ES2858975T3 - Dispositivo de frenado y conjunto interior de un vehículo de motor con dispositivo de frenado - Google Patents

Abstract

Dispositivo de frenado de un conjunto interior de un vehículo de motor para frenar una parte móvil del conjunto, que presenta una carcasa llena de un líquido viscoso y un elemento móvil en su interior, en el que el líquido viscoso frena un movimiento del elemento móvil en al menos una sección de flujo, en el que la carcasa es un cilindro (1) y el elemento móvil en su interior es un pistón (2), en el que la al menos una sección de flujo es al menos un canal de flujo a través del cual el líquido en el cilindro (1) puede fluir de una primera a una segunda sección de cilindro, separadas por el pistón (2), en el que una placa de válvula (6), que influye en una resistencia al flujo del al menos un canal de flujo en función de la temperatura, está dispuesta en una cara frontal del pistón (2), en el que el al menos un canal de flujo comprende un espacio dispuesto alrededor del pistón (2) en una extensión radial o en forma anular, y la placa de válvula (6) consiste en un emparejamiento de materiales con efecto bimetálico y cambia de forma en función de la temperatura, caracterizado por que un elemento espaciador (7), que tiene un diámetro menor que la placa de válvula (6), está dispuesto de forma concéntrica entre la cara frontal del pistón (2) y la placa de válvula (6), y por que al menos una sección de la placa de válvula (6) cubre y/o cierra cada vez más una abertura de entrada o salida del al menos un canal de flujo a medida que aumenta la temperatura.

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de frenado y conjunto interior de un vehículo de motor con dispositivo de frenado

La invención se refiere a un dispositivo de frenado de un conjunto interior de un vehículo de motor para frenar una parte móvil del conjunto, que presenta una carcasa llena de un líquido viscoso y un elemento móvil en su interior, en el que el líquido viscoso frena un movimiento del elemento móvil en al menos una sección de flujo. La invención también se refiere a un conjunto interior de un vehículo de motor con al menos un dispositivo de frenado.

Los componentes de un vehículo a los que se puede acceder desde el interior, es decir, desde la zona de pasajeros y/o el maletero, deben asignarse al interior de un vehículo de motor. En particular, los conjuntos interiores incluyen aquellos que proporcionan estantes, compartimentos de almacenamiento o cubiertas, por ejemplo, la pared lateral, los asientos, los bajos de la carrocería, el revestimiento del techo, el panel de instrumentos, el reposabrazos central o la consola central. Estos conjuntos suelen tener solapas, estantes o cubiertas que se pueden mover de forma lineal, giratoria y/o pivotante, por ejemplo, mesas plegables, solapas de guantera, soportes plegables, elementos de agarre, parasoles y cubiertas de espacios de carga. Los vehículos de motor en este sentido son, por ejemplo, automóviles, camiones, autobuses o autocaravanas.

Para aumentar la facilidad de uso, se utilizan los dispositivos de frenado mencionados anteriormente, que garantizan un acercamiento suave a una posición final de una parte móvil, por ejemplo, una cubierta o solapa.

En un tipo extendido de dispositivo de frenado, un líquido viscoso, en particular aceite, se presiona mediante el movimiento de un pistón en un cilindro a través de un canal de flujo con una sección transversal reducida en comparación con el cilindro, con lo que se logra el efecto de frenado. Dichos dispositivos de frenado lineal son de construcción simple y fiables en su modo de funcionamiento cuando el líquido utilizado tiene una viscosidad predeterminada. Sin embargo, todos los líquidos viscosos conocidos y adecuados tienen una fuerte dependencia de la temperatura en cuanto a su viscosidad. Por lo tanto, las propiedades de frenado también dependen en gran medida de la temperatura.

Los líquidos viscosos también se utilizan para amortiguar las vibraciones del chasis de los vehículos. Los amortiguadores de vibraciones están expuestos a grandes fluctuaciones de temperatura. Para lograr un comportamiento de amortiguación aceptable en un amplio intervalo de temperatura, se conoce un amortiguador de vibraciones, por ejemplo, a partir de la publicación DE 88 15444 U1, en el que el líquido viscoso que fluye a través de una conexión de flujo, cuya sección transversal efectiva se puede ajustar mediante una válvula, genera un efecto de amortiguación. El efecto de amortiguación se puede variar variando la sección transversal efectiva. Para controlar la válvula, un actuador complejo, controlable eléctricamente, por ejemplo, se proporciona un actuador piezoeléctrico para lograr una alta velocidad de respuesta al ajustar el efecto de amortiguación.

La publicación AT 223497 muestra, por ejemplo, un amortiguador de vibraciones con un dispositivo de válvula de control dependiente de la temperatura. Aquí, las tapas de válvula están dispuestas dentro del pistón del amortiguador de vibraciones. La disposición de las tapas de válvula dentro del pistón requiere una estructura mecánicamente compleja. El documento GB 15070 A describe un pistón escalonado con una abertura de flujo que discurre radialmente desde el interior hacia el exterior, que está más o menos cerrada en función de la temperatura. Para este propósito, es necesario un elemento en forma de anillo de forma elaborada que cambie en función de la temperatura.

Por el documento DE 29 47 370 A1 se conoce el uso de una placa de válvula de fácil fabricación para lograr un control de válvula en función de la temperatura en un elemento de amortiguación. Para ello, se utiliza una disposición de resortes de disco y dos placas de válvula, que se disponen a ambos lados del pistón y mueven el pistón en la dirección axial del vástago de pistón en función de la temperatura, cerrando los canales de flujo.

El interior o el maletero de un vehículo de motor también está sujeto a fluctuaciones de temperatura. Las diferencias en la viscosidad de los líquidos utilizados en los dispositivos de frenado en la zona interior, en función de la temperatura ambiente, provocan una variación indeseable de las propiedades de frenado. Como resultado, los dispositivos de frenado a menudo solo funcionan satisfactoriamente en un intervalo de temperatura restringido. Es un objetivo de la presente invención crear un dispositivo de frenado de un conjunto interior de un vehículo de motor o un conjunto interior de un vehículo de motor con dicho dispositivo de frenado que funcione satisfactoriamente en un intervalo de temperatura lo más amplio posible y con propiedades de frenado constantes. Este objetivo se logra mediante un dispositivo de frenado o un conjunto interior de un vehículo de motor con las características de la respectiva reivindicación independiente. Configuraciones y perfeccionamientos ventajosos son objeto de las reivindicaciones dependientes.

Un dispositivo de frenado de acuerdo con la invención del tipo mencionado al principio se caracteriza por que la geometría de la al menos una sección de flujo cambia con la temperatura ambiente. Debido a la variación de la geometría de la sección de flujo en función de la temperatura, la variación de la viscosidad del líquido viscoso en función de la temperatura puede compensarse ventajosamente o compensarse lo mejor posible, de modo que se alcancen propiedades de frenado casi constantes en un amplio intervalo de temperatura.

En el caso del dispositivo de frenado, la carcasa es un cilindro y el elemento móvil en su interior es un pistón. La al menos una sección de flujo está diseñada como un canal de flujo a través del cual el líquido viscoso en el cilindro puede fluir desde una primera a una segunda sección de cilindro, que están separadas por el pistón. El dispositivo de frenado frena así un movimiento de desplazamiento lineal del pistón, con lo que el pistón está acoplado a una carcasa o la parte móvil del conjunto, por ejemplo mediante un vástago de pistón.

En este caso, el canal de flujo comprende un espacio que está dispuesto en una extensión radial o en forma anular alrededor del pistón. Además, el canal de flujo puede conducir a través del pistón al menos en secciones en la dirección longitudinal. Pueden proporcionarse varios canales de flujo del mismo tipo o de tipos diferentes.

De acuerdo con la invención, una placa de válvula está dispuesta en una cara frontal del pistón, placa de válvula que influye en la resistencia al flujo de un flujo a través del al menos un canal de flujo en función de la temperatura. La placa de válvula influye en la resistencia al flujo porque al menos una sección de la placa de válvula cubre y/o cierra cada vez más una abertura de entrada o salida del al menos un canal de flujo a medida que aumenta la temperatura. Una viscosidad del líquido que disminuye con el aumento de temperatura se compensa por el hecho de que al menos un canal de flujo contribuye cada vez menos y, finalmente, no lo hace en absoluto al flujo del líquido de un lado del pistón al otro al aumentar la temperatura.

La placa de válvula está formada por un emparejamiento de materiales con efecto bimetálico y cambia de forma en función de la temperatura. De esta manera se forma una válvula que influye de forma independiente en las propiedades del flujo en función de la temperatura, sin necesidad de un dispositivo externo complejo para el control de la válvula. En lugar de un bimetal convencional, se puede utilizar de forma alternativa una combinación de material en capas de un emparejamiento plástico/plástico o plástico/metal, que tiene el llamado efecto bimetálico debido a sus diferentes coeficientes de expansión térmica en el intervalo de temperatura deseado y que se comporta de una manera comparable.

Un conjunto interior de un vehículo de motor de acuerdo con la invención se caracteriza por al menos uno de dichos dispositivos de frenado para frenar un movimiento de una parte móvil del conjunto.

La invención se explica a continuación más en detalle mediante ejemplos de modo de realización con ayuda de los dibujos. Las figuras muestran:

Las figuras 1a - 1c, un primer ejemplo de modo de realización, no de acuerdo con la invención, de un dispositivo de frenado, cada una en una representación esquemática a diferentes temperaturas;

Las figuras 2a - 2c, otro ejemplo de modo de realización de un dispositivo de frenado, no de acuerdo con la invención, en una representación análoga a las figuras 1a - 1c;

Las figuras 3a - 3c, un ejemplo de modo de realización de un dispositivo de frenado de acuerdo con la invención en una representación análoga a las figuras 1a - 1c; y

La figura 4, otro ejemplo de modo de realización de un dispositivo de frenado en una representación isométrica detallada.

En las figuras 1a - 1c se muestra en cada caso un primer ejemplo de modo de realización, no de acuerdo con la invención, de un dispositivo de frenado en una vista lateral esquemática.

El dispositivo de frenado comprende un cilindro 1, del cual solo se muestra una sección central en las figuras. El cilindro 1 también se muestra abierto, de modo que se puede ver un pistón 2 que puede moverse dentro del cilindro 1. El cilindro 1 está lleno de un líquido viscoso, por ejemplo un aceite, a través del cual se mueve el pistón 2. El pistón 2 está conectado a un vástago de pistón 3 que conduce al exterior. El cilindro 1 está cerrado por ambos lados, con lo que está previsto una implementación con estanqueidad para el vástago de pistón 3.

El pistón 2 está acoplado a un componente de un conjunto a través del vástago de pistón 3. Otro componente del conjunto está conectado al cilindro 1. La conexión del dispositivo de frenado al conjunto puede realizarse directa o indirectamente mediante un accesorio de movimiento. En este último caso, el dispositivo de frenado también se puede integrar preferentemente en el accesorio de movimiento.

Para permitir un movimiento frenado del pistón 2 en el cilindro 1, se forma al menos un canal de flujo (recorrido de flujo), a través del cual el líquido viscoso, cuando el pistón 2 se mueve en el cilindro 1 desde una sección de cilindro ubicada en un lado del pistón 2, alcanza la sección de cilindro que se encuentra en el lado opuesto. La desaceleración que experimenta el pistón 2 depende de las propiedades de flujo del líquido en este canal de flujo. Además de la viscosidad del líquido, es decisiva la resistencia al flujo del canal de flujo, que está determinada por la geometría del al menos un canal de flujo, incluida su longitud y su sección transversal.

En el ejemplo mostrado, está presente un canal de flujo principal 4, que está formado por un espacio anular circunferencial entre una pared exterior del pistón 2 y una pared interior del cilindro 1. Este canal de flujo principal 4 está predeterminado con vistas a su geometría.

Además, se proporcionan canales de flujo secundarios 5 que están formados por aberturas que conducen a través del pistón 2 esencialmente o en la región inicial en la dirección longitudinal. Una placa de válvula 6 está dispuesta en el centro en una cara frontal del pistón 2. La placa de válvula 6 tiene una sección transversal que corresponde al pistón, por lo general una sección transversal circular. Se fija en el centro del pistón 2, en el presente caso con un medio de fijación 31, que aquí está formado por el extremo del vástago de pistón 3 que pasa por el pistón 2.

Los canales de flujo secundarios 5 ofrecen una posibilidad adicional de que el líquido fluya desde un lado del pistón 2 al otro lado del pistón 2 en el cilindro 1 cuando el pistón 2 se mueve. Las propiedades de flujo de los canales de flujo secundarios 5 son variadas por la placa de válvula 6 en función de la temperatura. Esto se consigue porque la placa de válvula 6 está formada por un material bimetálico que cambia de forma en función de la temperatura.

La asignación como canal de flujo principal y secundario se debe solo al dimensionamiento de las secciones transversales entre sí y no a su posición, por lo que en mayor consideración, dependiendo de la relación de la sección transversal, el canal de flujo principal o el canal de flujo secundario, puede someterse a control de temperatura de acuerdo con la invención.

La figura 1a muestra la forma de la placa de válvula 6 a una temperatura media, por ejemplo, a una temperatura interior típica en el intervalo de 20 °C, que también se denomina a continuación temperatura interior normal o temperatura normal. En este estado, la placa de válvula 6 tiene una ligera curva que permite que el líquido viscoso fluya a través de los canales de flujo secundarios 5. La resistencia al flujo que experimenta el líquido cuando fluye a través de los canales de flujo secundarios 5 también está influida por el espacio que se forma entre la placa de válvula 6 y las entradas o salidas (dependiendo de la dirección del movimiento) de los canales de flujo secundarios 5 en el lado frontal del pistón 2.

La figura 1b muestra la forma de la placa de válvula 6 a una temperatura que está por debajo de la temperatura interior normal. A esta temperatura reducida, la placa de válvula 6 se ha doblado más, de modo que el espacio entre ella y las entradas o salidas de los canales de flujo secundarios 5 ha aumentado. Por consiguiente, el líquido que fluye a través de los canales de flujo secundarios 5 experimenta una menor resistencia al flujo. La reducción de la resistencia al flujo se dimensiona de tal manera que, si es posible, el aumento de la viscosidad del líquido en función de la temperatura se compensa a una temperatura más baja. Como resultado, el pistón 2 experimenta una desaceleración que es globalmente comparable, a la temperatura reducida, a como en la situación mostrada en la figura 1 a temperatura normal.

La figura 1c muestra el estado de la placa de válvula 6 a una temperatura superior a la temperatura interior normal. A esta temperatura aumentada, la placa de válvula 6 se ha doblado más hacia el pistón 5 y asume un estado esencialmente plano. En este estado, los canales de flujo secundarios 5 están completamente o casi completamente cerrados por la placa de válvula 6. Cuando el pistón 2 se mueve, el líquido fluye solo a través del canal de flujo principal 4. En general, esto aumenta la resistencia al flujo que los canales de flujo oponen al líquido. El aumento de la resistencia al flujo se dimensiona de tal manera que se compensa ventajosamente la viscosidad del líquido, que es menor a la temperatura aumentada. Incluso a una temperatura elevada, el pistón 2 experimenta una desaceleración comparable a cuando se mueve a la temperatura interior normal.

Al cambiar la forma de la placa de válvula 6, se puede lograr un comportamiento de frenado igual o comparable en un amplio intervalo de temperatura, por ejemplo, un intervalo de temperatura de -30 °C a 70 °C.

El dispositivo de frenado mostrado en las figuras 1a - 1c frena el movimiento del pistón 2 por igual en ambas direcciones de movimiento. Para determinadas aplicaciones, puede ser deseable frenar el movimiento del pistón 2 con más fuerza en una dirección que en la otra. Para ello, se pueden formar canales de flujo adicionales que se abren o cierran mediante una tapa de válvula a modo de válvula de retención. En una configuración alternativa, se puede prever combinar la función de la válvula de retención con la función de la placa de válvula 6, que varía en función de la temperatura. En otra configuración alternativa, la placa de válvula está unida de forma axialmente desplazable a la cabeza del pistón y se apoya contra el pistón en una dirección de movimiento (caso de carga) y así regula el flujo de los canales de flujo secundarios como una válvula de entrada y en la dirección opuesta (situación de giro libre) puede alejarse del pistón y proporciona la salida libre de los canales de flujo secundarios.

En las figuras 2a - 2c y 3a - 3c se muestran, en cada una, un ejemplo de modo de realización adicional de un dispositivo de frenado según la aplicación. En todas las figuras, los mismos símbolos de referencia identifican elementos que son iguales o tienen el mismo efecto que en las figuras 1a - 1c.

En la figura con la adición "a" se muestra el estado del dispositivo de frenado a la temperatura interior normal, en la figura con la adición "b" el estado a una temperatura que se ha reducido, y en la figura con la adición "c" el estado a una temperatura superior a la temperatura interior normal.

A continuación, se explican en particular las diferencias entre estos ejemplos de modo de realización y el ejemplo de modo de realización de las figuras 1a - 1c. Con respecto a la estructura básica, se hace referencia a la descripción del primer ejemplo de modo de realización.

En el ejemplo de las figuras 2a - 2c, que representan un modo de realización no de acuerdo con la invención, se utiliza una placa de válvula 6 con un escalón en relieve. A temperatura elevada (figura 2c) se pueden ver una parte interior y otra exterior de cada sección plana de la placa de válvula 6, que están separadas entre sí por una región anular que se extiende oblicuamente que forma el escalón. La altura del escalón es baja a esta temperatura, por lo que se forma un pequeño espacio entre las entradas/salidas de los canales de flujo secundarios 5 y la placa de válvula 6. En consecuencia, existe una alta resistencia al flujo para el flujo del líquido viscoso a través de los canales de flujo secundarios 5. Sin embargo, a diferencia del ejemplo de modo de realización de la figura 1c, los canales de flujo secundarios 5 no están completamente cerrados incluso a una temperatura elevada.

A temperatura normal (figura 2a), el escalón entre las áreas de la placa de válvula 6 es mayor, de modo que hay una menor resistencia al flujo en el caso de flujo a través de los canales de flujo secundarios 5. A una temperatura reducida (figura 2b), el tamaño del escalón se incrementa más, de tal manera que la región anular plana exterior de la placa de válvula 6 se ha abierto casi completamente en el escalón. La resistencia al flujo en el caso de flujo a través de los canales de flujo secundarios 5 se reduce correspondientemente en este caso.

En el ejemplo de modo de realización de acuerdo con la invención mostrado en las figuras 3a - 3c, se utiliza de nuevo una placa de válvula 6 que es plana en un intervalo de temperatura. En el presente caso, la placa de válvula 6 asume su forma plana a la temperatura media (figura 3a). Un elemento espaciador 7 está dispuesto de forma concéntrica y con menor diámetro entre la cara frontal del pistón 2 y la placa de válvula 6. En este caso, el grosor del elemento espaciador 7 define una dimensión del espacio que influye en la resistencia al flujo en caso de flujo a través de los canales de flujo secundarios 5.

A temperatura reducida (figura 3b), la placa de válvula 6 asume una forma curva en la que sobresale de la cara frontal del pistón 2 en un borde exterior. De esta manera, la resistencia al flujo se reduce en caso de flujo a través de los canales de flujo secundarios 5 para compensar la viscosidad del líquido aumentada a baja temperatura.

A mayor temperatura (figura 3c), la placa de válvula 6 se dobla en la dirección opuesta, de modo que el espacio formado entre la entrada/salida de los canales de flujo secundarios 5 y la placa de válvula 6 se reduce y la resistencia al flujo aumenta en caso de flujo a través de los canales de flujo secundarios 5.

Como en el ejemplo de modo de realización de las figuras 1a - 1c, la placa de válvula 6 en los de las figuras 2a - 2c y 3a - 3c también está hecha de un material bimetálico y cambia su forma automáticamente en función de la temperatura.

Los ejemplos de modo de realización presentados hasta ahora ilustran el principio básico de un dispositivo de frenado según la aplicación con compensación de los cambios de viscosidad en función de la temperatura del líquido viscoso utilizado para el frenado.

La figura 4 muestra, en una vista isométrica en despiece ordenado, un ejemplo de modo de realización de un dispositivo de frenado que se basa en el mismo principio de funcionamiento que el ejemplo de las figuras 1a - 1c, con mayor detalle.

El dispositivo de frenado comprende a su vez un cilindro 1 lleno de líquido viscoso, que está cerrado por un lado por un tapón cerrado 11 y por el otro lado por un tapón 12 con un orificio por el que pasa un vástago de pistón 3.

En su extremo situado en el cilindro 1, el vástago de pistón 3 tiene un pistón 2 que puede desplazarse dentro del cilindro 1. El diámetro exterior del pistón 2 es menor que el diámetro interior del cilindro 1. Cuando el pistón 2 se mueve, el líquido viscoso con el que está lleno el cilindro 1 debe pasar a través del espacio anular formado entre el pistón 2 y el cilindro 1, como resultado de lo cual se frena el movimiento del pistón 2.

Además, los canales de flujo secundarios 5 se forman en el pistón 2, con lo que las propiedades de flujo del líquido viscoso a través de los canales de flujo secundarios 5 están influenciadas por una placa de válvula 6, en función de la temperatura. Como se describe en relación con la figura 1ac, la placa de válvula 6 está formada, por ejemplo, a partir de una combinación de materiales con efecto bimetálico, de modo que cambia de forma en función de la temperatura. La placa de válvula 6 está fijada al extremo del pistón 2 por medio de un medio de fijación 31.

En el extremo opuesto del vástago de pistón 3 se coloca un adaptador de cabeza esférica 32 para acoplar el dispositivo de frenado a una parte móvil, por ejemplo una tapa o una cubierta, posiblemente mediante un accesorio de movimiento. Además, en el cilindro 1 está dispuesto un elemento de compensación de volumen 8, que comprende un resorte y otro pistón. El elemento de compensación de volumen 8 se usa para compensar una diferencia de volumen que se produce en el área del líquido viscoso debido a que el vástago de pistón 3 se mueve de manera diferente dentro del líquido viscoso.

Lista de referencias

1 Cilindro

11 Tapón

12 Tapón perforado

2 Pistón

3 Vástago de pistón

31 Medio de fijación

32 Adaptador de cabeza esférica

4 Canal de flujo principal

5 Canal de flujo secundario

6 Placa de válvula

7 Elemento espaciador

8 Elemento de compensación de volumen

Claims (4)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo de frenado de un conjunto interior de un vehículo de motor para frenar una parte móvil del conjunto, que presenta una carcasa llena de un líquido viscoso y un elemento móvil en su interior, en el que el líquido viscoso frena un movimiento del elemento móvil en al menos una sección de flujo, en el que la carcasa es un cilindro (1) y el elemento móvil en su interior es un pistón (2), en el que la al menos una sección de flujo es al menos un canal de flujo a través del cual el líquido en el cilindro (1) puede fluir de una primera a una segunda sección de cilindro, separadas por el pistón (2), en el que una placa de válvula (6), que influye en una resistencia al flujo del al menos un canal de flujo en función de la temperatura, está dispuesta en una cara frontal del pistón (2), en el que el al menos un canal de flujo comprende un espacio dispuesto alrededor del pistón (2) en una extensión radial o en forma anular, y la placa de válvula (6) consiste en un emparejamiento de materiales con efecto bimetálico y cambia de forma en función de la temperatura, caracterizado por que un elemento espaciador (7), que tiene un diámetro menor que la placa de válvula (6), está dispuesto de forma concéntrica entre la cara frontal del pistón (2) y la placa de válvula (6), y por que al menos una sección de la placa de válvula (6) cubre y/o cierra cada vez más una abertura de entrada o salida del al menos un canal de flujo a medida que aumenta la temperatura.

2. Dispositivo de frenado de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el canal de flujo comprende al menos un canal que conduce, al menos por secciones, a través del pistón (2) en la dirección longitudinal.

3. Conjunto interior de un vehículo de motor, caracterizado por al menos un dispositivo de frenado de acuerdo con la reivindicación 1 o 2 para frenar un movimiento de una parte móvil del conjunto.

4. Conjunto interior de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la parte móvil es una solapa, una balda y/o una cubierta.