ES2629886T3 - Un aparato de soporte - Google Patents

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ES2629886T3
ES2629886T3 ES13829182.8T ES13829182T ES2629886T3 ES 2629886 T3 ES2629886 T3 ES 2629886T3 ES 13829182 T ES13829182 T ES 13829182T ES 2629886 T3 ES2629886 T3 ES 2629886T3
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support apparatus
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ES13829182.8T
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Alireza FARJOUD
David John Barta
Brent Wade FOURMAN
Chad MICHAEL
Eric Louis SCHUMANN
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BeijingWest Industries Co Ltd
Original Assignee
BeijingWest Industries Co Ltd
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K5/00—Arrangement or mounting of internal-combustion or jet-propulsion units
    • B60K5/12—Arrangement of engine supports
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F13/00—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs
    • F16F13/04—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper
    • F16F13/26—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper characterised by adjusting or regulating devices responsive to exterior conditions
    • F16F13/264—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper characterised by adjusting or regulating devices responsive to exterior conditions comprising means for acting dynamically on the walls bounding a working chamber
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Abstract

Un aparato de soporte (20) para soportar una fuente de vibración sobre una base, comprendiendo: un alojamiento (22) extendiéndose alrededor y a lo largo de un primer eje (A) y definiendo una cámara de alojamiento (44); un cuerpo flexible (46) hecho de un material elástico dispuesto al menos parcialmente en dicha cámara de alojamiento (44) para definir una cámara de bombeo (64) configurada para ser llenada con un fluido dentro de dicha cámara de alojamiento (44), estando dicho cuerpo flexible (46) interconectado con dicho alojamiento (22) para deformarse elásticamente en respuesta al movimiento de la fuente de vibración relativa al alojamiento (22) causado por una excitación exterior; un miembro móvil (134) dispuesto al menos parcialmente en dicha cámara de bombeo (64) para moverse dentro de dicha cámara de bombeo (64); y un actuador (136) aplicado operativamente a dicho miembro móvil (134) para mover dicho miembro móvil para crear un cambio de volumen en dicha cámara de bombeo (64) para mantener el volumen de dicha cámara de bombeo (64) para impedir un aumento de presión en dicha cámara de bombeo (64) durante dicha deformación de dicho cuerpo flexible (46) en respuesta a la excitación exterior para cancelar eficazmente la excitación exterior, en donde dicho miembro móvil (134) incluye una pared movible extendiéndose axialmente (144) hecha de un material flexible que define una cámara de miembro móvil (151) para flexionar radialmente hacia fuera y hacia dentro respecto a dicho primer eje (A) para amplificar el cambio de volumen en dicha cámara de bombeo (64), caracterizado por que dicho actuador (136) es del tipo de pila piezoeléctrica

Description

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DESCRIPCION
Un aparato de soporte Antecedentes de la invencion
1. Campo de la invencion
La invencion presente se refiere a un aparato de soporte para soportar una fuente de vibracion sobre una base, mas particularmente, a un aparato de soporte hidraulico activo.
2. Descripcion de la tecnica anterior
Existen soportes convencionales para soportar y proporcionar aislamiento contra las vibraciones de las fuentes de vibracion. Una aplicacion bien conocida de estos soportes es usada para soportar componentes de vefnculos automotores. Estos soportes operan tipicamente proporcionando aislamiento contra la vibracion del motor a la vez que controlan tambien el movimiento del motor y de los componentes propulsores conectados respecto al bastidor del vefnculo o a la estructura del cuerpo. En muchas aplicaciones de soportes de motor y propulsor es deseable variar las caractensticas de amortiguacion del soporte para proporcionar un aislamiento selectivo de las vibraciones a ciertas frecuencias.
Uno de tales aparatos de soporte hidraulico se describe en la patente de EE.UU. N° 5.439.204 adjudicada a Yamazo y en la patente europea EP0163817. El soporte incluye un alojamiento que se extiende alrededor y a lo largo de un primer eje y define una camara de alojamiento. Un cuerpo flexible hecho de un material elastico esta dispuesto en la camara de alojamiento para definir una camara de bombeo dentro de la camara de alojamiento que esta configurada para ser llenada con un fluido. La camara de bombeo esta interconectada con el alojamiento para deformarse elasticamente en respuesta al movimiento de una fuente de vibracion respecto al alojamiento causado por una excitacion exterior. Un miembro movil esta parcialmente dispuesto en la camara de bombeo para moverse dentro de la camara de bombeo. Un actuador esta aplicado operativamente al miembro movil para mover el miembro movil para crear un cambio de volumen en la camara de bombeo para mantener el volumen de la camara de bombeo para impedir un aumento de presion en la camara de bombeo durante la deformacion del cuerpo flexible en respuesta a la excitacion exterior para cancelar eficazmente la excitacion exterior.
Un problema conocido de tales aparatos de soporte es que los miembros moviles con forma de piston tienen comunmente una relacion de area superficial desfavorable en comparacion con el area superficial del cuerpo flexible, requiriendo por tanto un recorrido del actuador relativamente largo respecto al desplazamiento del cuerpo flexible para cancelar efectivamente la excitacion exterior.
Compendio de la invencion
La invencion proporciona un aparato de soporte de este tipo para soportar una fuente de vibracion sobre una base. El soporte hidraulico comprende un alojamiento que se extiende alrededor y a lo largo de un primer eje y define una camara de alojamiento, un cuerpo flexible hecho de un material elastico al menos parcialmente dispuesto en la camara de alojamiento para definir una camara de bombeo configurada para ser llenada con un fluido dentro de la camara de alojamiento, el cuerpo flexible esta interconectado con el alojamiento para deformarse elasticamente en respuesta al movimiento de la fuente de vibracion respecto al alojamiento causado por una excitacion exterior, un miembro movil dispuesto al menos parcialmente en la camara de bombeo para moverse dentro de la camara de bombeo y un actuador aplicado operativamente al miembro movil para mover el miembro movil para crear un cambio de volumen en la camara de bombeo para mantener el volumen de dicha camara de bombeo con el objeto de que impida un aumento de presion en la camara de bombeo durante la deformacion del cuerpo flexible en respuesta a la excitacion exterior para cancelar eficazmente la excitacion exterior. El miembro movil incluye una pared movible que se extiende axialmente y esta hecha de un material flexible y define una camara de miembro movil para flexionar radialmente hacia fuera y hacia dentro respecto al primer eje para amplificar el cambio de volumen en la camara de bombeo.
De este modo, varias ventajas de uno o mas aspectos de la invencion son que la pared movible proporciona un area superficial aumentada del miembro movil, por lo que se requiere un recorrido mas corto del actuador para cancelar eficazmente la excitacion exterior, a la vez que se utiliza el espacio radial limitado de la camara de alojamiento. La superficie aumentada del miembro movil es particularmente ventajosa cuando se usa con actuadores como actuadores piezostack que tienen recorridos de actuador relativamente cortos. Los actuadores piezostack son atractivos para esta aplicacion debido a su muy alta velocidad de respuesta y a su ancho de banda de frecuencia.
Descripcion breve de los dibujos
Otras ventajas de la invencion presente resultaran evidentes, ya que la misma se comprende mejor haciendo referencia a la descripcion detallada siguiente tomada en consideracion junto con los dibujos que se acompanan, en donde:
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La Figura 1 es una vista en seccion transversal y esquematica del aparato de soporte.
Descripcion detallada de las formas de realizacion
Haciendo referencia a la Figura 1, se muestra en general un aparato de soporte hidraulico 20 para soportar una fuente de vibracion sobre una base. En la realizacion habilitadora, el aparato de soporte hidraulico 20 es usado para soportar un componente de un automovil (por ejemplo, un motor) sobre el bastidor de un vehnculo automovil. Sin embargo, Debe apreciarse que el aparato de soporte puede ser usado para soportar otras diversas fuentes de vibracion sobre una base.
El aparato de soporte hidraulico incluye un alojamiento 22 que incluye una porcion de alojamiento inferior generalmente con forma de copa 24 que se extiende anularmente alrededor y a lo largo de un primer eje A desde un extremo inferior de la porcion de alojamiento inferior cerrado 26 hasta un extremo superior de la porcion de alojamiento inferior abierto 28. La porcion de alojamiento inferior 24 define un labio de la porcion de alojamiento inferior 30 que se extiende radialmente hacia el exterior desde la porcion de alojamiento inferior 24 adyacente al extremo superior de la porcion de alojamiento inferior 28. El extremo inferior de la porcion de alojamiento inferior 26 define ademas un orificio en la porcion del alojamiento inferior 25 que se extiende a traves de la porcion del alojamiento inferior 24 a lo largo del primer eje A.
El alojamiento 22 incluye ademas una porcion de alojamiento superior con forma de copa 32 que esta dispuesta axialmente en general encima de la porcion de alojamiento inferior 24 y se extiende anularmente alrededor y a lo largo de un segundo eje B paralelo al primer eje A desde un extremo inferior de la porcion de alojamiento superior abierto 34 hasta un extremo superior de la porcion de alojamiento superior cerrado 36. Resultara evidente que las porciones de alojamiento superior e inferior 32, 24 pueden tener otras formas (por ejemplo, secciones transversales cuadradas o hexagonales). El extremo inferior de la porcion superior del alojamiento 34 define un labio en la porcion superior del alojamiento 38 que se extiende radialmente hacia dentro desde el extremo inferior de la porcion superior del alojamiento 34 y esta dispuesto por debajo y coopera con el labio de la porcion de alojamiento inferior 30 para restringir el movimiento de separacion axial de las porciones de alojamiento superior e inferior 32, 24 entre sf. Las porciones de alojamiento superior e inferior 32, 24 definen una camara de alojamiento 44 en su interior.
El extremo superior de la porcion superior del alojamiento 36 define una pestana de montaje 40 que se extiende radialmente hacia fuera desde la porcion superior del alojamiento 32 adyacente al extremo superior de la porcion superior del alojamiento 36. La pestana de montaje 40 define una pluralidad de orificios de soporte con rosca 41 que se extienden axialmente a traves de ella y estan separados circunferencialmente entre sf a lo largo de la pestana de montaje 40 para interconectar el aparato de soporte 20 con la base (es decir, el bastidor del vehnculo automovil en la realizacion habilitadora). El extremo superior de la porcion superior del alojamiento 36 define ademas un orificio del alojamiento superior 42 que se extiende a traves de el a lo largo del segundo eje B.
Un cuerpo flexible 46 hecho de un material elastico se extiende anularmente alrededor y axialmente a lo largo del segundo eje B desde una porcion inferior del cuerpo flexible 48 de forma tronco-conica generalmente dispuesta en la camara de alojamiento 44, a traves del orificio del alojamiento superior 42, hasta una porcion superior del cuerpo flexible 50 fuera de la camara de alojamiento 44 para deformarse elasticamente respecto al alojamiento 22 en respuesta al movimiento del componente respecto al vehnculo automovil debido a una excitacion exterior (por ejemplo, vibraciones del piston, oscilacion del motor, vibraciones de la carretera, etc.). El cuerpo flexible 46 define una camara de cuerpo flexible 52 que se extiende axialmente dentro del cuerpo flexible 46 desde la porcion superior del cuerpo flexible 50.
La porcion inferior del cuerpo flexible 48 define una ranura del miembro de insercion 53 que se extiende anularmente a su alrededor. El extremo inferior del cuerpo flexible incluye ademas un miembro insercion exterior 54 que tiene una seccion transversal generalmente con forma de C y esta hecho de un material metalico dispuesto en la ranura 53 del miembro de insercion y que se extiende anularmente alrededor del mismo para proporcionar rigidez al cuerpo flexible 46. Debe apreciarse que la ranura del miembro de insercion 53 y el miembro de insercion exterior 54 pueden tener otras secciones transversales conformadas para proporcionar una mejor rigidez a la porcion inferior del cuerpo flexible 48 bajo diferentes configuraciones del aparato de soporte 20. La porcion superior del cuerpo flexible 50 define una pestana de cuerpo flexible 56 que se extiende radialmente hacia fuera desde el para ser aplicada al extremo superior de la porcion superior del alojamiento cerrado 36 cuando el cuerpo flexible 46 se deforma mas alla de una longitud predeterminada. En otras palabras, la pestana de cuerpo flexible 56 impide que la porcion inferior del cuerpo flexible 48 flexione mas alla del punto en el que la pestana de cuerpo flexible 56 esta aplicada al extremo superior de la porcion de alojamiento superior 36.
Un diafragma con forma de disco 58 hecho en general de un material elastico se extiende anularmente alrededor del primer eje A y define un borde del diafragma 60 dispuesto de manera hermetica en la camara de alojamiento 44 por debajo del cuerpo flexible 46. Un conjunto de particion 62 esta dispuesto en la camara de alojamiento 44 y se extiende anularmente alrededor y a lo largo del primer eje A entre el cuerpo flexible 46 y el diafragma 58. El conjunto de particion 62 divide la camara de alojamiento 44 en una camara de bombeo 64 entre el cuerpo flexible 46 y el conjunto de particion 62 y una camara de alojamiento 66 entre el conjunto de particion 62 y el diafragma 58. El volumen de cada una de las camaras 64, 66 cambia por deformacion del cuerpo flexible 46 y del diafragma 58 en
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respuesta a la excitacion exterior.
Un fluido magnetorreologico 70 esta contenido dentro de las camaras de bombeo y recepcion 64, 66. El fluido magnetorreologico 70, como es conocido en la tecnica, responde modificando sus propiedades a la cizalladura. Espedficamente, tiene la capacidad de cambiar de forma reversible de ser un lfquido viscoso, lineal, de flujo libre a ser uno semisolido con un lfmite de deformacion controlable cuando esta expuesto a un campo magnetico.
Un miembro de soporte superior 72 hecho de un material metalico y que tiene una forma en conformidad con la camara de cuerpo flexible 52 esta dispuesto en la camara de cuerpo flexible 52 aplicado y unido al cuerpo flexible 46 y se extiende anularmente alrededor del segundo eje B para restringir radialmente el movimiento hacia el interior del cuerpo flexible 46. El miembro de soporte superior 72 se extiende ademas a lo largo del segundo eje B desde una porcion inferior del miembro de soporte superior 74 dentro de la camara de alojamiento 44, a traves del orificio del alojamiento superior 42, hasta una porcion superior del miembro de soporte superior 78 fuera de la camara de alojamiento 44. El miembro de soporte superior 72 define un paso del miembro de soporte superior 80 que se extiende a traves de el a lo largo del segundo eje B.
Un primer miembro de soporte 82, generalmente con forma cilmdrica y con rosca, esta dispuesto de forma fija en el paso del miembro de soporte superior 80 y se extiende anularmente alrededor y a lo largo del segundo eje B hacia fuera del miembro de soporte superior 72 para aplicar mediante rosca la fuente de vibracion (es decir, el motor del vehmulo en la realizacion habilitadora) para interconectar la fuente de vibracion y el aparato de soporte 20. Debe apreciarse que el primer miembro de soporte 82 puede tener otras formas (por ejemplo, una seccion transversal cuadrada) y puede ser hecho a partir de varios materiales de alta resistencia.
Un miembro de refuerzo 84 hecho de un material metalico y que generalmente tiene una seccion transversal con forma de Z esta dispuesto en la camara de alojamiento 44 y se extiende anularmente alrededor del segundo eje B. El miembro de refuerzo 84 define una porcion vertical de miembro de refuerzo 86 dispuesta radialmente entre la porcion de alojamiento superior 32 y la porcion inferior del cuerpo flexible 48 para restringir el movimiento de la porcion inferior del cuerpo flexible 48 radialmente hacia fuera. El miembro de refuerzo 84 define ademas una porcion horizontal del miembro de refuerzo superior 88 que se extiende radialmente hacia dentro y parcialmente por encima de la porcion inferior del cuerpo flexible 48 desde la porcion vertical del miembro de refuerzo 86 para restringir axialmente el movimiento de la porcion inferior del cuerpo flexible 48 hacia el extremo superior de la porcion del alojamiento superior 36. El miembro de refuerzo define ademas una porcion horizontal de miembro de refuerzo inferior 92 que se extiende radialmente hacia dentro hacia la porcion de alojamiento superior 32 desde la porcion vertical del miembro de refuerzo 86.
El conjunto de particion 62 incluye un separador superior de metal de forma generalmente cilmdrica 94 que se extiende anularmente alrededor del primer eje A adyacente a la porcion de alojamiento superior 32 y axialmente por debajo y esta aplicado a la porcion inferior del cuerpo del miembro flexible 48 y al miembro de refuerzo 84. El separador superior 94 define al menos un segmento de ranura en el separador superior 96 que se extiende anularmente a lo largo de el. El miembro de refuerzo 84 define ademas una pata de fijacion del miembro de refuerzo 98 que se extiende anularmente desde la porcion vertical del miembro de refuerzo 86, separada axialmente por debajo de la porcion horizontal del miembro de refuerzo inferior 92, y se extiende anularmente a traves de cada uno de los segmentos de la ranura de separacion superior 96 para interconectar el miembro de refuerzo 84 y el separador superior 94.
El conjunto de particion 62 incluye ademas un miembro de soporte inferior metalico de forma cilmdrica en general 100 que se extiende anularmente alrededor y a lo largo del primer eje A desde un extremo inferior del miembro de soporte inferior 102 hasta un extremo superior del miembro de soporte inferior 104. Debe apreciarse que el miembro de soporte inferior 100 puede estar hecho a partir de otros materiales de alta resistencia y puede tener otras formas (por ejemplo, una seccion transversal con forma cuadrada). El miembro de soporte inferior 100 define una pestana de miembro de soporte inferior 106 que se extiende radialmente alejandose del miembro de soporte inferior 100 adyacente al extremo superior del miembro de soporte inferior 104. El miembro de soporte inferior 100 define ademas un paso en el miembro de soporte inferior 108 que se extiende a traves de el entre el extremo superior del miembro de soporte inferior 104 y el extremo inferior del miembro de soporte inferior 102 a lo largo del primer eje A en general. Debe apreciarse que el miembro de soporte inferior 100 y el paso del miembro de soporte inferior 108 pueden extenderse en angulos ligeramente separados del primer eje A.
El conjunto de particion 62 incluye ademas un anillo 110 de soporte del electroiman metalico, cilmdrico en general que se extiende anularmente alrededor del primer eje A y esta dispuesto radialmente entre el miembro de soporte inferior 100 y la porcion de alojamiento superior 32 y axialmente entre el separador superior 94 y el labio de la porcion de alojamiento inferior 30. Debe apreciarse que el anillo de soporte del electroiman puede tener otras formas (por ejemplo, una seccion transversal con forma cuadrada) y puede estar hecho de otros materiales magneticamente permeables y de alta resistencia. El anillo de soporte del electroiman 110 define una ranura en el electroiman 112 que se extiende anularmente alrededor de el. El borde del diafragma 60 esta intercalado de manera hermetica entre el anillo de soporte del electroiman 110 y el labio de la porcion de alojamiento inferior 30. Una bobina 114 que tiene una seccion transversal con forma de carrete esta dispuesta en la ranura del electroiman 112 y se extiende anularmente alrededor de el. Una bobina del electroiman 122 esta dispuesta en la ranura del electroiman 112 y esta
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envuelta alrededor de la bobina 114 para generar selectivamente un flujo magnetico. Debe apreciarse que mas de una bobina del electroiman 122 puede estar dispuesta alrededor de la bobina 114. El conjunto de particion incluye ademas un anillo de flujo 118 que se compone de un material que tiene una alta permeabilidad magnetica y esta dispuesto radialmente entre el miembro de soporte inferior 1O0 y el anillo de soporte del electroiman 110 y axialmente por debajo de la pestana del miembro de soporte inferior 106 para concentrar un flujo magnetico.
Ademas, el conjunto de particion 62 define un paso de fluido principal 120 que se extiende axialmente entre la camara de bombeo 64 y la camara de recepcion 66 y radialmente entre el anillo de flujo 118 y el anillo de soporte del electroiman 110 para que pase el fluido magnetorreologico 70 entre las camaras de recepcion y de bombeo 64, 66 en respuesta a la deformacion del cuerpo flexible 46 y del diafragma 58. Debe apreciarse que puede estar definido mas de un paso de fluido principal 120 por el conjunto de particion 62 y el paso de fluido principal 120 puede extenderse en caminos con varias formas. Para amortiguar de forma variable las vibraciones a frecuencias relativamente bajas, tipicamente a menos de aproximadamente 20 Hz, tales como las causadas por las vibraciones de la carretera, la bobina electromagnetica 122 genera selectivamente un flujo magnetico a traves del anillo de flujo 118 y del paso de fluido principal 120 para aumentar la resistencia a la cizalladura del fluido magnetorreologico 70 en el paso de fluido principal 120, aumentando de esta manera la rigidez de amortiguacion del aparato de soporte 20. En otras palabras, por medio de los componentes amortiguadores magnetorreologicos, el aparato de soporte hidraulico 20 esta adaptado para aislar o amortiguar vibraciones en un intervalo de frecuencias relativamente bajas (es decir, de alrededor de y de menos de 20 Hz). Respecto a los automoviles, esta capacidad puede optimizar las caractensticas de conduccion, confort y manejo.
El aparato de soporte 20 incluye ademas un suministro de energfa 124 para suministrar energfa al aparato de soporte 20 y un controlador 126 para controlar el flujo magnetico generado por la bobina del electroiman 122. Una pluralidad de cables del electroiman 128 se extiende a traves de la porcion de alojamiento superior 32 entre el controlador 126, las bobinas del electroiman 122 y el suministro de energfa 124 para conectar electricamente las bobinas del electroiman 122, el controlador 126 y el suministro de energfa 124.
El anillo de soporte del electroiman 110 define ademas una cavidad en el sensor 116 que esta separada radialmente hacia fuera de la ranura 112 del electroiman. Un sensor 130 esta dispuesto en la cavidad del sensor 116 y se extiende dentro de la camara de bombeo 64 para medir un cambio de presion en la camara de bombeo 64 en respuesta a la deformacion del cuerpo flexible 46 para generar una senal correspondiente a una frecuencia vibratoria del componente. Debe apreciarse que puede usarse mas de un sensor 130 y el o los sensores 130 pueden ser dispuestos en diversos lugares en la fuente de vibraciones, en el aparato de soporte hidraulico 20 o en la base para medir diversas condiciones de vibracion de la fuente de vibracion, tales como desplazamiento, velocidad o aceleracion para producir senales que se corresponden con la frecuencia vibratoria de la fuente de vibracion. Una pluralidad de cables de sensor 132 se extiende desde el controlador 126 hasta el sensor 130 para conectar electricamente el controlador 126 y el sensor 130.
El controlador 126 define un estado operativo activo del electroiman para aplicar una corriente positiva variable a traves de la bobina del electroiman 122 para inducir un flujo magnetico a traves del paso del fluido para aumentar la viscosidad del fluido magnetorreologico 70 para aumentar la resistencia a la cizalladura del fluido magnetorreologico 70 que pasa a traves del paso de fluido principal 120 para aumentar de forma variable la rigidez de amortiguacion del aparato de soporte 20. El controlador 126 define ademas un estado operativo inactivo del electroiman en donde no se aplica corriente a traves del paso 120 de fluido principal. El controlador activa los estados operativos activo e inactivo del electroiman en respuesta a la senal procedente del al menos un sensor 130, en general cuando la frecuencia vibratoria medida tiene las frecuencias relativamente bajas anteriormente mencionadas. Sin embargo, debe apreciarse que los estados operativos activo e inactivo pueden ser activados en cualquier frecuencia vibratoria. Ademas, debe apreciarse que la corriente electrica puede variar desde 0A (en el estado operativo inactivo) hasta un valor maximo gobernado por la capacidad del suministro de energfa 124.
Cuando las excitaciones exteriores producen vibraciones a frecuencias relativamente altas, tfpicamente superiores a aproximadamente 20 Hz, tal como durante la aceleracion de un automovil, el fluido es sustancialmente incapaz de fluir a traves del paso de fluido principal 120. Para amortiguar estas vibraciones de frecuencias relativamente altas, el aparato de soporte hidraulico 20 incluye un miembro movil 134 dispuesto al menos parcialmente en la camara de bombeo 64 y un actuador 136 aplicado operativamente al miembro movil 134 para mover axialmente el miembro movil 134 en la camara de bombeo 64 para aumentar o disminuir el volumen de la camara de bombeo 64 para mantener el volumen de la camara de bombeo 64 con el objeto de impedir un aumento de presion en la camara de bombeo 64 para cancelar la excitacion exterior. Debe apreciarse que el miembro movil 134 y el actuador 136 de la invencion presente no estan limitados a ser usados en aparatos de soporte basados en fluidos magnetorreologicos y pueden usarse en cualquier aparato de soporte hidraulico para amortiguar vibraciones a cualquier frecuencia.
En la realizacion habilitadora, el miembro movil 134 se extiende anularmente alrededor y a lo largo del primer eje A entre un extremo superior del miembro movil 140 y un extremo inferior del miembro movil 142 y define una pared movible 144 entre ellos hecha de un material flexible y define una camara de miembro movil 151 para flexionar radialmente hacia fuera y hacia dentro respecto al primer eje A para amplificar el cambio de volumen en la camara de bombeo 64. En otras palabras, la pared movible 144 aumenta el area superficial del miembro movil 134 en comparacion con los miembros moviles generalmente con forma de piston de la tecnica anterior, desplazando asf
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mas fluido en la camara de bombeo durante el movimiento del miembro movil 134, permitiendo de esta manera que actuadores con recorridos del actuador mas cortos sean usados en el aparato de soporte 20. En la realizacion habilitadora, el actuador 136 esta dispuesto en la camara de miembro movil 151 y el actuador 136 es aplicado al extremo superior del miembro movil 140. El extremo superior del miembro movil 140 es axialmente movible respecto al extremo inferior del miembro movil 142 para producir la flexion de la pared movible 144. Debe apreciarse que en configuraciones alternativas, el extremo inferior del miembro movil 142 puede moverse respecto al extremo superior del miembro movil 140. Debe apreciarse tambien que el miembro movil 134 puede extenderse en otros angulos fuera de, pero cerca del primer eje A.
En la realizacion habilitadora, el miembro movil 134 tiene generalmente una forma de reloj de arena en estado estacionario para flexionar radialmente hacia fuera hacia una forma cilmdrica en respuesta al movimiento axial relativo entre los extremos superior e inferior del miembro movil 140, 142. Sin embargo, debe apreciarse que el miembro movil 134 puede tener otras formas, con tal de que la pared movible 144 pueda moverse radialmente hacia fuera y hacia dentro en respuesta al movimiento del actuador 136. Por ejemplo, la pared movible 144 puede tener una seccion transversal convexa en estado estacionario, y el recorrido del actuador del actuador 136 se invierte en comparacion con la realizacion habilitadora que se expande durante un recorrido del actuador axialmente hacia el extremo superior del miembro movil 140.
En la realizacion habilitadora, la pared movible 144 define una pluralidad de ranuras 146 que se extienden a traves y axialmente a lo largo de la pared movible 144 y estan separadas anularmente alrededor de la pared movible 144 para reducir la resistencia circunferencial de la pared movible 144, reduciendo por tanto la cantidad de fuerza del actuador 136 requerida para mover la pared movible 144 radialmente hacia fuera y hacia dentro, permitiendo ventajosamente de esta manera que se usen actuadores de baja potencia en el aparato de soporte 20. Debe apreciarse que se puede definir cualquier numero de ranuras 146 en la pared movible 144 y que pueden extenderse en diversas orientaciones para ajustar con precision la rigidez de la pared movible 144. Ademas, un cierre de ranura (no mostrado) hecho de un material flexible y que tiene un espesor menor que el espesor de la pared movible 144 esta dispuesto hermeticamente alrededor de cada una de las ranuras 146 para impedir que el fluido fluya a traves de dichas ranuras 146. En otras palabras, el cierre de ranura impide que el fluido pase dentro de la camara del miembro movil 151 mientras que todavfa permite que las ranuras 146 produzcan una resistencia circunferencial reducida de la pared movible 144.
El extremo inferior del miembro movil 142 define un paso en el miembro movil 154 a lo largo del primer eje A. El miembro movil 134 define ademas una pestana en el miembro movil 156 que se extiende radialmente hacia fuera desde la pared movible 144 adyacente al extremo inferior del miembro movil 142. La pestana del miembro movil 156 define un extremo superior de pestana del miembro movil 158 que se aplica de forma hermetica al extremo inferior 102 del miembro de soporte inferior.
Un soporte del actuador 160 que tiene una seccion transversal con forma de T se extiende anularmente alrededor y a lo largo del primer eje A desde un extremo inferior del soporte del actuador 161 dispuesto axialmente por debajo del paso del miembro movil 154 y a traves del paso del miembro movil 154 hasta un extremo superior del soporte del actuador 162 en la camara del miembro movil 151. Debe apreciarse que el soporte del actuador 160 puede extenderse en otros angulos hacia fuera de, aunque cerca del primer eje A. El soporte del actuador 160 define una pestana 164 de soporte del actuador que se extiende radialmente hacia fuera desde el adyacente al extremo inferior del soporte del actuador 161. La pestana de soporte del actuador 164 define un extremo superior de la pestana de soporte del actuador 166 que esta aplicada de forma fija al extremo inferior 142 del miembro movil. Una junta torica del soporte del actuador con forma de anillo 168 esta dispuesta anularmente alrededor del primer eje A entre la pestana de soporte del actuador 164 y el extremo inferior del miembro movil 142 para impedir que el fluido de la camara receptora 66 pase entre la pestana de soporte del actuador 164 y el extremo inferior del miembro movil 142.
El soporte del actuador 160 define ademas un anillo de extension del soporte del actuador 170 que se extiende hacia fuera del extremo inferior del soporte del actuador 161 a lo largo del primer eje A. El soporte del actuador 160 define ademas un paso del soporte del actuador 172 que se extiende a lo largo del primer eje A desde el extremo superior del soporte del actuador 162, a traves del anillo de extension del soporte del actuador 170, hasta el extremo inferior del soporte del actuador 161. Debe apreciarse que el soporte del actuador 160 y el paso del soporte del actuador 172 pueden extenderse en otros angulos hacia fuera, pero cerca del primer eje A. El soporte del actuador 160 define un asiento de paso del soporte del actuador 174 que se extiende radialmente dentro del paso del soporte del actuador 172 adyacente al extremo inferior del soporte del actuador 161. El diafragma 58 define un orificio de diafragma 176 que se extiende a traves del diafragma 58 a lo largo del primer eje A y esta dispuesto de manera hermetica alrededor del anillo de extension del soporte del actuador 170 para impedir que fluya fluido entre el diafragma 58 y el anillo de extension del soporte del actuador 170.
El actuador 136 incluye una caja de actuador 178 que tiene una forma generalmente cilmdrica y se extiende anularmente alrededor y a lo largo del primer eje A desde un extremo inferior de la caja del actuador 179 dispuesto en el paso del soporte del actuador 172 hasta un extremo superior de la caja del actuador 180 en la camara del miembro movil 151. La caja del actuador 178 define una porcion inclinada del actuador 182 que se extiende radialmente hacia el interior adyacente al extremo inferior de la caja del actuador 179 y se aplica al asiento del paso del soporte del actuador 174 para impedir que el actuador 136 se mueva axialmente hacia el extremo inferior de la
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porcion inferior del alojamiento 26. Una junta torica del actuador con forma anular 184 se extiende anularmente alrededor de la caja del actuador 178 axialmente por debajo de la porcion inclinada del actuador 182 y radialmente entre la caja del actuador 178 y el soporte del actuador 160 para sellar el paso del soporte del actuador 172.
El extremo superior del miembro movil 140 define un asiento del miembro movil 186 que se extiende a lo largo del primer eje A en la camara del miembro movil 151 para acoplarse operativamente al actuador 136. El actuador 136 incluye un piston de actuador 188 que esta parcialmente dispuesto en y se extiende de forma deslizable desde la caja del actuador 178 y esta aplicado operativamente al asiento del miembro movil 186 para mover el extremo superior del miembro movil 140 para producir el movimiento de la pared movible 144.
Segun la invencion, el actuador 136 es del tipo piezostack. Los actuadores piezoestack, como se conocen en la tecnica, utilizan pilas de ceramica PZT, a traves de las que se aplica un voltaje. El espesor de la ceramica aumenta en la direccion del campo electrico aplicado. Estos actuadores tienen generalmente una gran capacidad de fuerza y responden predeciblemente a frecuencias por encima de los 1000 Hz. Por tanto, las vibraciones de alta frecuencia pueden ser sustancialmente canceladas con el aparato de soporte 20 mediante el movimiento del miembro movil 134 por medio del actuador 136. Debe apreciarse que en la invencion presente pueden usarse otros actuadores con un recorrido corto debido al aumento del area superficial del miembro movil 134, y ademas se pueden usar otros actuadores menos potentes debido a las ranuras 146 en el miembro movil 134.
Una pluralidad de cables del actuador 190 se extiende desde el interior de la caja del actuador 178, a traves del extremo inferior de la caja del actuador 179 y a traves del paso del soporte del actuador 172 hasta el controlador 126 y el suministro de energfa 124 para conectar electricamente el actuador 136, el controlador 126, y el suministro de energfa 124. El controlador 126 controla ademas el movimiento del piston en el actuador 188. Espedficamente, el controlador 126 define un estado operativo comprimido del actuador para mover el piston en el actuador 188 y el asiento del miembro movil 186 axialmente hacia el extremo inferior del miembro de soporte inferior 102 para aumentar el volumen de la camara de bombeo 64. El controlador 126 define ademas un estado operativo de rebote del actuador para mover el piston en el actuador 188 y el asiento del miembro movil 186 axialmente hacia afuera del extremo inferior del miembro de soporte inferior 102 para disminuir el volumen de la camara de bombeo 64. Debe apreciarse que los estados operativos pueden ser cambiados basandose en la forma del miembro movil 134.
El controlador 126 activa de forma variable los estados comprimido y de rebote del actuador en respuesta a la senal procedente del sensor 130 en el componente del automovil cuando la frecuencia vibratoria medida es o esta por encima de las vibraciones de frecuencia relativamente alta. El controlador 126 activa ademas los estados comprimido y de rebote del actuador de 180 grados fuera de fase con la frecuencia vibratoria del componente e igual en magnitud a la magnitud vibratoria para cancelar la fuerza transmitida desde la excitacion exterior manteniendo las variaciones de presion de fluido en un mmimo.

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    REIVINDICACIONES
    1. Un aparato de soporte (20) para soportar una fuente de vibracion sobre una base, comprendiendo:
    un alojamiento (22) extendiendose alrededor y a lo largo de un primer eje (A) y definiendo una camara de alojamiento (44);
    un cuerpo flexible (46) hecho de un material elastico dispuesto al menos parcialmente en dicha camara de alojamiento (44) para definir una camara de bombeo (64) configurada para ser llenada con un fluido dentro de dicha camara de alojamiento (44), estando dicho cuerpo flexible (46) interconectado con dicho alojamiento (22) para deformarse elasticamente en respuesta al movimiento de la fuente de vibracion relativa al alojamiento (22) causado por una excitacion exterior;
    un miembro movil (134) dispuesto al menos parcialmente en dicha camara de bombeo (64) para moverse dentro de dicha camara de bombeo (64); y
    un actuador (136) aplicado operativamente a dicho miembro movil (134) para mover dicho miembro movil para crear un cambio de volumen en dicha camara de bombeo (64) para mantener el volumen de dicha camara de bombeo (64) para impedir un aumento de presion en dicha camara de bombeo (64) durante dicha deformacion de dicho cuerpo flexible (46) en respuesta a la excitacion exterior para cancelar eficazmente la excitacion exterior,
    en donde dicho miembro movil (134) incluye una pared movible extendiendose axialmente (144) hecha de un material flexible que define una camara de miembro movil (151) para flexionar radialmente hacia fuera y hacia dentro respecto a dicho primer eje (A) para amplificar el cambio de volumen en dicha camara de bombeo (64), caracterizado por que dicho actuador (136) es del tipo de pila piezoelectrica.
  2. 2. El aparato de soporte segun la reivindicacion 1, caracterizado por que dicha pared movible (144) esta configurada para extenderse axialmente entre un extremo superior del miembro movil (140) y un extremo inferior del miembro movil (142), siendo al menos uno de dichos extremos superior e inferior del miembro movil (140, 142) axialmente movible uno respecto a otro para realizar dicha flexion de dicha pared movible (144) radialmente hacia fuera y hacia dentro.
  3. 3. El aparato de soporte segun la reivindicacion 2, caracterizado por que dicho miembro movil (134) tiene una forma generalmente de reloj de arena en estado estacionario para flexionar radialmente hacia fuera hacia una forma cilmdrica en respuesta a dicho movimiento axial relativo entre dicho extremo superior (140) del miembro movil y dicho extremo inferior del miembro movil (142).
  4. 4. El aparato segun la reivindicacion 3, caracterizado por que incluye ademas un diafragma (58) hecho de un material elastico dispuesto en dicha camara de alojamiento (44) y separado axialmente de dicho cuerpo flexible (46), y un conjunto de particion (62) dispuesto en dicha camara de alojamiento (44) entre dicho cuerpo flexible (46) y dicho diafragma (58) para dividir dicha camara de alojamiento (44) en dicha camara de bombeo (64) entre dicho cuerpo flexible (46) y dicho conjunto de particion (62) y una camara de recepcion (66) entre dicho conjunto de particion (62) y dicho diafragma (58) siendo cambiado el volumen de cada una de dichas camaras por deformacion de dicho cuerpo flexible (46) y dicho diafragma (58) en respuesta a la excitacion exterior.
  5. 5. El aparato de soporte segun la reivindicacion 3, caracterizado por que dicho conjunto de particion (62) define un paso en el miembro de soporte inferior (108) que se extiende a traves de el entre dicha camara de bombeo (64) y dicha camara de recepcion (66).
  6. 6. El aparato de soporte segun la reivindicacion 5, caracterizado por que dicho miembro movil (134) esta dispuesto al menos parcialmente en dicho paso del miembro de soporte inferior (108).
  7. 7. El aparato de soporte segun la reivindicacion 6, caracterizado por que dicho extremo superior del miembro movil (140) define un asiento del miembro movil (186) que se extiende dentro de dicha camara del miembro movil (151) para estar aplicado operativamente a dicho actuador (136).
  8. 8. El aparato de soporte segun la reivindicacion 7, caracterizado por que dicho actuador (136) esta dispuesto al menos parcialmente en dicha camara del miembro movil (151) y esta aplicado operativamente a dicho asiento del miembro movil (186).
  9. 9. El aparato de soporte segun la reivindicacion 8, caracterizado por que dicho extremo inferior del miembro movil (142) define un paso en el miembro movil (154) que se extiende a traves de el.
  10. 10. El aparato de soporte segun la reivindicacion 9, caracterizado por que Incluye ademas un soporte del actuador (160) que se extiende anularmente alrededor y a lo largo de dicho primer eje (A) desde un extremo inferior del soporte del actuador (161) separado axialmente por debajo de dicho paso del miembro movil (154) hasta un extremo superior del soporte del actuador (162) en dicha camara del miembro movil (151).
  11. 11. El aparato de soporte segun la reivindicacion 10, caracterizado por que dicho soporte del actuador (160) define
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    una pestana en el soporte del actuador (164) que se extiende radialmente hacia fuera desde el adyacente a dicho extremo inferior del soporte del actuador (161) y dicha pestana del soporte del actuador (164) define un extremo superior en el soporte del actuador (162) que esta aplicado de forma hermetica a dicho extremo inferior del miembro movil para impedir que pase fluido entre dicha pestana de soporte del actuador (164) y dicho extremo inferior del miembro movil (142).
  12. 12. El aparato de soporte segun la reivindicacion 11, caracterizado por que dicho soporte del actuador (160) define un paso en el soporte del actuador (172) que se extiende entre dicho extremo superior del soporte del actuador (162) y dicho extremo inferior del soporte del actuador (161).
  13. 13. El aparato de soporte segun la reivindicacion 12, caracterizado por que dicho soporte del actuador (160) define un asiento de paso en el soporte del actuador (174) que se extiende radialmente dentro de dicho paso del soporte del actuador (172) adyacente a dicho extremo inferior del soporte del actuador (161).
  14. 14. El aparato de soporte segun la reivindicacion 13, caracterizado por que dicho actuador (136) incluye una caja del actuador (178) que tiene una forma generalmente cilmdrica y que se extiende desde un extremo inferior de la caja del actuador (179) dispuesta hermeticamente en dicho paso del soporte del actuador (172) hasta un extremo superior de la caja del actuador (180) en dicha camara del miembro movil (151).
  15. 15. El aparato de soporte segun la reivindicacion 14, caracterizado por que dicha caja del actuador (178) define una porcion inclinada del actuador (182) que se extiende radialmente hacia dentro adyacente a dicho extremo inferior de la caja del actuador (179) y se aplica a dicho asiento de paso del soporte del actuador (174) para impedir que dicho actuador (136) se mueva axialmente hacia dicho extremo inferior de la porcion de la caja inferior (26).
  16. 16. El aparato de soporte segun la reivindicacion 15, caracterizado por que incluye ademas un piston en el actuador (188) dispuesto deslizablemente en y extendiendose desde dicho actuador (136) y acoplado operativamente a dicho asiento del miembro movil (186) para mover axialmente dicho asiento del miembro movil (186).
  17. 17. El aparato de soporte segun la reivindicacion 1, caracterizado por que dicha pared movible (144) define al menos una ranura que se extiende a traves y a lo largo de dicha pared movible (144) para reducir la resistencia circunferencial de dicha pared movible (144) con objeto de reducir la cantidad de fuerza requerida para flexionar dicha pared movible (144) radialmente hacia fuera.
  18. 18. El aparato de soporte segun la reivindicacion 17, caracterizado por que incluye ademas un cierre de ranura hecho de material flexible y que tiene un espesor menor que el espesor de dicha pared movible (144) dispuesto de forma hermetica alrededor de cada una de dichas ranuras para impedir que el fluido fluya a traves de dichas ranuras.
  19. 19. El aparato de soporte segun la reivindicacion 18, caracterizado por que dicha al menos una ranura comprende una pluralidad de ranuras que se extienden axialmente a lo largo de y estan separadas anularmente alrededor de dicha pared movible (144).
  20. 20. El aparato de soporte segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la fuente de vibracion es un componente de un automovil y la base es el bastidor del automovil.
  21. 21. El aparato de soporte segun la reivindicacion 1, caracterizado por que incluye ademas un sensor (130) para medir una condicion de vibracion de la fuente de vibracion y para generar una senal correspondiente a una frecuencia vibratoria, y un controlador (126) para controlar el movimiento de dicho actuador (136) en respuesta a dicha senal procedente de dicho sensor (130).
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