comprimido, respectivamente. El manguito 131
está montado en el cilindro 311 del mismo modo que cualquiera de
los manguitos de amortiguador de la figura 12, con la única barra
301 del pistón unida al manguito 131. El manguito 131 puede engranar
con el cilindro 311 para proporcionar una cavidad anular estanca
135, permitiendo el ajuste de la presión tanto en la cavidad 132 del
manguito como en la cavidad anular 135, o bien el manguito 131
puede estar montado para proporcionar solamente la cavidad 132 de
manguito estanca.
La provisión de cavidades anulares puede
conseguirse también de manera similar, con el amortiguador de dos
cilindros y una sola barra de pistón, de la figura 4. Un
amortiguador modificado semejante se describe en las figuras 16 y
17 en estados comprimido y extendido, respectivamente. Una primera
cavidad anular estanca 35 está definida en una zona de solapamiento
entre el primer cilindro 11 y el manguito 31. Un extremo axial de
la primera cavidad anular 35 está definido por una primera junta
anular 33 que está unida al primer cilindro en su segundo extremo
11b y un engrana de forma estanca con el manguito 31. El extremo
axial opuesto de la primera cavidad anular 35 está definido por una
segunda junta anular 37 que está unida al manguito en su primer
extremo 31a y engrana de forma estanca con el primer cilindro 11. La
primera cavidad anular estanca 35 está dotada típicamente de una
válvula 36 para ajustar la presión del gas en su interior. Una
segunda cavidad anular estanca 35' puede disponerse en el segundo
cilindro 21, del mismo modo.
De nuevo, utilizar presiones diferentes en la
cavidad 32 del manguito en comparación con las cavidades anulares
primera y/o segunda 35, 35', sirve para ajustar las características
de las carreras tanto de compresión como de extensión. Incrementar
la presión en la cavidad 32 del manguito extenderá el amortiguador,
y puede utilizarse para nivelar el vehículo cuando está bajo carga
pesada. Incrementar la presión en la cavidad 32 del manguito
incrementará asimismo la fuerza para comprimir el amortiguador, y
por lo tanto endurecerá la carrera de compresión. Alternativamente,
incrementar la presión en las cavidades anulares 35, 35' acortará el
amortiguador e incrementará la fuerza para extender el
amortiguador, endureciendo la carrera de extensión (o rebote).
Los amortiguadores que proporcionan cavidades de
manguito estancas y cavidades anulares estancas, como los
representados en las figuras 12 a 17, se pueden comunicar para
equilibrar la suspensión global de un vehículo. La figura 18
representa dos amortiguadores acordes con la figura 12, comunicados
de dicho modo. Las primeras cavidades anulares estancas 132 de cada
amortiguador están llenas de líquido (típicamente aceite), en lugar
de gas, igual que las cavidades anulares de los amortiguadores
autónomos. Por lo tanto, no hay necesidad de proporcionar válvulas
de ajuste de la presión del gas para las cavidades anulares. La
primera cavidad anular estanca 132 de cada amortiguador, está
asociada operativamente con la cavidad 135 del primer manguito del
otro amortiguador, de manera que un incremento en el volumen de la
primera cavidad anular estanca 132 proporciona una reducción en la
presión del gas en la cavidad 135 del primer manguito del otro
amortiguador. A la inversa, una disminución en el volumen de la
primera cavidad anular estanca 132 del amortiguador, proporcionará
un incremento en la presión del gas en la cavidad 135 del primer
manguito del otro amortiguador.
Para proporcionar la anterior asociación
operativa, la primera cavidad anular estanca 135 de un amortiguador
comunica a través de un conducto 171 con un primer extremo 172a de
un cilindro de control 172, y la cavidad 132 del primer manguito
del otro amortiguador comunica a través de un conducto 175 con un
segundo extremo 172b del cilindro 172 de control. Un pistón de
separación 173 del cilindro de control está dispuesto en el
interior del cilindro de control 172, y aísla la primera cavidad
anular estanca 135 asociada y la cavidad 132 del primer manguito.
El pistón de separación 173 del cilindro de control está dotado de
una barra 174 del pistón, que está alojada en una parte tubular
172c de sección transversal reducida del cilindro de control 172,
hacia el primer extremo 172a del cilindro de control. La barra 174
del pistón y la parte tubular 132c están dimensionadas de manera
que la barra 174 del pistón cierra la parte tubular 172c, y el
extremo prolongado 174a de la barra 174 del pistón aísla por
consiguiente la primera cavidad anular estanca 135 respecto de la
cámara principal del cilindro de control que aloja el pistón
173.
A continuación se explicará el funcionamiento de
esta disposición, en relación con un vehículo de motor tomando una
curva, cuando el amortiguador en el lado izquierdo se comprime y el
amortiguador en el lado derecho se expande, tal como se representa
en la figura 18. La expansión de amortiguador derecho reducirá el
volumen de la primera cavidad anular del amortiguador derecho,
provocando que el líquido en la primera cavidad anular 135 del
amortiguador derecho sea forzado a salir de la primera cavidad
anular 135 a través del conducto 171, donde aplicará una presión
sobre el área relativamente pequeña del extremo extendido 174a de la
barra 174 del pistón asociada. La presión actuará para impulsar la
barra 174 del pistón contra el gas en el lado opuesto del pistón
173 en la cámara principal del cilindro de control 172,
incrementando la presión de este gas que está en comunicación con
la cavidad 132 del primer manguito del amortiguador del lado
izquierdo. Este incremento de presión en la cavidad del primer
manguito actuará, a su vez, para expandir el amortiguador en el lado
izquierdo, ayudando a restablecer su posición original.
Análogamente, la compresión en el amortiguador izquierdo absorberá
líquido hacia su primera cavidad anular 135 en expansión,
absorbiéndolo con la barra 174 del pistón asociado y reduciendo la
presión del gas en la cámara principal del cilindro de control y en
la cavidad 132 del primer manguito en el amortiguador derecho. Esta
reducción de presión actuará comprimiendo el amortiguador derecho
hacia su posición original. La interacción entre los dos
amortiguadores en lados opuestos del vehículo ayudará, por lo
tanto, a mantener el nivel del vehículo. La cavidad 232 del segundo
manguito y la segunda cavidad anular 235 pueden también estar
asociadas del mismo modo.
Esta disposición puede utilizarse para asociar
de varias maneras los cuatro amortiguadores de un vehículo de
motor. Los amortiguadores delanteros izquierdo y derecho pueden
estar conectados, estando los amortiguadores traseros izquierdo y
derecho conectados independientemente. Alternativamente, el
delantero izquierdo podría estar conectado al trasero derecho,
estando el delantero derecho conectado al trasero izquierdo. La
provisión de una conexión en los extremos primero y segundo de los
amortiguadores permitirá una red de conexiones más compleja.
El efecto de equilibrio o nivelación de la
conexión entre amortiguadores puede variarse en magnitud, variando
el área relativa entre el extremo externo de la barra del pistón y
el área principal del pistón sobre la que actúa el gas.
Cada uno de los amortiguadores de las figuras 14
a 17 pueden asimismo estar asociados operativamente del modo
anterior, comunicando las diversas cavidades de manguito con las
cavidades anulares llenas de líquido de otro amortiguador.
\newpage
La figura 19 representa la disposición de la
figura 18, con las cámaras 112 de pistón de los amortiguadores
izquierdo y derecho estando asociadas a través de un cilindro 180 de
gas. Las cámaras 112 de pistón comunican con extremos opuestos del
cilindro de gas 180 a través de conductos 181. Una cámara 182 de gas
está definida entre dos pistones de separación 183 alojados en el
cilindro 180 de gas. El cilindro 180 de gas actúa para compensar la
extensión de las barras de pistón hacia las cámaras 112 de pistón de
cada amortiguador, y para suavizar la acción del amortiguador, tal
como se ha discutido anteriormente.
La figura 20 representa una disposición
equivalente a la de la figura 19, utilizando dos amortiguadores de
doble cilindro y una sola barra de pistón con manguito, tal como en
las figuras 16 y 17. Esta disposición no es acorde con la
invención. Los cilindros 180 de gas asocian las cámaras 12, 22 de
pistón correspondientes, de los amortiguadores izquierdo y derecho,
tal como se ha discutido anteriormente. La cavidad 32 del manguito
de cada amortiguador está asociada con alguna o con ambas cavidades
anulares estancas primera y segunda 35, 35' del otro amortiguador,
mediante un cilindro de control 172, tal como se ha discutido
anteriormente en relación con la disposición de la figura 18. Las
cavidades anulares asociadas de este modo, estarán llenas de
líquido y no de gas. La cavidad anular 35 o 35' comunica con el
primer extremo 172a del cilindro de control 172 a través de un
conducto 171, mientras que la cavidad 32 del manguito comunica con
el segundo extremo 172b del cilindro de control 172, a través de un
conducto 175. Los cilindros de control 172 están dotados del mismo
pistón 173 y la misma disposición 174 de barra del pistón, tal como
se ha descrito anteriormente.
El funcionamiento de esta disposición es, en
general, como el de la figura 18. La expansión del amortiguador
derecho durante una curva forzará el líquido desde la cavidad anular
35' hacia el cilindro de control 172, y de ese modo provocará que
la presión en la cavidad 32 del manguito en el amortiguador
izquierdo tienda a expandir el amortiguador izquierdo comprimido.
Análogamente, la compresión del amortiguador izquierdo como
resultado de tomar la curva absorberá líquido hacia su cavidad
anular 35' desde el cilindro de control asociado 172, y de ese modo
reducirá la presión en la cavidad 32 del manguito del amortiguador
derecho, tendiendo a comprimir el amortiguador derecho
expandido.
Tal como se ha discutido anteriormente, durante
la expansión y compresión de cualquier amortiguador, el
desplazamiento axial del pistón o de los pistones en el interior de
la cámara del pistón o de los pistones, tendrá como resultado que
la barra de pistón o las barras de pistón se extiendan hacia, y se
retraigan desde la cámara o las cámaras de pistón, variando el
volumen disponible de la cámara o las cámaras de pistón para el
líquido en su interior. Los amortiguadores representados en las
figuras 21 hasta 26 proporcionan otro medio alternativo de
compensación para esta variación en el volumen de la cámara o las
cámaras de pistón, utilizando varias de las disposiciones de
amortiguador descritas en el presente documento.
Las figuras 21 y 22 representan un amortiguador
similar al de las figuras 14 y 15, pero utilizando el medio de
compensación alternativo. Este amortiguador no es acorde con la
invención. En esta realización, en lugar de sellar y presurizar la
cavidad anular 135 definida en la zona de solapamiento entre el
manguito 131 y el cilindro 311, la cavidad anular 135 está
comunicada con la cámara 312 del pistón a través de aberturas 191
dispuestas junto al primer extremo 311a del cilindro. El aceite
llena tanto la cámara 312 del pistón como la cavidad anular 135. El
área en sección transversal de la cavidad anular 135, medida en un
plano perpendicular al eje longitudinal de la barra 301 de pistón,
es sustancialmente igual al área en sección transversal de la barra
301 del pistón. Con esta configuración, cuando el amortiguador se
comprime y la barra 301 del pistón se extiende hacia la cámara 312
del pistón, la reducción en volumen de la cámara 312 del pistón es
sustancialmente idéntica al incremento en volumen de la cavidad
anular 135, de manera que el aceite desplazado por la barra 300 del
pistón en la cámara 302 del pistón es alojado en el volumen
incrementado de la cavidad anular 135.
Esta configuración podría ser aplicada asimismo
a la configuración de doble barra de pistón de las figuras 12 y 13,
con ambas cavidades anulares primera y segunda 135, 235 comunicando
con las respectivas cámaras secundarias del pistón.
Utilizar el cambio en volumen de la cavidad
anular para alojar el aceite desplazado por la barra del pistón,
evita la necesidad de una cámara de gas compresible individual,
separada de la cámara del pistón mediante un pistón de separación,
tal como se ha descrito anteriormente. La ausencia de cámara de gas
presurizado evita asimismo la presurización del aceite o fluido
hidráulico que llena la cámara del pistón. Asimismo, se eliminan
eficazmente la cavitación y la aireación.
La configuración de amortiguador de las figuras
16 y 17 puede modificarse de forma similar, para alojar aceite
desplazado por la barra del pistón. Un amortiguador modificado
semejante se representa en las figuras 23 y 24. De nuevo, aquí las
cavidades anulares primera y segunda 35, 35' comunican con las
cámaras de pistón primera y segunda 12, 22, a través de aberturas
191 adyacentes a los segundos extremos 11b, 21b de los cilindros
primero y segundo, respectivamente. De nuevo, el área en sección
transversal de las cavidades anulares 35, 35' es sustancialmente
igual al área en sección transversal de la barra 1 del pistón.
Las diversas realizaciones de la presente
invención son aplicables a amortiguadores de tipo montante
McPherson, representándose ejemplos concretos en las figuras 25 y
26. La realización de la figura 25 es idéntica a la de la figura
22, estando asegurado el primer extremo 21a del segundo cilindro a
la pata 401 del montante McPherson, con el manguito 31 del
amortiguador siendo desplazado longitudinalmente en el interior de
la pata 401 del montante McPherson.
Otra posible variación está representada en la
figura 26, la cual es idéntica al amortiguador de la figura 25
excepto en que el primer cilindro 11 y la cavidad anular 35 están
dispuestos como en la realización de las figuras 16 y 17, sin una
abertura que comunique una cavidad anular 35 y la primera cámara del
pistón. Por consiguiente, para proporcionar el desplazamiento de la
barra 1 del pistón hacia la primera cámara 12 del pistón, se
proporciona un pistón de separación 18 en el primer cilindro 11, que
separa la primera cámara 12 del pistón respecto de una cámara de
gas 17, del modo usual.
Para un experto en la materia serán evidentes
otras variaciones y combinaciones de características de los
amortiguadores descritos.
El alcance de la invención está limitado por las
reivindicaciones anexas.
\vskip1.000000\baselineskip
La lista de referencias citadas por el
solicitante es solo para comodidad del lector. No forma parte del
documento de Patente Europea. Aunque se ha tomado especial cuidado
en recopilar las referencias, no puede descartarse errores u
omisiones y la EPO rechaza toda responsabilidad a este
respecto.
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\bullet US 5 096 168 A [0006]
\bullet US 2 946 582 A [0007]
Claims (22)
1. Un amortiguador, que comprende:
- un primer cilindro (11) que tiene una primera cámara (12) del pistón llena de líquido, siendo dicha primera cámara (12) del pistón estanca a la atmósfera;
- un primer pistón (13) recibido en dicha primera cámara (12) del pistón, siendo dicho primer pistón (13) desplazable axialmente a través de dicha primera cámara (12) del pistón;
- un primer medio de amortiguación (14) que proporciona un desplazamiento axial amortiguado de dicho primer pistón (13) a través de dicha primera cámara (12) del pistón;
- un segundo cilindro (21) que tiene una segunda cámara (22) del pistón llena de líquido, siendo dicha segunda cámara (22) del pistón estanca a la atmósfera, estando dicho segundo cilindro (21) alineado axialmente con dicho primer cilindro (11), siendo dichos primer y segundo cilindros (11, 21) axialmente opuestos y desplazables axialmente entre sí;
- un segundo pistón (23) recibido en dicha segunda cámara (22) del pistón, siendo dicho segundo pistón (23) desplazable axialmente a través de dicha segunda cámara (22) del pistón;
- un segundo medio de amortiguación (24) que proporciona un desplazamiento axial amortiguado de dicho segundo pistón (23) a través de dicha segunda cámara (22) del pistón;
- una barra (1) de pistón que se extiende axialmente entre, y hacia dichas cámaras de pistón primera y segunda; y
- medios (15, 25) para fijar dichos cilindros primero y segundo, a un chasis y una suspensión de rueda de un vehículo, respectivamente,
- caracterizado porque:
- dichos pistones primero y segundo (13, 23) están montados en extremos axiales primero y segundo (1a, 1b) de dicha barra (1) del pistón, respectivamente;
- dicho primer medio de amortiguación proporciona un desplazamiento axial amortiguado de dicho primer pistón a través de dicha primera cámara del pistón, independientemente de la posición axial de dicho primer pistón en dicha primera cámara del pistón, y
- dicho segundo medio de amortiguación proporciona un desplazamiento axial amortiguado de dicho segundo pistón a través de dicha segunda cámara del pistón, independientemente de la posición axial de dicho segundo pistón en dicha segunda cámara del pistón.
2. El amortiguador de la reivindicación 1, en el
que dicho primer medio de amortiguación comprende una o más
aberturas que pasan a través de dicho primer pistón, y dicho segundo
medio de amortiguación comprende una o más aberturas que pasan a
través de dicho segundo pistón.
3. El amortiguador de la reivindicación 1, en el
que por lo menos uno de dichos cilindros primero y segundo (11, 21)
está dotado de una cámara de gas estanca (16, 26) en un extremo del
mismo distal respecto de dicha barra (1) del pistón, estando dicho
pistón y dichas cámaras de gas (12, 16, 22, 26) separados mediante
un pistón de separación (18, 28) desplazable axialmente.
4. El amortiguador de la reivindicación 3, en el
que cada una de dichas por lo menos una cámara de gas (16, 26) está
dotada de un medio de válvula (17, 27) para ajustar la presión de
gas en su interior.
5. El amortiguador de la reivindicación 3, en el
que cada una de dichas por lo menos una cámara de gas (16', 26')
está dispuesta externamente respecto del mencionado cilindro (11,
21) respectivo, estando dispuesta dicha cámara de gas (16', 26') en
un cilindro de gas separado (40, 50) que aloja dicho pistón de
separación (18, 28), comunicando la mencionada cámara (12, 22) de
pistón respectiva con dicho cilindro de gas a través de un conducto
en dicho extremo distal del mencionado cilindro (11, 21)
respectivo.
6. El amortiguador de la reivindicación 1, que
comprende además muelles espirales primero y segundo (60, 61),
estando dicho primer muelle espiral (60) asociado con dicho primer
cilindro (11) y teniendo un primer extremo (60a) fijado axialmente
con respecto a dicha barra (1) del pistón, y un segundo extremo
(60b) fijado axialmente con respecto a dicho primer cilindro (11),
estando dicho segundo muelle espiral (61) asociado con dicho segundo
cilindro (21) y teniendo un primer extremo (61a) fijado axialmente
con respecto a dicha barra (1) del pistón y un segundo extremo
(61b) o fijado axialmente con respecto a dicho segundo cilindro
(21).
7. El amortiguador de la reivindicación 6, en el
que dichos primeros extremos (61a, 61a) de los muelles espirales
primero y segundo están fijados axialmente con respecto a dicha
barra (1) del pistón, por medio de una placa extrema anular (62)
fijada a dicha barra (1) del pistón entre dichos cilindros primero y
segundo (11, 21).
8. El amortiguador de la reivindicación 1, en el
que dicho amortiguador comprende además un manguito (31) que se
extiende entre dichos cilindros primero y segundo (11, 21),
acoplando de forma estanca dicho manguito con dichos cilindros
primero y segundo (11, 21) de forma que define una cavidad (32) del
manguito entre ambos, siendo dicho manguito (31) desplazable
telescópicamente con respecto a, por lo menos, uno de los
mencionados cilindros primero y segundo (11, 21) para permitir el
desplazamiento axial relativo de dichos cilindros primero y segundo
(11, 21).
9. El amortiguador de la reivindicación 8, en el
que dicho manguito (31) está dotado de un medio de válvula para
ajustar la presión del gas en el interior de dicha cavidad (32) del
manguito.
10. El amortiguador de la reivindicación 8, en
el que dicho manguito (31) es desplazable axialmente con respecto
los dos mencionados cilindros primero y segundo (11, 21).
11. El amortiguador de la reivindicación 8, en
el que una primera cavidad anular (35) está definida en una zona de
solapamiento entre dicho primer cilindro (11) y dicho manguito (31),
estando definidos extremos axiales opuestos de dicha primera
cavidad anular (35), respectivamente por un primer medio de
estanqueidad (33) fijado a dicho primer cilindro (11) y acoplando
de forma estanca con dicho manguito (31), y un segundo medio de
estanqueidad (37) fijado a dicho manguito (31) y acoplando de forma
estanca con dicho primer cilindro (11).
12. El amortiguador de la reivindicación 11, en
el que dicha primera cavidad anular (35) comunica con dicha primera
cámara (12) del pistón, siendo un área en sección transversal de
dicha primera cavidad anular (35) medida en un plano perpendicular
a un eje longitudinal de dicha barra (1) del pistón, sustancialmente
igual a un área en sección transversal de dicha barra (1) del
pistón.
13. El amortiguador de la reivindicación 11, en
el que dicha primera cavidad anular (35) está dotada de un medio de
válvula (36) para ajustar la presión del gas en su interior.
14. El amortiguador de la reivindicación 11, en
el que una segunda cavidad anular (35') está definida en una región
de solapamiento entre dicho segundo cilindro (21) y dicho manguito
(31), estando definidos extremos axiales opuestos de dicha segunda
cavidad anular (35'), respectivamente por un primer medio de
estanqueidad fijado a dicho segundo manguito (21) y acoplando de
forma estanca con dicho manguito (31), y un segundo medio de
estanqueidad fijado a dicho manguito (31) y acoplando de forma
estanca con dicho segundo cilindro (21).
15. El amortiguador de la reivindicación 14, en
el que dicha segunda cavidad anular (35') comunica con dicha segunda
cámara (22) del pistón, siendo un área en sección transversal de
dicha segunda cavidad anular (35') medida en un plano perpendicular
a un eje longitudinal de la dirección de dicha barra (1) del pistón,
sustancialmente igual a un área en sección transversal de dicha
barra (1) del pistón.
16. El amortiguador de la reivindicación 14, en
el que dicha segunda cavidad anular (35') está dotada de un medio
de válvula para ajustar la presión del gas en su interior.
17. El amortiguador de la reivindicación 8, que
comprende además muelles espirales primero y segundo (60, 61),
estando dicho primer muelle espiral (60) asociado con dicho primer
cilindro (11) y teniendo un primer extremo (60a) fijado axialmente
con respecto a dicho manguito (31), y un segundo extremo (60b)
fijado axialmente con respecto a dicho primer cilindro (11), y
estando dicho segundo muelle espiral (61) asociado con dicho segundo
cilindro (21) y teniendo un primer extremo (61a) fijado axialmente
con respecto al manguito (31), y un segundo extremo (61b) fijado
axialmente con respecto a dicho segundo cilindro (21).
18. El amortiguador de la reivindicación 17, en
el que dichos primeros extremos (60a, 61a) de los muelles espirales
primero y segundo están fijados axialmente con respecto a dicho
manguito (31), por medio de una placa extrema anular fijada a dicho
manguito (31) entre dichos cilindros primero y segundo (11, 21).
19. En combinación, un primer amortiguador
acorde con la reivindicación 11 y un segundo amortiguador acorde con
la reivindicación 11, en donde dicha primera cavidad anular (35) de
dicho primer amortiguador está llena de líquido y está asociada
operativamente con dicha cavidad (32) del manguito de dicho segundo
amortiguador, de manera que una disminución/incremento en el
volumen de dicha primera cavidad anular (35) de dicho primer
amortiguador proporciona un incremento/disminución en la presión del
gas en dicha cavidad (32) del manguito de dicho segundo
amortiguador.
20. La combinación de la reivindicación 19, en
la que dicha primera cavidad anular (35) de dicho primer
amortiguador comunica con un primer extremo (172a) de un cilindro
de control (172), y dicha cavidad (32) del manguito de dicho
segundo amortiguador comunica con un segundo extremo (172b) de dicho
cilindro de control, aislando, un pistón de separación del cilindro
de control dispuesto en el interior de dicho cilindro de control
(172), dicha primera cavidad anular (35) de dicho primer
amortiguador y dicha primera cavidad (32) del manguito de dicho
segundo amortiguador.
21. La combinación de la reivindicación 20, en
la que dicho pistón de separación (173) del cilindro de control
está dotado de una barra (174) de pistón recibida de forma estanca
en una parte de sección transversal reducida de dicho cilindro de
control (172), hacia dicho primer extremo (172a) del cilindro de
control, de manera que un extremo prolongado de dicha barra (174)
del pistón aísla dicha primera cavidad anular (35) de dicho primer
amortiguador.
22. La combinación de la reivindicación 19, en
la que la primera cavidad anular (35) de dicho segundo amortiguador
está llena de líquido y asociada operativamente con dicha cavidad
(32) del manguito de dicho primer amortiguador, de manera que una
disminución/incremento en el volumen de dicha primera cavidad anular
(35) de dicho segundo amortiguador, proporciona un
incremento/disminución en la presión del gas en dicha cavidad del
manguito de dicho segundo amortiguador.
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