ES2677106T3 - Un amortiguador de suspensión hidráulico con una válvula de disco flotante - Google Patents
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Abstract
Un amortiguador hidráulico (2), en particular un amortiguador de suspensión de vehículo de motor, que comprende un tubo (3) lleno de líquido de trabajo, dentro del cual un montaje de pistón deslizable (4) unido a un vástago del pistón (6) conducido fuera de dicho amortiguador hidráulico (2) a lo largo de un eje y a través de una guía del vástago del pistón (7) y provisto de un montaje de válvula de extensión (43b) y un montaje de válvula de compresión (43a) para controlar el flujo de líquido de trabajo que pasa a través de dicho montaje de pistón (4) durante la carrera de extensión y compresión de dicho amortiguador hidráulico (2), está dispuesto dividiendo dicho tubo (3) en una cámara de compresión (9) y una cámara de extensión (8), en el que dicho vástago del pistón (6) pasa a través de dicho montaje de pistón (4) y un dispositivo de sujeción (5) asegura dicho montaje de pistón (4) en el otro lado, caracterizado porque ambos montajes de válvula de compresión (43a) y de extensión (43b) del montaje de pistón (4) comprenden discos de válvula de retención unidireccional (436a, 436b) dispuestos en serie con válvulas de disco flotante (431a, 431b) a través de los pasajes del flujo de líquido de trabajo respectivamente durante la carrera de compresión y extensión del amortiguador (2) en la que dicho montaje de pistón (4) forma una disposición de flujo transversal simétrica y comprende un cuerpo (41) provisto de por lo menos dos canales (414) separados por puentes (415) y dos piezas de inserción (42a, 42b), cada una provisto de por lo menos una abertura interna (422a, 422b) y por lo menos una abertura externa (421a, 421b), en el que las piezas de inserción (42a, 42b) están posicionadas de manera fija angularmente dentro del cuerpo (41) en relación entre sí y a los canales (414), de manera tal que cada abertura interna (422a) de una pieza de inserción (42a) coopere con un canal (414) y una abertura externa (421b) de una pieza de inserción (42b) en el otro lado del cuerpo (41), en el que dichas piezas de inserción (42a, 42b) forman asientos de válvula para los montajes de válvula de extensión y compresión (43b, 43a) y sólo el borde externo de cada válvula de disco flotante (431a, 431b) puede ser desviada del saliente (423a, 423b) de dicha pieza de inserción (42a,42b) por medio de la sobrepresión existente en dicha cámara de compresión (9) o dicha cámara de extensión (8) y sólo con una abertura de dicha disco de la válvula de retención (436a, 436b),
Description
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Un amortiguador de suspension hidraulico con una valvula de disco flotante
La presente invencion se refiere a un amortiguador hidraulico, en particular un amortiguador de suspension de vehmulo de motor, que comprende por lo menos un tubo lleno de lfquido de trabajo, dentro del cual un montaje de piston deslizable unido a un vastago del piston conducido fuera del amortiguador a traves de una grna del vastago sellado y proporcionada con por lo menos un montaje de valvula para controlar el flujo de lfquido de trabajo que pasa a traves del montaje de piston durante la carrera de extension y compresion del amortiguador, esta dispuesto dividiendo el tubo en una camara de compresion y una camara de extension, en el que el vastago del piston pasa a traves del montaje de piston y un dispositivo de sujecion fija el montaje de piston en el otro lado, y en el que dicho montaje de valvula contiene una valvula de disco flotante.
La memoria descriptiva de la Patente US 3747714 desvela un piston de amortiguador provisto de una serie de pasajes permanentemente abiertos en forma de ranuras longitudinales en la periferia del piston. Estas vfas de paso controladas se rigen por una valvula de disco flotante montada contra un canto circular sobre una superficie del piston y estan adaptadas para flexionarse bajo la influencia de los movimientos de compresion y extension del piston para controlar el flujo de fluido de amortiguacion alrededor de ambos bordes del disco de valvula anular.
Si bien un amortiguador de este tipo presenta una construccion simple, la sintonizacion del mismo, es decir, el ajuste de los parametros de la valvula de disco flotante para proporcionar la fuerza de amortiguacion requerida con respecto a la velocidad del vastago del piston se tiene que llevar a cabo de manera simultanea para la compresion y para la carrera de extension del amortiguador. En otras palabras, estos parametros de la valvula se conjugan de manera tal que los parametros optimos durante la carrera de compresion pueden no ser optimos para la carrera de extension y viceversa.
La memoria descriptiva de la Patente US 6464053 desvela un montaje de piston en el que los pasajes de compresion y extension por lo general son en forma de S con sus entradas dispuestas radialmente hacia fuera de sus salidas, de manera tal que las valvulas de retencion de extension y compresion pueden estar disenadas para extenderse solo radialmente para cubrir las salidas y no afectar a las entradas y por lo tanto las valvulas de retencion de extension y compresion pueden ser las mismas, lo que reduce el numero de piezas diferentes necesarias para el montaje de piston.
La memoria descriptiva de la Patente FR 2883611 desvela un montaje de piston que tiene un cuerpo cilmdrico atravesado por los canales, y cubiertas conectadas identicas aplicadas al cuerpo, cada una define una camara entre la cubierta y el cuerpo y forma un asiento de valvula anular en el otro lado, en el que la valvula aplanada esta soportada. Una solucion similar se desvela en la publicacion WO 2006/100406.
La publicacion de Patente US 2003/094340 A1 desvela un amortiguador hidraulico, en particular un amortiguador de suspension de vehmulo de motor, que comprende un tubo lleno de lfquido de trabajo, dentro del cual un montaje de piston deslizable unido a un vastago del piston conducido fuera del amortiguador a traves de una grna del vastago del piston y provisto de por lo menos un montaje de valvula para controlar el flujo de lfquido de trabajo que pasa a traves del montaje de piston durante la carrera de extension y compresion del amortiguador, esta dispuesto dividiendo el tubo en una camara de compresion y una camara de extension, en el que el vastago del piston pasa a traves del montaje de piston y un dispositivo de sujecion fija el montaje de piston en el otro lado, y en el que dicho montaje de valvula contiene una valvula de disco flotante, con lo cual dicho por lo menos un montaje de valvula comprende, ademas, un disco de la valvula de retencion unidireccional dispuesto en serie con la valvula de disco flotante a traves del paso del flujo de lfquido de trabajo durante la carrera de compresion o extension del amortiguador.
La publicacion de Patente US 5413195 A desvela un amortiguador hidraulico para controlar una fuerza de atenuacion en un intervalo de velocidad muy baja y un intervalo de velocidad intermedia o alta de la velocidad de un piston. Una valvula de hoja para el intervalo de alta velocidad y otra valvula de hoja para el intervalo de velocidad intermedia o alta estan dispuestas para el movimiento de apertura y cierre en un extremo de salida de un puerto formado en un miembro de pared divisoria tal como el piston. La valvula de hoja para el intervalo de velocidad baja se soporta en una cara trasera de una porcion periferica interna del mismo para el movimiento de flotacion hacia arriba y hacia abajo en una cara superior de un tapon de valvula. En el intervalo de velocidad intermedia o alta, la valvula de hoja para el intervalo de velocidad baja se desvfa para mover la parte periferica interna de la misma de manera flotante, lo cual evita que la valvula de hoja se desvfe de manera excesiva y por lo tanto evita una posible rotura de la valvula de hoja.
La publicacion de Patente FR2883611 A1 desvela un aparato para la amortiguacion de oscilaciones de presion entre dos volumenes de fluido hidraulico que comprende un separador con dos extremos axiales interpuestos entre dos volumenes de fluido hidraulico y perforado con dos series de canales axiales. Los extremos axiales del separador definen camaras que estan bordeadas por los asientos de valvula anular en los que las valvulas aplanadas estan soportadas. El separador tiene un cuerpo cilmdrico atravesado por los canales, y las cubiertas conectadas identicas aplicadas al cuerpo, donde las cubiertas definen las camaras.
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El objeto de la presente invencion es proporcionar un amortiguador que ofrezca una construccion sencilla y economica con solo unos pocos elementos diferentes, todav^a tfpicos, si solo es posible, que senan faciles de ajustar de manera independiente para una carrera de extension y compresion del amortiguador y garantizana la repetibilidad de la operacion, de manera independiente de las condiciones del dispositivo de sujecion que asegura el montaje de piston al vastago del piston.
Con el fin de conseguir los objetos mencionados con anterioridad y otros, en un amortiguador del tipo mencionado en el principio, de acuerdo con la presente invencion por lo menos un montaje de valvula comprende, ademas, un disco de la valvula de retencion unidireccional dispuesto en serie con la valvula de disco flotante a traves del paso del flujo de lfquido de trabajo durante la carrera de compresion o extension al amortiguador.
Dicha construccion permite un ajuste independiente de los parametros de la valvula de disco flotante para una carrera dada (de compresion o extension) del amortiguador. Por otra parte, debido al diseno libre de sujecion del mismo, que es independiente de las caractensticas de precarga geometricas del montaje de piston, tales como un par de torsion de la tuerca que fija el montaje de piston al vastago del piston; y dado que los requisitos de tolerancia para los elementos que forman el montaje de valvula son mas bajos, se consiguen propiedades de auto-limpieza del montaje de piston.
Preferentemente, ambos montajes de valvula de compresion y extension del montaje de piston comprenden discos de valvula de retencion unidireccionales dispuestos en serie con las valvulas de disco flotante a traves de los pasajes de flujo de lfquido de trabajo, respectivamente, durante la carrera de compresion y extension del amortiguador.
Gracias a ello, el ajuste independiente de los parametros de la valvula de disco flotante es posible tanto para una carrera de compresion como de extension del amortiguador.
En tal construccion, es ventajoso que el montaje de piston forme una disposicion de flujo transversal simetrica.
La disposicion de flujo cruzado preferida se puede obtener con el montaje de piston que comprende un cuerpo provisto de por lo menos dos canales separados por puentes y dos piezas de insercion, cada una provista de por lo menos una abertura interna y por lo menos una abertura externa, en el que las piezas de insercion estan posicionadas de manera fija angularmente dentro del cuerpo en relacion entre sf y con los canales, de manera tal que cada abertura interna de una pieza de insercion coopera con un canal y una abertura externa de una pieza de insercion en el otro lado del cuerpo.
En tal caso, preferentemente las piezas de insercion forman asientos de valvula para los montajes de valvula de extension y compresion.
Preferentemente, dichos montajes de valvula de compresion y extension del montaje de piston tienen las mismas construcciones.
Gracias a esto, se reduce el numero de piezas distintas del montaje de piston.
Las formas de realizacion ejemplares de la presente invencion se presentan a continuacion en conexion con las figuras adjuntas, en las que:
La Fig. 1 ilustra de manera esquematica una suspension de un vehnculo de motor delantero derecho;
La Fig. 2 es una vista esquematica en seccion transversal de un fragmento de un amortiguador hidraulico de acuerdo con la presente invencion;
La Fig. 3 es una vista en perspectiva en despiece ordenado ampliada de un parque de un montaje de piston del amortiguador se muestra en la Fig. 2;
La Fig. 4 es una vista en perspectiva en despiece ordenado del montaje de piston que se muestra en la Fig. 2;
La Fig. 5 es una vista ampliada de un montaje de valvula del montaje de piston que se muestra en la Fig. 2;
La Fig. 6 es una vista en seccion transversal que ilustra el comportamiento del montaje de piston que se muestra en la Fig. 2 durante una carrera de compresion del amortiguador, y
La Fig. 7 es una vista esquematica en seccion transversal de otra forma de realizacion de un montaje de piston del amortiguador de acuerdo con la presente invencion.
La Fig. 1 ilustra de manera esquematica un fragmento de una suspension de un vetnculo ejemplar 1 unido a un chasis del vehnculo 11 por medio de un montaje superior 12 y un numero de tornillos 13 dispuestos en la periferia de la superficie superior de montaje superior 12. El montaje superior 12 esta conectado a un muelle helicoidal 14 y un vastago 6 de un amortiguador hidraulico de tubo simple o doble 2. El tubo 3 del amortiguador 2 se llena con lfquido de trabajo dentro del cual un montaje de piston unido al vastago 6 llevado fuera del tubo 3 esta dispuesto de forma
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deslizante. En el otro extremo, el tubo 3 del amortiguador 2 esta conectado al nudillo de direccion 15 que soporta la rueda del vefriculo.
Un amortiguador hidraulico 2 que se muestra en parte en la Fig. 2 es un ejemplo de ya sea un amortiguador de tubo simple o doble que se puede emplear en una suspension de vefriculo 1 presentada en la Fig. 1. Comprende un tubo 3 lleno de riquido de trabajo, en el interior del cual un montaje de piston movil 4 esta dispuesto de manera deslizable para hacer un ajuste deslizante con la superficie interna 31 del tubo 3 y dividiendo el tubo 3 en una camara de extension 8 y una camara de compresion 9. En un extremo del vastago del piston 6 pasa a traves de y asegura el montaje de piston 4 por medio de un dispositivo de sujecion 5 en una forma de una tuerca roscada. El otro extremo del vastago del piston 6 esta dirigido axialmente fuera del amortiguador 2 a traves de una grna de vastago sellado 7. El tubo 3 esta cerrado por un montaje de valvula (no mostrado) en el caso de que el amortiguador 2 sea un amortiguador de doble tubo o por medio de un montaje de copa de gas flotante (no mostrado) para la compensacion de presion en el caso de que el amortiguador 2 sea un amortiguador de tubo simple.
El montaje de piston 4 comprende un cuerpo cilmdrico 41 y dos piezas de insercion 42 fabricadas a partir de un proceso de metal en polvo que forma un nucleo del montaje de piston con asientos de valvula anulares para los montajes de valvula de extension y compresion 43 que controlan el flujo de riquido de trabajo que pasa a traves del nucleo del montaje de piston 4 durante la carrera de extension y compresion del amortiguador 2. El cuerpo 41 esta provisto de una junta anular externa 411 de material de teflon o una de propiedades similares, lo que hace un ajuste deslizante sellado con la superficie interna 31 del tubo 3.
Como se muestra en la Fig. 3, el cuerpo 41 esta provisto de ocho canales de sector circular 414 espaciados equiangularmente y separados por puentes 415. Cuando el montaje de piston 4 esta montado, las piezas de insercion 42 estan estrechamente presionadas al cuerpo 41 en una posicion angular predefinida, de manera tal que cada abertura externa 421a de una pieza de insercion 42a coopere exactamente con un canal 414 y una abertura interna 422b de una pieza de insercion 42b en el otro lado del cuerpo 41, asf como tambien cada abertura externa 421b de una pieza de insercion 42b coopera exactamente con un canal 414 y una abertura interna 422a de una pieza de insercion 42a en el otro lado del cuerpo 41 (comparese con la Fig. 2).
De este modo, el cuerpo del piston 41 y las piezas de insercion 42 forman una disposicion de flujo transversal simetrico. Con el fin de formar una disposicion de este tipo, las piezas de insercion 42a, 42b estan posicionadas de manera fija angularmente dentro del cuerpo 41 en relacion entre sf y a los canales 414 del cuerpo 41. La orientacion fija de las piezas de insercion 42 se obtiene por medio de un conjunto de salientes de retencion 413 formadas en la superficie interna del cuerpo cilmdrico que esta insertado en las aberturas externas 421 que se inclinan contra las superficies de extremo 4211 del mismo, para bloquear de este modo una rotacion de las piezas de insercion 42. En la forma de realizacion presentada, las piezas de insercion 42a, 42b se hacen girar en relacion a la otra por un angulo de 40°, de manera tal que las posiciones angulares de las aberturas externas/internas 421, 422 de una de las piezas de insercion 42 equivalgan a las mismas posiciones angulares de las aberturas externas/internas 422, 421 de la pieza de insercion 42 restante.
Como se muestra en la Fig. 4 y la Fig. 5, cada montaje de valvula 43 comprende un disco flotante 431 dispuesto alrededor de un anillo de centrado 433 y provisto de dos orificios 432. El disco flotante 431 esta retenido entre un saliente del disco flotante 423 de la pieza de insercion 42 y un anillo de resistencia 434 fijado entre el anillo de centrado 433 y un anillo de retencion 435 que separa el anillo de resistencia 434 desde el disco de la valvula de retencion 436. Como resultado, el borde externo del disco flotante 431 puede estar dislocado (desviado del saliente 423) solo en la direccion opuesta a la direccion de una posible dislocacion (desviacion desde el anillo de resistencia 434) del borde interno del disco flotante 431. Por lo tanto, el disco flotante 431 forma una valvula bidireccional capaz de desviar y permitir que el riquido de trabajo fluya (tambien a traves de orificios 432), tanto durante una carrera de compresion como durante una carrera de extension del amortiguador 2. Para excluir esta posibilidad de un disco de la valvula de retencion 436, tensionado de manera adicional por un anillo 437 y que actua como una valvula unidireccional de retencion, se proporciona en serie con respecto a la valvula de disco flotante 431.
Como se muestra en la Fig. 5, la superficie de resistencia interna del anillo de resistencia 434 esta posicionado mas cerca del cuerpo cilmdrico 41 que la superficie de resistencia externa del saliente 423. Debido a esto, ambos bordes interno y externo del disco flotante 431 presionan sobre sus superficies de resistencia con fuerzas predeterminadas. Por lo tanto, el ajuste apropiado de la valvula de disco flotante 431 se establece por medio de la eleccion de una distancia D adecuada entre la superficie de resistencia del saliente 423 y la superficie de resistencia del anillo de resistencia 434. Ademas, un espesor G del anillo de centrado 433 es mayor que un espesor G del disco flotante 431 para proporcionar un centrado apropiado del disco flotante 431 tambien cuando el borde externo del disco flotante 431 se desvfa del saliente 423, lo cual tambien provoca una ligera deflexion correspondiente del borde interno del disco flotante 431 en la direccion opuesta.
Como se presenta en la Fig. 6, solo el borde externo del disco flotante 431a del montaje de valvula 43a se puede desviar del saliente del disco flotante 423a por medio de la sobrepresion existente en la camara de compresion y solo con una abertura del disco de la valvula de retencion 436a. En el montaje de valvula 43b por otro lado, un exceso de una sobrepresion existente en la camara de compresion y que actua sobre el disco flotante 431b esta bloqueado por el disco de la valvula de retencion 436b con el borde interno fijo en el vastago del piston y el borde
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externo presionado por una sobrepresion al saliente 424b. Por lo tanto, el borde interno del 431b disco flotante no puede ser desviado desde el anillo de resistencia 434b y, por consiguiente, tanto la valvula flotante como la valvula de retencion del montaje de valvula 43b no se abren por una sobrepresion en la camara de compresion.
El umbral de activacion de sobrepresion del disco de la valvula de retencion 436a esta determinado por la rigidez del disco, su diametro, un diametro del saliente de disco de la valvula de retencion 424a y un diametro del anillo de retencion 437a.
El umbral de activacion de sobrepresion del disco flotante 431a depende de su rigidez y las dimensiones geometricas y de la precarga de un momento de acaparamiento resultante de disponer el disco entre la superficie de resistencia interna del anillo de resistencia 434a orientado hacia el cuerpo cilmdrico 41 y la superficie de resistencia externa del saliente del disco flotante 423a orientado hacia fuera del cuerpo 41 como se discutio con referencia a la Fig. 5.
En las condiciones de presion invertidas durante una carrera de extension del amortiguador, es decir, a una sobrepresion existente en la camara de extension, a la inversa, el montaje de valvula inferior 43b esta en operacion, mientras que el montaje de valvula superior 43a permanece cerrado.
La Fig. 7 presenta otra forma de realizacion de un montaje de piston 4a de acuerdo con la presente invencion que constituye el montaje 4 de la Fig. 2 que tiene montajes de valvula con un cambio mutuo de localizaciones del disco flotante 431 con los anillos de centrado y resistencia 433, 434 y el disco de la valvula de retencion 436 con el anillo de retencion 437. En esta forma de realizacion, el saliente del disco de la valvula de retencion 424 es menor que el saliente del disco flotante 423 que rodea el saliente 424. Como en esta forma de realizacion, el disco de la valvula de retencion 436 y el disco flotante 431 tambien estan dispuestos en serie en relacion uno con el otro. Por lo tanto, una operacion de los montajes de valvula en serie 43 del montaje de piston 4a es sustancialmente la misma que una operacion de los montajes de valvula del montaje de piston de la Fig. 2. en la que en el estado de bloqueo del montaje de valvula 43 del disco de la valvula de retencion 436 bloquea el flujo del fluido de trabajo pero no bloquea un exceso de la sobrepresion en el disco flotante 431, por lo tanto, el borde interno del cual esta desviado desde el anillo de resistencia 434.
Las formas de realizacion anteriores de la presente invencion son meramente ejemplares. Las figuras no estan necesariamente a escala, y algunas caractensticas pueden ser exageradas o minimizadas. Sin embargo, estos y otros factores no se deben considerar como limitantes del espmtu de la invencion, el alcance previsto de proteccion de lo que se indica en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (2)
- 5101520251 Un amortiguador hidraulico (2), en particular un amortiguador de suspension de vehnculo de motor, que comprende un tubo (3) lleno de lfquido de trabajo, dentro del cual un montaje de piston deslizable (4) unido a un vastago del piston (6) conducido fuera de dicho amortiguador hidraulico (2) a lo largo de un eje y a traves de una gma del vastago del piston (7) y provisto de un montaje de valvula de extension (43b) y un montaje de valvula de compresion (43a) para controlar el flujo de lfquido de trabajo que pasa a traves de dicho montaje de piston (4) durante la carrera de extension y compresion de dicho amortiguador hidraulico (2), esta dispuesto dividiendo dicho tubo (3) en una camara de compresion (9) y una camara de extension (8), en el que dicho vastago del piston (6) pasa a traves de dicho montaje de piston (4) y un dispositivo de sujecion (5) asegura dicho montaje de piston (4) en el otro lado,caracterizado porqueambos montajes de valvula de compresion (43a) y de extension (43b) del montaje de piston (4) comprenden discos de valvula de retencion unidireccional (436a, 436b) dispuestos en serie con valvulas de disco flotante (431a, 431b) a traves de los pasajes del flujo de lfquido de trabajo respectivamente durante la carrera de compresion y extension del amortiguador (2) en la quedicho montaje de piston (4) forma una disposicion de flujo transversal simetrica y comprende un cuerpo (41) provisto de por lo menos dos canales (414) separados por puentes (415) y dos piezas de insercion (42a, 42b), cada una provisto de por lo menos una abertura interna (422a, 422b) y por lo menos una abertura externa (421a, 421b), en el que las piezas de insercion (42a, 42b) estan posicionadas de manera fija angularmente dentro del cuerpo (41) en relacion entre sf y a los canales (414), de manera tal que cada abertura interna (422a) de una pieza de insercion (42a) coopere con un canal (414) y una abertura externa (421b) de una pieza de insercion (42b) en el otro lado del cuerpo (41), en el que dichas piezas de insercion (42a, 42b) forman asientos de valvula para los montajes de valvula de extension y compresion (43b, 43a) y solo el borde externo de cada valvula de disco flotante (431a, 431b) puede ser desviada del saliente (423a, 423b) de dicha pieza de insercion (42a,42b) por medio de la sobrepresion existente en dicha camara de compresion (9) o dicha camara de extension (8) y solo con una abertura de dicha disco de la valvula de retencion (436a, 436b),
- 2. El amortiguador hidraulico de acuerdo con la reivindicacion 1 caracterizado porque dichos montajes de valvula de compresion (43a) y extension (43b) del montaje de piston (4) tienen las mismas construcciones.Fig. 2
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