ES2857623T3 - Suspensión para un vehículo de ruedas - Google Patents

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Abstract

Una suspensión (1) para un vehículo de ruedas dotado de al menos una rueda (50) y un bastidor (51), que comprende al menos un elemento elástico (5) combinable funcionalmente entre dicha al menos una rueda (50) y dicho bastidor (51), que comprende al menos un muelle hidroneumático (7) combinado funcionalmente en serie con dicho al menos un elemento elástico (5), de forma que el módulo de resorte equivalente (Keq) de dicho al menos un elemento elástico (5) y dicho al menos un muelle hidroneumático (7) sea variable como una función de la distancia entre dicho bastidor y dicha rueda, estando conformado y dimensionado dicho al menos un muelle hidroneumático para comportarse también como un disipador de energía en serie con dicho al menos un elemento elástico, caracterizada porque carece de al menos un amortiguador fluídico dispuesto en paralelo entre dicho bastidor (51) y dicha al menos una rueda (50), y porque dicho al menos un muelle hidroneumático disipa energía cinética entre 20 y 40% de la energía cinética total acumulada en cada ciclo por dicho muelle hidroneumático.

Description

DESCRIPCIÓN
Suspensión para un vehículo de ruedas
Campo de la invención
La presente invención versa sobre una suspensión para vehículos de ruedas. Específicamente, la presente invención es usada en el campo de la automoción y de las motocicletas.
Técnica antecedente conocida
Es sabido que las suspensiones de vehículos tienen que lograr varias funciones, tales como aislar el vehículo de las cargas transmitidas desde el suelo, distribuir uniformemente las cargas sobre las ruedas, y mantener el vehículo a la debida distancia del suelo. Para lograr estas tareas, la suspensión comprende generalmente un elemento elástico, habitualmente un muelle helicoidal, que reacciona con una fuerza proporcional a su deformación, un amortiguador, en general, del tipo fluídico, dispuesto en paralelo a dicho muelle que reacciona con una fuerza generalmente proporcional a la velocidad de movimiento de la suspensión, y dispositivos de transmisión del movimiento.
Además, es sabido que el módulo elástico de un muelle helicoidal determina de forma unívoca (para una masa suspendida dada y una carrera dada o longitud disponible máxima) las siguientes características de transmisión del movimiento:
- la deformación estática que determina la carrera residual de la suspensión (peso/módulo elástico);
- la frecuencia de resonancia de la suspensión (módulo elástico/masa);
- la capacidad de carga (elemento elástico * carrera residual)
En general, es deseable tener una capacidad elevada de carga (módulo elástico elevado, carrera residual elevada) y un elevado nivel de confort (frecuencia de resonancia baja, que es un módulo elástico bajo). Esto introduce necesidades contrapuestas en el diseño de suspensión, requiriendo, así, algunas soluciones de compromiso.
Estas soluciones de compromiso pueden paliarse adoptando estrategias tales como: muelles progresivos, geometría especial de la suspensión con brazos variables de palanca, muelle precargado. Estas soluciones, sin embargo, solamente pueden compensar parcialmente la solución de compromiso mencionada anteriormente.
Con respecto a la amortiguación, el amortiguador fluídico - como ya es sabido - que está constituido por un cilindro y un pistón deslizable en el interior del cilindro, lleno de aceite, tiene una tendencia natural a aumentar la capacidad de carga de forma proporcional a la velocidad del movimiento de la suspensión que, combinado con una configuración paralela, limita las características de aislamiento de la suspensión a frecuencias elevadas. Algunas suspensiones de la técnica anterior conocida son descritas en los siguientes documentos: JPS59165287U, EP2301773, JPS59165287, JP2007030660 y DE102004032083.
Dichas suspensiones suelen comprenden un muelle helicoidal y un amortiguador paralelo al muelle helicoidal, que también determina la carrera máxima entre el bastidor y la rueda del vehículo. En algunos de dichos documentos de la técnica anterior conocida también hay un muelle de gas, o incluso un muelle hidroneumático, que es un dispositivo que comprende una primera sección que contiene un gas, y una segunda sección que contiene aceite y separada de la primera sección mediante un pistón de transferencia entre dicha primera sección y dicha segunda sección durante el movimiento del bastidor con respecto a la rueda del vehículo. Dicho muelle hidroneumático, en los documentos mencionados de la técnica anterior conocida - y dependiendo del tipo de suspensión - tiene bien la única tarea de cambiar la altura libre por debajo del vehículo, o bien tiene la tarea de variar el módulo elástico total de la suspensión, con el problema, sin embargo, de nunca hacer el amortiguador fluídicamente independiente en paralelo con el muelle helicoidal desde el propio muelle hidroneumático.
También se conoce que el uso de elementos elásticos tales como muelles neumáticos ofrecen ventajas en comparación con el muelle helicoidal, entre las cuales se encuentran:
- capacidad elevada de carga;
- módulo elástico regulable y progresivo;
- altura regulable de circulación;
- capacidad intrínseca de amortiguación del aire.
Las dificultades de implementar muelles elásticos de gas estriban principalmente en el hecho de que las suspensiones de aire normalmente requieren una cantidad considerable de espacio, el uso de un compresor para la regulación de altura, así como precauciones particulares para gestionar el riesgo de pérdida de aire. Esto es una consecuencia del hecho de que un muelle neumático tiene una fuerza natural de precarga que no puede ser eliminada y es debida a la presión de gas que opera en una superficie de referencia, y un módulo elástico que aumenta (disminuye) de forma monótona con el aumento (disminución) de la carrera. Se debería hacer notar que, con fuerza de precarga, de aquí en adelante, se hará referencia a la fuerza requerida para vencer a la resistencia opuesta mediante el muelle (gas, aceite, o de cualquier otro tipo) para comprimir partiendo de una configuración que no está sometida a fuerzas externas.
El objeto de la presente invención es fabricar una suspensión que permita resolver problemas relacionados con la necesidad de encontrar una solución de compromiso entre la necesidad de una mayor capacidad de carga (módulo elástico bajo, carrera residual elevada) y un elevado nivel de confort.
Además, un objeto de la presente invención también es fabricar una suspensión diseñada para ser montada con mayor flexibilidad en comparación con las de la técnica anterior conocida, y que también puedan integrarse fácilmente en la geometría de suspensiones existentes.
Por lo tanto, un objeto adicional de la presente invención es fabricar una suspensión que es estructuralmente más sencilla que las de la técnica anterior conocida.
Finalmente, el objeto de la presente invención es fabricar una suspensión que comprende un muelle hidroneumático que garantiza un elevado nivel de seguridad también en el caso de defectos de dicha suspensión o pérdida de gas del muelle hidroneumático.
Se logran estos y otros fines mediante esta suspensión para vehículos de ruedas dotados de al menos una rueda y un bastidor, caracterizada por comprender al menos un muelle hidroneumático combinado funcionalmente en serie con dicho al menos un elemento elástico, de forma que el módulo de resorte equivalente de dicho al menos un elemento elástico y dicho al menos un muelle hidroneumático sea variable como una función de la distancia entre dicho bastidor y dicha rueda, estando conformado y dimensionado dicho al menos un muelle hidroneumático para comportarse también como un disipador de energía en serie con dicho al menos un elemento elástico.
Por lo tanto, según la invención, la suspensión carece del amortiguador fluídico tradicional colocado en paralelo con el muelle helicoidal, y es sustituido por el muelle hidroneumático que está conformado y dimensionado para comportarse como un disipador de energía, es decir, como amortiguador, pero en serie (ya no en paralelo) con dicho al menos un elemento elástico. La forma especial de la presente invención permite una amortiguación originada por tres fenómenos físicos diferentes controlables de forma independiente:
- la amortiguación directamente proporcional a la velocidad de movimiento de la suspensión debido al flujo de aceite provocado por el movimiento del elemento hidroneumático;
- la amortiguación inversamente proporcional a la velocidad del movimiento de la suspensión como una función del calor intercambiado por el gas contenido en el elemento hidroneumático;
- la amortiguación como una función de la inversión de la dirección de la velocidad de la suspensión provocada por el rozamiento mecánico debido a las juntas de estanqueidad del muelle hidroneumático.
Combinar estos efectos se permite disipar una fracción destacable de la energía cinética acumulada por la parte elástica, y eliminar la necesidad de un amortiguador en paralelo con dicho elemento elástico, o muelle helicoidal. Se debería hacer notar que por fracción destacable se quiere decir una fracción de energía cinética entre 20% y 40% del total acumulado en cada ciclo mediante el muelle hidroneumático.
Esto permite, de forma rentable, disminuir la complejidad estructural y de planificación de la suspensión, mejorando, al mismo tiempo, la capacidad de aislamiento de la suspensión a frecuencias elevadas.
Además, según la invención dicho al menos un muelle hidroneumático está conformado para tener una fuerza de precarga superior a la de dicho al menos un elemento elástico.
En esta configuración, el muelle helicoidal realiza una doble función: por una parte, absorbe el peso estático del vehículo, determinando, así, el punto de equilibrio de la suspensión dado que la fuerza de precarga del dispositivo hidroneumático es tal que soporte un mayor peso que la fuerza de precarga del muelle helicoidal (posiblemente incluso nula), por otra parte, sirve como dispositivo limitante para el módulo elástico del muelle hidroneumático de coeficiente progresivo. Además, en el caso de avería o pérdida de gas del elemento hidroneumático, el muelle helicoidal opera como un dispositivo de seguridad y soporta el peso del vehículo.
En esencia, el hecho de que la fuerza de precarga de dicho al menos un muelle hidroneumático sea superior a la fuerza de precarga de dicho al menos un elemento elástico permite que se desacople la deformación estática de la suspensión (que solo depende del módulo estático del muelle helicoidal, junto con el peso de la masa suspendida), tras la regulación del módulo elástico, partiendo de la carga estática (que depende de la combinación de aparato hidroneumático muelle helicoidal). Como consecuencia de esto, es posible habilitar el descenso estático del vehículo partiendo de la frecuencia de resonancia —ambos regulables independientemente— y al mismo tiempo obtiene un módulo elástico que es progresivo, pero aún limitado, con volúmenes reducidos resultantes de la cámara de gas ubicada en el interior del dispositivo hidroneumático. Además, esta solución ofrece la posibilidad de obtener un módulo regresivo partiendo de la carga que se corresponde con la precarga de gas.
Además de las ventajas mencionadas anteriormente, el montaje especial de dicha suspensión también permite la regulación de la altura del vehículo cambiando la cantidad de aceite insertado en el circuito hidroneumático.
En esencia, según la invención, la suspensión, que carece del amortiguador fluídico tradicional colocado en paralelo con el muelle helicoidal, que comprende un elemento elástico tal como un muelle helicoidal, preferiblemente con un módulo elástico elevado, pero aún constante o establecido de antemano, colocado funcionalmente en serie con un muelle hidroneumático, preferiblemente con un recorrido menor con respecto al muelle helicoidal y aún dotado de un modulo elástico regulable según la carga, así como dependiente del volumen y de la presión inicial del gas contenido en el muelle hidroneumático. Tal presión es regulada, de forma que desarrolle un mayor nivel de precarga que el del muelle helicoidal. Por debajo de este nivel de precarga, el módulo elástico equivalente Keq se corresponde con el módulo elástico del muelle helicoidal k1. Por encima de este valor de precarga, el elemento hidroneumático permite una variación del módulo elástico equivalente Keq para sumar -según la ley de resortes en serie - la aportación del muelle helicoidal al del elemento elástico hidroneumático, cuyo módulo elástico k2 varía según la posición de la carga a la que está expuesta. Finalmente, para valores de carga superiores a la precarga del aparato hidroneumático, el módulo elástico global - o equivalente - Keq de la suspensión es el resultado de la aportación del muelle helicoidal y del muelle hidroneumático; en términos matemáticos, es Keq=(k1*k2)/(k1+k2). El módulo elástico k2, representado por una curva que varía según la carga, depende del volumen (Vo) y de la presión (Po) iniciales, así como de una superficie de referencia en el interior del aparato hidroneumático. Este representa un parámetro importante de diseño dado que determina las presiones y dimensiones operativas del sistema.
Esta suspensión tiene la versatilidad de una suspensión dotada solamente de un muelle neumático, o hidroneumático, dado que actuando sobre los parámetros termodinámicos (presión, temperaturas y volumen) de dicho muelle hidroneumático, es posible obtener una combinación no limitada de curvas características de cargatransferencia sin sustituir ninguna parte. Además, aparte de las ventajas mencionadas anteriormente, la suspensión tiene un montaje sencillo y un nivel elevado de seguridad dado que, en el caso de pérdida de aire del muelle de gas, el vehículo debería estar soportado por los muelles helicoidales; por lo tanto, la suspensión tendría un rendimiento como el de una tradicional.
También según la invención, dicho al menos un muelle hidroneumático comprende al menos una primera cámara que contiene un gas, estando dotada dicha al menos una primera cámara de al menos una pared divisoria que es deslizable, o deformable, en el interior de dicha al menos una primera cámara como una función de la posición de dicho bastidor con respecto a dicha al menos una rueda, para ajustar el volumen, o la presión del gas en el interior de dicha al menos una primera cámara. Además, dicho muelle hidroneumático, que está funcionalmente en serie con el muelle helicoidal, comprende al menos unas cámaras segunda y tercera que se comunican entre sí fluídicamente y que contienen un fluido incompresible; dicha al menos una tercera cámara está dotada de al menos una primera porción que está combinada directa o indirectamente con dicho al menos un elemento elástico, y al menos una segunda porción fijada de forma estanca amovible con respecto a dicha al menos una primera porción, para transferir dicho fluido incompresible entre dicha al menos una segunda cámara y dicha al menos una tercera cámara y viceversa, según la variación de la posición entre dicho bastidor y dicha al menos una rueda. Además, dicha al menos una pared también es deslizable o deformable como una función del volumen del fluido incompresible transferido desde dicha al menos una segunda cámara hasta dicha al menos una tercera cámara, y viceversa.
Según la invención, al menos dichas cámaras primera y segunda están formadas en el interior de un depósito y dicha al menos una pared es deslizable, o deformable, en el interior de dicho depósito para definir dicha al menos una primera cámara y dicha al menos una segunda cámara.
Esencialmente, esta solución permite evitar la fabricación de un muelle hidroneumático cuyo cierre estanco contra pérdidas de gas está garantizado por dos porciones que se mueven una hacia la otra para comprimir un gas.
Más en detalle, dicha al menos una primera porción y dicha al menos una segunda porción de dicha al menos una tercera cámara están dispuestas coaxialmente con dicho al menos un elemento elástico. La tercera cámara tiene forma sustancialmente anular y dicha al menos una primera porción comprende al menos un primer manguito hueco y dicha al menos una segunda porción comprende al menos un segundo manguito hueco conformado para deslizarse de forma estanca con dicho al menos un primer manguito hueco. Además, dicha al menos una primera porción tiene una región fijada a la rueda del vehículo.
Según la invención, por lo tanto, dicho al menos un elemento elástico tiene un extremo que hace contacto contra dicha al menos una primera porción de dicha al menos una tercera cámara. Preferiblemente, la carrera del muelle hidroneumático es menor que la del elemento helicoidal elástico.
Según una realización de la invención, dicho muelle hidroneumático comprende al menos un conducto para conectar de forma fluídica dicha al menos una segunda cámara con dicha al menos una tercera cámara para transferir dicho fluido incompresible entre dicha al menos una segunda cámara y dicha al menos una tercera cámara, y viceversa. Además, el muelle hidroneumático también comprende primeros medios para regular la entrada/salida de gas hasta/desde dicha al menos una primera cámara. Dichos primeros medios comprenden al menos una válvula, conectada de forma fluídica con dicha al menos una primera cámara, y un sistema para la admisión/expulsión de aire hasta/desde dicha al menos una primera cámara. Esto permite la regulación de las características del muelle hidroneumático bien tras la solicitud del usuario o bien de forma dinámica. Por lo tanto, dado un intervalo de movimiento para el amortiguador, la curva característica del muelle hidroneumático puede regularse fácilmente cambiando la presión de carga de dicha primera cámara. Particularmente, si disminuye la presión de carga de dicha al menos una primera cámara, se logrará la posición de equilibrio con un volumen menor de dicha al menos una primera cámara que en el caso de una presión inicial mayor, lo que tiene como resultado un endurecimiento de la suspensión.
Además, dicho muelle hidroneumático también comprende segundos medios para regular la entrada/salida de dicho fluido incompresible hasta/desde al menos dichas cámaras segunda y tercera. Dichos segundos medios de regulación comprenden al menos una válvula conectada de forma fluídica con dicho conducto de conexión, o dicha al menos una segunda cámara o dicha al menos una tercera cámara, y un segundo sistema para la admisión/expulsión de dicho fluido incompresible desde/hasta dicho al menos un conducto de conexión.
Por medio de una válvula de entrada de aceite, puede introducirse cualquier porción del volumen que accediese a dicha una primera cámara, la que contiene gas, para que sea posible controlar de forma independiente la carrera disponible del muelle hidroneumático y, así, la altura libre por debajo del vehículo.
Además, según la invención, con la suspensión se puede obtener una cantidad ilimitada de curvas características de fuerza-desplazamiento de la suspensión regulando la presión inicial y el volumen del aceite introducido en el circuito, no solamente durante la puesta a punto sino también de forma dinámica sin sustituir ningún componente mecánico. De esta forma, es posible obtener un muy amplio intervalo de curvas características que permiten adaptar un vehículo a cualquier condición operativa, bien orientada totalmente hacia confort o bien de orientación deportiva; en carretera o fuera de ella. La suspensión —materia de la presente invención— permite, por lo tanto, regular fácilmente y de forma fiable el módulo elástico equivalente en función de la posición entre el bastidor y la rueda. Además, la suspensión permite regular de forma independiente su curva característica fuerza-desplazamiento y la altura libre por debajo del vehículo sin sustituir ninguna parte mecánica, fácilmente y de forma fiable.
La suspensión, que puede definirse como híbrida entre una suspensión dotada solamente de un muelle helicoidal y una suspensión dotada solamente de un muelle de gas o hidroneumático, permite lograr un muy amplio intervalo de curvas características, reproduciendo la progresividad y versatilidad de una suspensión hidroneumática con la fiabilidad de una suspensión de muelle helicoidal. Además, este sistema híbrido puede permitir un control activo de la suspensión por medio de uno o más sensores, capaces de controlar inmediatamente la característica de suspensión para obtener de forma dinámica el cambio del volumen y/o la presión de aire presentes en el interior de dicha primera cámara, o el volumen de aceite - u otro líquido similar - presente en el interior de al menos dichas cámaras segunda y tercera.
También según la invención, dicho muelle hidroneumático también comprende medios para variar los efectos de la disipación energética de dicho al menos un muelle hidroneumático. Particularmente, dichos medios de variación de los efectos de disipación mediante dicho al menos un muelle hidroneumático comprenden al menos un elemento controlado de calentamiento colocado en el interior de dicha al menos una primera cámara. De esta forma, controlando la temperatura en el interior de dicha primera cámara es posible regular no solamente la presión en el interior de la cámara, sino también compensar instantáneamente los efectos del intercambio térmico del gas con el exterior, regulando, así, la capacidad de amortiguación del muelle hidroneumático. Además, dichos medios de variación de los efectos de disipación comprenden uno o más conductos adicionales con geometría diferente combinados de forma fluídica con dicho al menos un conducto, o con dicha al menos una segunda cámara y dicha al menos una tercera cámara, y viceversa, y una o más válvulas de conmutación para operar de forma controlada el acceso de dicho fluido incompresible hasta dicho conducto y/o hasta uno o más conductos adicionales, para modificar las caídas de presión del fluido incompresible durante la transferencia de dicho fluido incompresible entre dicha al menos una segunda cámara y dicha al menos una tercera cámara, y viceversa.
Finalmente, dicha suspensión comprende una unidad lógica para controlar de forma retroactiva dichos medios de variación de los efectos de disipación de dicho al menos un muelle hidroneumático.
Breve descripción de los dibujos
Con fines ilustrativos y sin limitación, se proporcionarán realizaciones preferidas más particulares de la presente invención con referencia a las figuras adjuntas, en las que:
la figura 1 es una vista esquemática en sección longitudinal de una suspensión según la invención, en una primera posición del bastidor con respecto a la rueda;
la figura 2 es una vista esquemática en sección longitudinal de una suspensión según la invención, en una segunda posición del bastidor con respecto a la rueda;
la figura 3 es una vista en sección longitudinal de dicho depósito; la figura 4 es una vista esquemática de dicha al menos una tercera cámara.
Descripción detallada de algunas realizaciones de la presente invención
Con referencia en particular a tales figuras, con el número 1 se muestra una suspensión según la invención.
Con referencia a la figura 1, la suspensión 1 para un vehículo de ruedas dotado de al menos una rueda 50 y un bastidor 51 (no mostrado aquí), tal como por ejemplo una motocicleta, comprende un elemento elástico 5, tal como un muelle helicoidal, con el módulo elástico k1, acoplable entre dicha rueda 50 y dicho bastidor 51 para la transmisión de cargas entre dicha rueda 50 y dicho bastidor 51 según la variación de la distancia entre el bastidor 51 y la rueda 50. Se debería hacer notar que tal suspensión es adecuada para vehículo de dos ruedas, así como para vehículos de tres o cuatro ruedas. También es importante destacar que dicha suspensión 1 carece de amortiguador alguno colocado en paralelo con el elemento elástico 5, o muelle helicoidal, tal como los descritos en los documentos de la técnica antecedente conocida.
Además, la suspensión 1 comprende un muelle hidroneumático 7, con el módulo elástico k2, combinado funcionalmente en serie con el elemento elástico 5 y operativo durante al menos parte del movimiento entre el bastidor 51 y la rueda 50. Además, de forma ventajosa, dicho muelle hidroneumático 7 está conformado y dimensionado de forma productiva para realizar también la función de disipador de energía en serie con dicho al menos un elemento elástico. Esencialmente, el muelle hidroneumático 7 está conformado y dimensionado para operar también como un amortiguador fluídico dispuesto funcionalmente en serie con el elemento elástico 5 y el muelle hidroneumático 7. Se debería hacer notar que la función de disipador de energía en serie con el muelle helicoidal obtenido mediante el muelle hidroneumático 7, a diferencia de lo que haría un amortiguador cuando actúa en paralelo en todo el recorrido de la suspensión 1, no determina —por tanto, evita— el empeoramiento de la capacidad de aislamiento de la suspensión a frecuencias elevadas. Se hace notar que, en la realización descrita por este medio, el muelle hidroneumático 7 está dimensionado y conformado para disipar energía cinética entre 20 y 40% del total acumulado en cada ciclo del muelle hidroneumático 7.
Por lo tanto, esto permite reducir de forma rentable la complejidad estructural y de planificación de la suspensión, mejorando, al mismo tiempo, la capacidad de aislamiento de la suspensión a frecuencias elevadas, problema permanente cuando se usa el amortiguador en paralelo con el muelle helicoidal.
El muelle hidroneumático 7 permite, así, variar el módulo elástico equivalente o global, Keq de la suspensión 1, para sumar la aportación dada por la inversa del módulo elástico del muelle helicoidal 5, es decir 1/k1, a la aportación dada por la inversa del módulo elástico k2, dado por el muelle de gas, cuyo valor varía según la posición del bastidor con respecto a la posición de la rueda. Finalmente, el módulo elástico global Keq de la suspensión es dado por la aportación del muelle helicoidal 5 y del muelle hidroneumático 7, deducible matemáticamente de la suma de la inversa del módulo elástico constante k1 del muelle helicoidal y de la inversa del módulo elástico variable k2 del muelle hidroneumático; es decir Keq=(k1*k2)/(k1+k2). El módulo elástico k2, representado por una curva que cambia en función del desplazamiento del pistón con respecto al cilindro del amortiguador, también depende del volumen inicial (Vo) y de la presión inicial (Po), así como de una superficie de referencia en el interior del propio muelle hidroneumático. Según la invención la fuerza de precarga del muelle 7 de gas es superior a la del elemento elástico 5.
En detalle, aún según la realización descrita por este medio, dicho muelle hidroneumático 7 comprende una primera cámara 8 que contiene un gas, particularmente aire, y está dotada de una pared divisoria 20 que es deslizante en el interior de dicha primera cámara 8 en función de la posición del bastidor 51 con respecto a la rueda 50 para cambiar el volumen y/o la presión del gas en el interior de la primera cámara 8. Preferiblemente, el elemento elástico 5 tiene un módulo elástico elevado, en cualquier caso, constante, mientras que el muelle neumático 7 opera mediante una carrera inferior a la carrera operativa del elemento elástico 5 y tiene un módulo elástico K2 menor que el del muelle helicoidal 5.
La realización descrita en las figuras adjuntas exige una pared divisoria 20 deslizante en el interior de la primera cámara 8, sin embargo, una realización en la que dicha pared divisoria 20 es deformable y comprende, por ejemplo, un diafragma, aún se encuentra dentro del alcance de protección de la presente invención.
Además, el amortiguador en serie 2 comprende unas cámaras segunda 9 y tercera 10 que se comunican entre sí de forma fluídica mediante un conducto 13 y que contienen un fluido incompresible, por ejemplo aceite, de forma que el aceite pueda ser transferido desde dicha segunda cámara 9 hasta la tercera cámara 10, y viceversa, cuando cambia la posición del bastidor 51 con respecto a la rueda 50.
Más específicamente, la tercera cámara 10 está dotada de una primera porción 11 directa o indirectamente acoplada con el muelle elástico 5, y una segunda parte 12 fijada de forma estanca amovible con respecto a dicha primera porción 11 para transferir el aceite entre la segunda cámara 9 y la tercera cámara 10 y viceversa, siempre que cambie la posición del bastidor 51 con respecto a la rueda 50. Se debería hacer notar que la segunda posición 12 está acoplada indirectamente, a su vez, con la propia rueda 50 del vehículo.
La pared divisoria 20 también es deslizante, en función del volumen del fluido incompresible transferido desde dicha segunda cámara 9 hasta dicha tercera cámara 10, y viceversa. Según se muestra en las figuras 1 a 3, dichas cámaras primera 8 y segunda 9 están formadas en el interior de un depósito 100 y la pared 20 se desliza en el interior del depósito 100 para definir la primera cámara 8 y la segunda cámara 9. Además, la primera porción 11 y la segunda porción 12 de la tercera cámara 10 están dispuestas coaxialmente entre sí. En la realización mostrada en la presente memoria, la tercera cámara 10 tiene una forma sustancialmente anular en la que la primera porción 11 comprende un primer manguito hueco 11a, acoplado con el elemento elástico 5, y la segunda porción 12 comprende un segundo manguito hueco 12a conformado para deslizarse de forma estanca en el exterior de dicho primer manguito hueco 11. Debajo, el segundo manguito 12a comprende una región 80 que está acoplada indirectamente con la rueda 50.
El elemento elástico 5 tiene un extremo 5a que hace contacto contra dicha primera porción 11 de dicha tercera cámara 10.
Según se muestra en la figura 3, dicho muelle hidroneumático 7 comprende, además, primeros medios para regular la entrada/salida de aire hasta/desde dicha primera cámara 8. En particular, dichos primeros medios de regulación comprenden una válvula 30 conectada de forma fluídica con dicha primera cámara 8 y un sistema (no mostrado en la presente memoria) para la admisión/expulsión de gas, por ejemplo preferiblemente aire, desde/hasta al menos una primera cámara. Este sistema para la admisión/expulsión de gas desde/hasta dicha cámara, no mostrado en la presente memoria, pero, sin embargo, conocido por el experto en la técnica, comprende en una realización muy simplificada, un circuito que aloja un compresor operado por elementos de regulación del compresor. Por lo tanto, el circuito permite introducir o extraer aire a/desde dicha primera cámara 8, expulsando aire al exterior, dependiendo de las demandas del diseñador y/o del usuario.
De hecho, el control puede llevarse a cabo bien cada vez que cambie la configuración del vehículo, o bien de forma dinámica según la presencia de cualquier sensor que cambie automáticamente la rigidez del muelle hidroneumático 7 en función de las mediciones de presión o volumen de la cámara.
Además, dicho muelle hidroneumático 7 comprende segundos medios para regular la entrada/salida de dicho fluido incompresible hasta/desde dichas cámaras segunda 9 y tercera 10. Incluso en este caso, dichos segundos medios de regulación comprenden al menos una válvula 40 conectada de forma fluídica con dicho conducto 13 de conexión y un segundo sistema para la admisión/expulsión de dicho fluido incompresible desde/hasta dicho al menos un conducto de conexión. Este sistema para la admisión/expulsión del fluido incompresible desde/hasta dicho al menos un conducto 13 de conexión, no mostrado aquí, es muy conocido por el experto en la técnica y comprende, en su forma simplificada, un circuito cerrado que comprende al menos una bomba y al menos un par de electroválvulas que abren o cierran el circuito dependiendo de las demandas del diseñador bien durante la disposición inicial de configuración del vehículo o bien de forma dinámica si cambia la configuración tras la solicitud del usuario. Por lo tanto, este sistema permite cambiar la rigidez total del muelle hidroneumático 7 así como la altura libre por debajo del vehículo.
Además, según la invención, dicho muelle hidroneumático 7 también comprende medios 70 para variar el efecto de disipación de energía del propio muelle hidroneumático 7. En particular, dichos medios de variación de los efectos 70 de disipación comprenden un elemento 71 de calentamiento controlado, por ejemplo una resistencia eléctrica, colocado dentro de dicha primera cámara 8. De esta forma, aplicando una regulación controlada de la temperatura en el interior de la primera cámara 8, por ejemplo cambiando la corriente que fluye a lo largo de la resistencia 71, es posible cambiar no solo la presión en el interior de la primera cámara 8, sino también el módulo de intercambio térmico con el exterior, por lo tanto, la capacidad de amortiguación del muelle hidroneumático.
Además, dichos medios de variación de los efectos 70 de disipación, según la presente realización, comprende un conducto adicional 72 conectado de forma fluídica con el conducto 13, y una válvula 73 de conmutación para operar de forma controlada el flujo del fluido incompresible mediante dicho conducto 13 y/o mediante dicho conducto adicional 72 para modificar la pérdida de la carga del fluido incompresible durante la transferencia de dicho fluido incompresible entre dicha al menos una segunda cámara 9 y dicha tercera cámara 10, y viceversa. De esta forma, dependiendo de los requisitos, la capacidad de amortiguación del muelle hidroneumático 7 bien aumenta o bien disminuye. De hecho, según la posición de la válvula de cierre, (no mostrada en la presente memoria, pero bien conocida por el experto en la técnica) presente en la válvula 73 de conmutación, se permitirá que el fluido incompresible fluya bien solamente a través del conducto 13 o a través del conducto adicional 72, o bien a través de ambos conductos 13 y 72. Está claro que la pérdida de carga asociada a estas configuraciones de pasos varía debido a las diferentes geometrías (diámetro y longitud de los conductos) a las que está sometido el fluido.
Se debería hacer notar que, aunque no esté descrita en la presente memoria, una realización que tiene en consideración el uso de medios de variación de los efectos de disipación que comprenden conductos adicionales conectados de forma fluídica con el conducto 13, o entre dicha segunda cámara 9 y dicha tercera cámara 10, y viceversa, y una o más válvulas 73 de conmutación para la supervisión del acceso de dicho fluido incompresible hasta dicho conducto 13 y/o hasta uno o más de dichos conductos adicionales 72, para modificar la pérdida de carga del fluido incompresible durante la transferencia de dicho fluido incompresible entre dicha segunda cámara 9 y dicha tercera cámara 10, y viceversa, aún se encuentra dentro del alcance de protección de la presente invención.
Finalmente, dicha suspensión 7 comprende una unidad lógica (no mostrada en la presente memoria) para controlar de forma retroactiva dichos medios de variación de los efectos 70 de disipación de dicho muelle hidroneumático 7, según la necesidad.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Una suspensión (1) para un vehículo de ruedas dotado de al menos una rueda (50) y un bastidor (51), que comprende al menos un elemento elástico (5) combinable funcionalmente entre dicha al menos una rueda (50) y dicho bastidor (51), que comprende al menos un muelle hidroneumático (7) combinado funcionalmente en serie con dicho al menos un elemento elástico (5), de forma que el módulo de resorte equivalente (Keq) de dicho al menos un elemento elástico (5) y dicho al menos un muelle hidroneumático (7) sea variable como una función de la distancia entre dicho bastidor y dicha rueda, estando conformado y dimensionado dicho al menos un muelle hidroneumático para comportarse también como un disipador de energía en serie con dicho al menos un elemento elástico, caracterizada porque carece de al menos un amortiguador fluídico dispuesto en paralelo entre dicho bastidor (51) y dicha al menos una rueda (50), y porque dicho al menos un muelle hidroneumático disipa energía cinética entre 20 y 40% de la energía cinética total acumulada en cada ciclo por dicho muelle hidroneumático.
2. La suspensión (1) según la reivindicación 1, caracterizada porque dicho al menos un muelle hidroneumático tiene una fuerza de precarga superior a la de dicho al menos un elemento elástico.
3. La suspensión (1) según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque dicho al menos un muelle hidroneumático (7) comprende al menos una primera cámara (8) que contiene un gas, estando dotada dicha al menos una primera cámara de una pared divisoria (20) que es deslizante, o deformable, en el interior de dicha al menos una primera cámara como una función de la posición de dicho bastidor con respecto a dicha al menos una rueda, para cambiar el volumen, o la presión, del gas dentro de dicha al menos una primera cámara.
4. La suspensión (1) según la reivindicación 3, caracterizada porque dicho al menos un muelle hidroneumático (7) comprende al menos unas cámaras segunda (9) y tercera (10) que se comunican entre sí de forma fluídica y que contienen un fluido incompresible, estando dotada dicha al menos una tercera cámara (10) de una primera porción (11) directa o indirectamente combinada con dicho al menos un elemento elástico, y al menos una segunda porción (12) fijada de forma estanca amovible con respecto a dicha al menos una primera porción (11) para transferir dicho fluido incompresible entre dicha al menos una segunda cámara y dicha al menos una tercera cámara, y viceversa, cuando cambie la posición de dicho bastidor con respecto a dicha al menos una rueda, siendo, además, deslizable, o deformable, dicha al menos una pared (20) como una función del volumen del fluido incompresible transferido desde dicha al menos una segunda cámara hasta dicha al menos una tercera cámara, y viceversa.
5. La suspensión (1) según la reivindicación 4, caracterizada porque al menos dichas cámaras primera y segunda están formadas en el interior de un depósito (100) y dicha al menos una pared (20) es deslizable, o deformable, en el interior de dicho depósito para definir dicha al menos una primera cámara y dicha al menos una segunda cámara.
6. La suspensión (1) según la reivindicación 4 o 5, caracterizada porque dicha al menos una primera porción y dicha al menos una segunda porción de dicha al menos una tercera cámara están dispuestas coaxialmente con dicho al menos un elemento elástico.
7. La suspensión (1) según una o más de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizada porque dicha al menos una tercera cámara tiene una forma sustancialmente anular.
8. La suspensión (1) según la reivindicación 6 o 7, caracterizada porque dicha al menos una primera porción comprende al menos un primer manguito hueco (11a) y dicha al menos una segunda porción comprende al menos un segundo manguito hueco (12a) conformado para deslizarse de forma estanca con respecto a dicho al menos un primer manguito hueco (11a).
9. La suspensión (1) según una o más de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque dicho al menos un muelle hidroneumático comprende al menos un conducto (13) para conectar fluídicamente dicha al menos una segunda cámara (9) con dicha al menos una tercera cámara (10) para transferir dicho fluido incompresible entre dicha al menos una segunda cámara y dicha al menos una tercera cámara, y viceversa.
10. La suspensión (1) según una o más de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque dicho muelle hidroneumático comprende, además, medios para variar los efectos de disipación de dicho al menos un muelle hidroneumático.
11. La suspensión (1) según la reivindicación 10, caracterizada porque dichos medios para variar los efectos de disipación de dicho al menos un muelle hidroneumático comprenden al menos un elemento de calentamiento controlado que está dispuesto en dicha al menos una primera cámara.
12. La suspensión (1) según la reivindicación 10 u 11, caracterizada porque dichos medios para variar los efectos de disipación comprenden uno o más conductos adicionales combinables fluídicamente con dicho al menos un conducto (13), o entre dicha al menos una segunda cámara y dicha al menos una tercera cámara, y viceversa, y una o más válvulas de conmutación para operar, de forma controlada, el acceso de dicho fluido incompresible hasta dicho conducto y/o hasta uno o más de dichos uno o más conductos adicionales, para modificar las caídas de presión del fluido incompresible durante la transferencia de dicho fluido incompresible entre dicha al menos una segunda cámara y dicha al menos una tercera cámara, y viceversa.
13. La suspensión (1) según una o más de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizada por tener una unidad lógica para el control de retroalimentación de dichos medios para variar los efectos de disipación de dicho al menos un muelle hidroneumático.
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