ES2892325T3 - Muelle neumático para controlar la posición de nivel de una cabina de conductor o un vehículo de motor - Google Patents

Muelle neumático para controlar la posición de nivel de una cabina de conductor o un vehículo de motor Download PDF

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Abstract

Muelle neumático (10) para controlar la posición de nivel de una cabina de conductor o un vehículo de motor con un elemento de cierre (12), un pistón rodante (14) y un fuelle de muelle neumático (16) que está conectado al pistón rodante (14) y al elemento de cierre (12) para formar una cámara de presión (20) llena de fluido, donde un sistema de control de nivel (32) para alimentar y/o descargar fluido está integrado en la cámara de presión (20) para controlar la posición de nivel de la cabina de conductor o el vehículo de motor en función de la carrera del muelle neumático, donde el sistema de control de nivel (32) presenta al menos una válvula de control (34) para alimentar y/o descargar el fluido con respecto a la cámara de presión (20) y un dispositivo de accionamiento (36) unido de manera operativa a la válvula de control (34), donde el dispositivo de accionamiento (36) presenta un tubo guía (38) que está acoplado al pistón rodante (14) o al elemento de cierre (12) y está dispuesto de manera móvil dentro de la cámara de presión (20), un elemento de accionamiento (40) que está diseñado como un elemento de pasador (56) y acciona la válvula de control (34) y un dispositivo de muelle de compresión (42), donde el dispositivo de muelle de compresión (42) presenta un muelle central (52) acoplado al pistón rodante (14) o al elemento de cierre (12) y un muelle de pretensión (54) acoplado al elemento de pasador (56), donde el tubo guía (38) presenta una brida de control (46) a la que se acopla el elemento de pasador (56) y sobre la cual se apoya el muelle de pretensión (54) para presionar el elemento de pasador (54) contra la válvula de control (34).

Description

DESCRIPCIÓN
Muelle neumático para controlar la posición de nivel de una cabina de conductor o un vehículo de motor
La presente invención se refiere a un muelle neumático para controlar la posición de nivel de una cabina de conductor o un vehículo de motor con un elemento de cierre, un pistón rodante y un fuelle de muelle neumático que está unido al pistón rodante y al elemento de cierre para formar una cámara de presión llena de un fluido.
Los muelles neumáticos de los artículos mencionados al principio se utilizan para amortiguar dos partes de un vehículo de motor que pueden moverse entre sí y aumentar así la comodidad de la suspensión de los vehículos de motor o las cabinas de los conductores. En caso de compresión y rebote, el fuelle de muelle neumático rueda sobre la superficie exterior del pistón rodante para amortiguar las vibraciones que se introduzcan.
También se conoce la integración de una función de amortiguación en un muelle neumático. Un muelle neumático de este tipo también se denomina amortiguador de muelle neumático. Para ello, se integra un amortiguador hidráulico en el muelle neumático y/o el fluido que se encuentra en la cámara de presión fluye hacia adelante y hacia atrás entre la cámara de presión y una cámara adicional a través de un canal de amortiguación.
Además, los muelles neumáticos también se utilizan para mantener constante una posición de nivel deseada de un vehículo de motor o de una cabina de conductor o para cambiarla de manera ajustable con distintas cargas o cargas de peso. Para ello, la presión en la cámara de presión se modifica alimentando líquido o descargando líquido en función de la carrera del muelle neumático. Para este propósito, la cámara de presión está conectada a una fuente de fluido a través de una válvula de control, donde la válvula de control alimenta o descarga fluido con respecto a la cámara de presión durante la compresión y el rebote o en función del estado de carga o una carga de peso.
A partir de DE 102011 108249 A1 se conoce un muelle neumático que presenta una válvula de control accionable mecánicamente integrada en el muelle neumático para controlar la posición de nivel de un vehículo de motor o una cabina de conductor. La válvula de control está unida a la tapa e incluye válvulas de control para regular la alimentación de aire comprimido o la descarga de aire comprimido. Las válvulas de control se operan a través de levas que están unidas a un árbol de levas giratorio. El movimiento giratorio del árbol de levas se realiza a través de un balancín, que descansa con su extremo libre en una superficie de apoyo en el pistón rodante del muelle neumático. El árbol de levas gira por el movimiento de arrastre del balancín, por lo que, en función de la compresión o extensión del muelle neumático, una de las levas acciona uno de los empujadores de las válvulas de control que se mantienen cerradas por las fuerzas del muelle.
A partir de DE 102011 114570 A1 se conoce una disposición de suspensión neumática que representa el estado de la técnica más cercano y que presenta un control de válvula integrado para controlar la posición de nivel de un vehículo de motor o una cabina de conductor. El control de válvula integrado comprende una válvula de entrada de aire y una válvula de salida de aire. Para abrir y cerrar las válvulas, se proporciona un dispositivo de muelle de compresión, que está diseñado en dos partes. El dispositivo de muelle de compresión presenta un muelle central que mira hacia el pistón rodante o la cubierta y un muelle de pretensión de la válvula de control que mira hacia la válvula de salida de aire.
El muelle central y el muelle de pretensión de la válvula de control están dispuestos en un tubo guía que está montado de manera que pueda moverse libremente axialmente entre el pistón rodante y la tapa. Un tope que sobresale radialmente, que sirve como medio de control para accionar el empujador de la válvula de entrada, está dispuesto entre los dos muelles. El dispositivo de muelle de compresión se mantiene entre los medios tensores, donde uno de los medios tensores acciona la válvula de salida. Durante la compresión, el tubo guía se desliza hacia abajo, y al mismo tiempo se comprime el muelle de pretensión de la válvula de control hasta que el tope, después de puentear un recorrido libre, contacta con la válvula de entrada y la acciona. En caso de rebote, el tubo guía se mueve hacia arriba, donde el muelle de pretensión de la válvula de control rebota de modo que los medios tensores asignados a la válvula de salida se alejan y abren la válvula de salida.
Los documentos DE 102010012346 A1 y US 2361 575 describen otros muelles neumáticos que presentan un control de válvula integrado para controlar la posición de nivel de un vehículo de motor o una cabina de conductor.
La presente invención se basa en el objeto de crear un muelle neumático que tenga un control de nivel mejorado, mayor comodidad y una vida útil más larga y, al mismo tiempo, sea económico.
Para la solución del objetivo se propone un muelle neumático con las características de la reivindicación 1.
Configuraciones ventajosas del muelle neumático son objeto de las reivindicaciones dependientes.
El muelle neumático para controlar la posición de nivel de una cabina de conductor o un vehículo de motor presenta un elemento de cierre, un pistón rodante y un fuelle de muelle neumático que está conectado al pistón rodante y al elemento de cierre para formar una cámara de presión llena de fluido, donde un sistema de control de nivel para alimentar y/o descargar fluido está integrado en la cámara de presión para controlar la posición de nivel de la cabina de conductor o el vehículo de motor en función de la carrera del muelle neumático, donde el sistema de control de nivel presenta al menos una válvula de control para alimentar y/o descargar el fluido con respecto a la cámara de presión y un dispositivo de accionamiento unido de manera operativa a la válvula de control, donde el dispositivo de accionamiento presenta un tubo guía que está acoplado al pistón rodante o al elemento de cierre y está dispuesto de manera móvil dentro de la cámara de presión, un elemento de accionamiento que está diseñado como un elemento de pasador y acciona la válvula de control y un dispositivo de muelle de compresión, donde el dispositivo de muelle de compresión presenta un muelle central acoplado al pistón rodante o al elemento de cierre y un muelle de pretensión acoplado al elemento de pasador, donde el tubo guía presenta una brida de control a la que se acopla el elemento de pasador y sobre la cual se apoya el muelle de pretensión para presionar el elemento de pasador contra la válvula de control.
Debido al diseño estructural del dispositivo de accionamiento, el muelle de pretensión puede apoyarse sobre toda la superficie de la brida de control, de modo que toda la fuerza de muelle del muelle de pretensión presiona sobre el elemento de accionamiento y, por lo tanto, sobre la válvula de control. Como resultado, se puede reducir la fuerza del muelle o la pretensión del muelle de pretensión y el muelle central. Por tanto, el dispositivo de muelle de compresión del muelle neumático presenta una baja desviación general, como resultado de lo cual se mejora la comodidad y el comportamiento acústico del muelle neumático. Debido a la menor desviación del dispositivo de muelle de compresión, el elemento de cierre se puede hacer más delgado, lo que conduce a un ahorro de material. Además, para el elemento de cierre y/o el pistón rodante se puede utilizar un material con menor rigidez o resistencia, como por ejemplo PA6, lo que supone un ahorro de costes. Además, el dispositivo de accionamiento presenta un número reducido de piezas, por lo que se reducen los costes de montaje del muelle neumático. Además, el diámetro del pistón rodante se puede reducir de modo que la rigidez del muelle neumático se pueda representar en una zona más grande. Finalmente, debido al diseño estructural del dispositivo de accionamiento, hay más espacio de instalación disponible para una tapa de amortiguador, de modo que se puede aumentar su diámetro, lo que da como resultado una vida útil más larga de un amortiguador. Además, el dispositivo de muelle de compresión, en particular el muelle central, presenta una pequeña desviación del muelle. Además, debido al diseño estructural del sistema de control de nivel, se puede prescindir de un muelle auxiliar necesario en el estado de la técnica, de modo que cuando se integra un amortiguador hidráulico, el muelle auxiliar evita la abrasión del revestimiento de la superficie del amortiguador hidráulico.
Como fluido se utiliza preferentemente aire, en particular aire comprimido. Además, como fluido se puede utilizar gas o un medio compresible.
En una configuración ventajosa de la realización se puede integrar al menos un dispositivo de amortiguación en el muelle neumático. El dispositivo de amortiguación puede utilizar el fluido ubicado en la cámara de presión como medio de trabajo. Para ello, el muelle neumático puede presentar una cámara adicional además de la cámara de presión, las cuales están unidas entre sí a través de un canal de amortiguación. Las características de amortiguación se pueden ajustar variando la sección transversal del canal de amortiguación. Además, se puede integrar un amortiguador hidráulico independiente en el muelle neumático como dispositivo de amortiguación. Un muelle neumático provisto de un dispositivo de amortiguación también se puede denominar amortiguador de muelle neumático.
En una configuración ventajosa de la de realización, el elemento de pasador y la brida de control son móviles entre sí. Para ello, el elemento de pasador puede montarse de forma móvil en una abertura pasante de la brida de control.
La brida de control cubre ventajosamente la válvula de control en dirección radial. La brida de control cubre también ventajosamente el muelle de pretensión en toda su superficie en dirección radial. Esto reduce la pretensión del muelle de pretensión y el muelle central. Además, el muelle de pretensión puede apoyarse sobre toda la superficie de la brida de control. Además, el tubo guía se puede mover ventajosamente en la dirección de compresión y rebote dentro de la cámara de presión.
En una realización ventajosa, el muelle de pretensión se apoya en toda su superficie en un lado de la brida de control que mira hacia la válvula de control. Como resultado, toda la fuerza del muelle de pretensión presiona la válvula de salida.
En una configuración ventajosa de la realización, el muelle central y el muelle de pretensión están configurados como muelles de compresión. De este modo, el muelle central se puede pretensar con más fuerza que el muelle de pretensión. Además, el muelle central puede presentar una fuerza de muelle mayor que el muelle de pretensión. El recorrido del muelle neumático en la dirección de compresión se puede ajustar mediante el recorrido del muelle central.
En una configuración ventajosa de la realización, la brida de control está conectada al tubo guía de una manera material y uniformemente material.
En una configuración ventajosa de la realización, el pistón rodante, el elemento de cierre, el tubo guía, la brida de control y/o el elemento de pasador están hechos de un plástico, en particular un plástico reforzado con fibras.
En una configuración ventajosa de la realización, el muelle de pretensión está pretensado de tal manera que, en caso de rebote, el muelle de pretensión presiona el elemento de pasador contra la válvula de control en un primer recorrido libre. Como resultado, la válvula de control no se activa incluso con pequeños movimientos de rebote.
En una configuración ventajosa de la realización, el elemento de pasador y la brida de control se pueden mover uno con respecto al otro, de modo que la brida de control se mueve sobre un primer recorrido libre con respecto al elemento de pasador durante un rebote del muelle neumático y, después de puentear el primer recorrido libre, la brida de control lleva el elemento de pasador con ella y lo aleja de la válvula de control. Dado que la brida de control y el elemento de pasador se pueden mover entre sí, el elemento de pasador se presiona contra la válvula de control durante un rebote del muelle neumático debido a la pretensión del muelle de pretensión, hasta que se puentea el primer recorrido libre. Solo después de puentear el primer recorrido libre, el elemento de pasador se aleja de la válvula de control. El primer recorrido libre corresponde a la pretensión del muelle de pretensión. El elemento de pasador se extiende ventajosamente a través de una abertura de paso realizada en la brida de control.
En una configuración ventajosa de la realización, el elemento de pasador presenta una prolongación en un primer extremo. La prolongación hace que el elemento de pasador sea arrastrado durante un rebote cuando la brida de control supera el primer recorrido libre. Ventajosamente, el elemento de pasador está guiado de forma móvil en la abertura pasante, donde el diámetro del ensanchamiento es mayor que el diámetro de la abertura pasante.
En una configuración ventajosa de la realización, la prolongación está configurada como pestañas de retención. El elemento de pasador es arrastrado a través de las pestañas de retención durante un rebote del muelle neumático después de que la brida de control supere el primer recorrido libre. Ventajosamente, las pestañas de retención están dispuestas en un extremo libre del elemento de pasador. Además, las pestañas de retención pueden estar formadas por pasadores elásticamente pivotantes que están separados entre sí por escotaduras y provistos de un engrosamiento en sus extremos libres. Cuando se ha puenteado el primer recorrido libre, el elemento de pasador es arrastrado por la brida de control a través del engrosamiento. Además, el elemento de pasador también se fija a la brida de control a través de las pestañas de retención. Para ello, el elemento de pasador con las pestañas de retención se inserta en la abertura pasante de manera que las pestañas de retención pivoten. Cuando las pestañas de retención emergen de la abertura pasante, vuelven a pivotar a su posición original y así evitan que el elemento de pasador se salga de la abertura pasante.
En una configuración ventajosa de la realización, el elemento de pasador presenta un resalte circunferencial en un segundo extremo, sobre el cual se apoya el muelle de pretensión para presionar el elemento de pasador contra la válvula de control. El muelle de pretensión ejerce así una fuerza sobre el elemento de pasador a través del resalte circunferencial para presionarlo contra la válvula de control. En consecuencia, el muelle de pretensión se apoya por un lado en la brida de control y por otro lado en el resalte y, debido a su pretensión, presiona el elemento de pasador contra la válvula de control. En una configuración ventajosa de la realización, el diámetro del resalte es mayor que el diámetro de la abertura pasante.
En una realización ventajosa, la válvula de control presenta una válvula de salida y una válvula de entrada, donde el elemento de pasador está unido de manera operativa a la válvula de salida y la brida de control a la válvula de entrada. El fluido se puede alimentar a la cámara de presión a través de la válvula de entrada y el fluido se puede descargar de la cámara de presión a través de la válvula de salida. Ventajosamente, las dos válvulas están configuradas como válvulas de muelle. Debido al diseño estructural del dispositivo de accionamiento, la válvula de entrada y la válvula de salida se pueden hacer más cortas en comparación con las válvulas conocidas del estado de la técnica. Esto da como resultado una ventaja con respecto a los costes. Además, debido a la baja construcción de la válvula de entrada, la abrasión en la válvula de entrada se reduce por el muelle integrado en ella, y así aumenta su vida útil. La pretensión o la fuerza de muelle del muelle de pretensión es ventajosamente mayor que la fuerza de muelle del muelle de la válvula de salida.
En una realización ventajosa, el dispositivo de accionamiento está diseñado de tal manera que la válvula de entrada se cierra y la válvula de salida se abre durante un rebote y la válvula de entrada se abre y la válvula de salida se cierra durante una compresión. En particular, el dispositivo de actuación está diseñado de tal manera que la válvula de entrada se cierra durante un rebote y la válvula de salida se abre después de puentear el primer recorrido libre, y durante la compresión la válvula de entrada se abre después de puentear un segundo recorrido libre y la válvula de salida se cierra. Coordinando las fuerzas de muelle del muelle central y el muelle de pretensión entre sí, se puede implementar una secuencia de conmutación para la compresión y extensión del muelle de aire de una manera sencilla. En particular, se puede establecer un estado de conmutación definido mediante la fuerza del muelle o la pretensión de ambos muelles.
En una realización ventajosa, la brida de control presiona contra la válvula de entrada durante una compresión después de puentear un segundo recorrido libre para abrir la válvula de entrada. Como resultado, la válvula de entrada no se acciona inmediatamente cuando se desvía el muelle neumático, sino solo después de que se haya superado el segundo recorrido libre.
En una configuración ventajosa de la realización, el dispositivo de accionamiento presenta un muelle adicional que está dispuesto entre la brida de control y la válvula de entrada y que presiona la brida de control alejándola de la válvula de salida. El muelle adicional presiona ventajosamente el elemento de pasador alejándolo de la válvula de salida después de puentear el primer recorrido libre. Por tanto, el muelle hace que el miembro de pasador se aleje de la válvula de salida durante un rebote para abrir la válvula de salida.
En una configuración ventajosa de la realización, el muelle central está dispuesto alrededor del tubo guía. En particular, el muelle central descansa directamente sobre el tubo guía. Esto guía el muelle central durante la compresión y el rebote.
En una configuración ventajosa de la realización, el pistón rodante está unido al tubo guía a través de un elemento de brida, donde el elemento de brida está apoyado en el muelle central y dispuesto de forma desplazable sobre el tubo guía. De este modo, el pistón rodante presiona el muelle central a través del elemento de brida durante la compresión, de modo que se comprime durante la compresión. En una configuración ventajosa de la realización, el extremo del tubo guía presenta pestañas que impiden que el elemento de brida se deslice hacia abajo del tubo guía. El elemento de brida está configurado ventajosamente como un disco anular, donde el pistón rodante está apoyado radialmente en el exterior sobre el elemento de brida. El disco anular puede estar provisto de una sección de manguito radialmente en el interior.
En una realización ventajosa, el tubo guía presenta al menos un saliente que se desplaza dentro de un canal introducido en el elemento de cierre durante la compresión y el rebote. Esto evita la rotación entre el dispositivo de accionamiento y un amortiguador durante la compresión y el rebote.
En una configuración ventajosa de la realización, el muelle neumático presenta un amortiguador sobre el que se dispone el tubo guía de forma móvil. Como resultado, además de la función de suspensión y control de nivel, el muelle neumático también presenta una función de amortiguación. Además, el movimiento del tubo guía se guía de forma segura durante la compresión y el rebote en el amortiguador. El amortiguador está diseñado preferentemente como amortiguador hidráulico.
En una configuración ventajosa de la realización, se realiza al menos una abertura en el tubo guía. La abertura actúa como una ventana de enfriamiento para el amortiguador. En una configuración ventajosa de la realización, se realizan un gran número de aberturas en el tubo guía.
En una configuración ventajosa de la realización, la brida de control presenta un contorno ovalado. Como resultado, el fuelle del muelle neumático, que presenta la forma de una manguera en el estado despresurizado, se puede simplemente tirar sobre la brida de control para montar el muelle neumático
A continuación se describe un muelle neumático, así como otras características y ventajas mediante un ejemplo de realización, que está representado esquemáticamente en los dibujos adjuntos. En este sentido muestran:
la figura 1 una sección longitudinal a través de un muelle neumático con un sistema de control de nivel;
la figura 2 un detalle ampliado de la sección longitudinal de la válvula de control de la figura 1; y
la figura 3 una sección longitudinal a través del muelle neumático, donde el sistema de control de nivel se muestra sin cortar.
En la Figura 1 se muestra un muelle neumático 10, que se usa para controlar la posición de nivel de la cabina de conductor (no mostrado) o un vehículo de motor (no mostrado).
El muelle neumático 10 presenta un elemento de cierre 12, un pistón rodante 14 y un fuelle de muelle neumático 16 que conecta el elemento de cierre 12 y el pistón rodante 14 entre sí. El fuelle de muelle neumático 16 está unido al elemento de cierre 12 y al pistón rodante 14 de manera hermética al aire por medio de un anillo de sujeción 18 y forma una cámara de presión 20 que se llena con fluido. El fluido puede ser aire, en particular aire comprimido, gas o un medio compresible.
El muelle neumático 10 también presenta un amortiguador 22, cuyo vástago de pistón 24 se extiende a través del pistón rodante 14 y que está conectado en su extremo libre a un primer cojinete de elastómero 26. El muelle neumático 10 se fija a una primera parte del vehículo (no mostrada) a través del primer cojinete de elastómero 26. Para sellar la cámara de presión 20, se proporciona un anillo de sellado 28 entre el pistón rodante 14 y el vástago de pistón 24.
Para limitar el movimiento de compresión del muelle neumático 10, en el interior del pistón rodante 14 está dispuesto un amortiguador 72, que es penetrado por el vástago del pistón 24 y se apoya sobre una base del pistón rodante 14. El amortiguador 72 interactúa con una tapa amortiguador 74 dispuesta en el lado superior del amortiguador 22.
Como también se puede ver en la figura 1, el amortiguador 22 está unido al elemento de cierre 12. En particular, el amortiguador 22 se extiende a través del elemento de cierre 12. Para sellar la cámara de presión 20, se proporcionan anillos de sellado 28 entre el elemento de cierre 12 y el vástago de pistón 24. En su extremo que sobresale del elemento de cierre 12, el amortiguador 22 presenta un segundo cojinete de elastómero 30 que se utiliza para sujetar el muelle neumático 10 a una segunda parte del vehículo (no mostrada).
Un sistema de control de nivel 32 para suministrar y/o descargar fluido en la cámara de presión 20 también está integrado en el muelle neumático 10 con el fin de controlar la posición de nivel del vehículo de motor o una cabina de conductor en función de la carrera del muelle neumático.
El sistema de control de nivel 32 presenta al menos una válvula de control 34 para suministrar y/o descargar el fluido en la cámara de presión 20 y un dispositivo de accionamiento 36 unido de manera operativa a la válvula de control 34.
El dispositivo de accionamiento 36 presenta un tubo guía 38, que está acoplado al pistón rodante14 y está dispuesto de forma móvil en el amortiguador 22, un elemento de accionamiento 40 que acciona la válvula de control 34 y un dispositivo de muelle de compresión 42.
El tubo guía 38 está conectado al pistón rodante 14 a través de un elemento de brida 44. El elemento de brida 44 está configurado como un disco anular y presenta una sección de manguito 45 radialmente en el interior, que está dispuesta de manera desplazable sobre el tubo guía 38. El pistón rodante 14 está apoyado radialmente en el exterior sobre el elemento de brida 44. Para evitar que el elemento de brida 44 se deslice hacia abajo desde el tubo guía 38, el tubo guía 38 presenta pestañas 47 en sus extremos.
En su extremo orientado hacia la válvula de control 34, el tubo guía 38 presenta una brida de control 46 que es ovalada. Debido al contorno ovalado de la brida de control 46, el fuelle del muelle neumático 16, que presenta la forma de una manguera en el estado despresurizado, se puede simplemente tirar sobre la brida de control 46 para el montaje del muelle neumático 10.
Como puede verse en la figura 2, el tubo guía 38 presenta un saliente 48 que está guiado en un canal 50 formado en el elemento de cierre 12. Durante la compresión y el rebote del muelle neumático 10, el saliente 48 se mueve en el canal 50.
Esto evita la rotación entre el amortiguador 22 y el dispositivo de accionamiento 36 durante la compresión y el rebote.
Como puede verse en la figura 3, el tubo guía 38 presenta una pluralidad de aberturas 49. Las aberturas 49 sirven para enfriar el amortiguador 22.
El dispositivo de muelle de compresión 42 presenta un muelle central 52 que rodea al tubo de guía 38 y un muelle de pretensión 54 que está asignado a la válvula de control 34. Ambos muelles están diseñados como muelles de compresión, donde el muelle central 52 está pretensado con más fuerza que el muelle de pretensión 54. El elemento de brida 54 se apoya en el muelle central 52. El propio muelle central 52 se apoya en la brida de control 46. El muelle de pretensión 54 está acoplado al elemento de accionamiento 40 y se apoya sobre toda la superficie en una parte inferior de la brida de control 46.
Como puede verse en particular en la figura 2, el elemento de accionamiento 40 está diseñado como un elemento de pasador 56 que se extiende de forma móvil a través de una abertura pasante 58 realizada en la brida de control 46.
En el lado opuesto a la válvula de control 34, el elemento de pasador 56 presenta un ensanchamiento 60 en forma de pestañas de retención 62. Las pestañas de retención 62 están diseñadas como pasadores 63 con engrosamientos 65 en sus extremos libres. Los pasadores 63 están separados entre sí por escotaduras 64 de modo que las pestañas de retención 62 puedan pivotar. A través de las pestañas de retención 62 se realiza la fijación del elemento de pasador 56 en la brida de control 46. Para ello, el elemento de pasador 56 se inserta con las pestañas de retención 62 en la abertura pasante 58. Como resultado, las pestañas de retención 62 se presionan juntas de modo que el elemento de pasador 56 se pueda empujar a través de la abertura pasante 58. Cuando las pestañas de retención 62 emergen de la abertura pasante 58, vuelven a pivotar a su posición original y así evitan que el elemento de pasador 56 se salga de la abertura pasante 58.
Como también se puede ver en la figura 2, en un extremo orientado hacia la válvula de control 34, el elemento de pasador 56 presenta un resalte circunferencial 67 sobre el cual se apoya el muelle de pretensión 54 para presionar el elemento de pasador 56 contra la válvula de control 34.
La válvula de control 34 presenta una válvula de salida 66 y una válvula de entrada 68, ambas diseñadas como válvulas de muelle, donde la válvula de salida 66 está unida de manera operativa al elemento de pasador 56 y la válvula de entrada 68 a la brida de control 46. Como también se puede ver en la figura 2, un muelle 70, que pertenece al dispositivo de accionamiento 36, está dispuesto entre la brida de control 46 y la válvula de entrada 68.
Cuando la válvula de salida 66 está abierta, se descarga fluido de la cámara de presión 20 durante un rebote. Cuando la válvula de entrada 68 está abierta, se alimenta fluido a la cámara de presión 20 durante la compresión. Para este propósito, la válvula de entrada 68 está unida a un dispositivo de suministro de fluido (no mostrado) a través de un conector 69.
En el estado mostrado en las figuras 1 y 3, la válvula de salida 66 y la válvula de entrada 68 están cerradas, porque el elemento de pasador 56 se presiona contra la válvula de salida 66 por la pretensión del dispositivo de muelle de compresión 42 y la brida de control 46 está separada de la válvula de entrada 68. Para que la válvula de salida permanezca cerrada, la pretensión del muelle de pretensión 54 deberá ser mayor que la pretensión del muelle en la válvula de salida 66. Para abrir la válvula de salida 66 durante un rebote, el tubo guía 38 se aleja de la válvula de control 34 debido a la pretensión del muelle 70, donde la brida de control 46, después de puentear un primer recorrido libre 76, transporta el elemento de pasador 56 a través de las pestañas de retención 62 y, por lo tanto, se aleja de la válvula de salida 66. Para abrir la válvula de entrada 68 durante la compresión, la brida de control 46 presiona la válvula de entrada 68 después de puentear un segundo recorrido libre 78, así como la pretensión del muelle 70.
El control de la posición de nivel del muelle neumático 10 mediante el sistema de control de nivel 32 se describe a continuación. En las Figuras 1 y 3, se muestra la posición neutra del muelle neumático 10, en la que la válvula de salida 66 y la válvula de entrada 68 están cerradas.
Durante la compresión o carga, el vástago de pistón 24 se mueve hacia el amortiguador 22 y, al mismo tiempo, el fuelle de muelle neumático 16 rueda sobre el pistón rodante 14. Como resultado, el pistón rodante 14 se mueve hacia abajo en la dirección del elemento de cierre 12 y, por tanto, ejerce una fuerza sobre el elemento de brida 44. Dado que el elemento de brida 44 se apoya en el muelle central 52, el muelle central 52 ejerce una presión sobre el tubo guía 38, de modo que el tubo guía se mueve en la dirección del elemento de cierre 12. Durante la compresión, el dispositivo de muelle de compresión 42 y la brida de control 46 presionan el elemento de pasador 56 contra la válvula de salida 66. Como resultado, la válvula de salida 66 se cierra durante una compresión. Al mismo tiempo, el tubo guía 38 se mueve hacia el elemento de cierre 12 debido a la fuerza introducida en el muelle central 52, donde la brida de control 46 comprime el muelle 70. Después de puentear el segundo recorrido libre 78, el elemento de brida 44 presiona la válvula de entrada 68. Como resultado, se abre la válvula de entrada 68, de modo que el fluido fluye hacia la cámara de presión 20 a través de la válvula de entrada 68. En caso de una nueva compresión, el muelle central 52 se comprime y asume el rebote.
En el caso de un rebote o compresión, el pistón rodante 14 se mueve hacia arriba alejándose del elemento de cierre 12, donde el muelle central 52 rebota y el elemento de brida 44 presiona hacia arriba. Al mismo tiempo, el muelle de pretensión 54 y el muelle 70 presionan el tubo guía 38 hacia arriba. Mientras no se haya puenteado todavía el primer recorrido libre 76, la brida de control 46 se mueve con relación al elemento de pasador 56, donde el elemento de pasador 56 se sigue presionando contra la válvula de salida 66 debido a la pretensión del muelle de pretensión 54. Después de puentear el primer recorrido libre 76, el muelle de pretensión 54 rebota por completo, de modo que solo el muelle 70 presiona el tubo guía 38 en la dirección del pistón rodante 14. Después de puentear el primer recorrido libre 76, la brida de control 46 lleva consigo el elemento de pasador 56 a través de las pestañas de retención 62. Como resultado, el elemento de pasador 56 se aleja de la válvula de salida 66 y la válvula de salida 66 se abre, de modo que el fluido fluye fuera de la cámara de presión 20 hacia el entorno.
En el caso del muelle neumático 10, el muelle de pretensión 54 puede apoyarse sobre toda la superficie de la brida de control 46 debido al diseño estructural del dispositivo de accionamiento 36, de modo que toda la fuerza de muelle del muelle de pretensión 54 presiona sobre el elemento de pasador 56 y, por lo tanto, sobre la válvula de salida 66. Como resultado, se puede reducir la fuerza del muelle o la pretensión del muelle de pretensión 54 y el muelle central 52. Por tanto, el dispositivo de muelle de compresión 42 del muelle neumático 10 presenta una baja desviación general, como resultado de lo cual se mejora la comodidad y el comportamiento acústico del muelle neumático 10.
Debido a la menor desviación del dispositivo de muelle de compresión 42, el elemento de cierre 12 se puede hacer más delgado, lo que conduce a un ahorro de material. Además, para el elemento de cierre 12 y/o el pistón rodante 14 se puede utilizar un material con menor rigidez o resistencia, como por ejemplo PA6, lo que supone un ahorro de costes. Además, el dispositivo de accionamiento 36 presenta un número reducido de piezas, por lo que se reducen los costes de montaje del muelle neumático 10. Además, el diámetro del pistón rodante 14 se puede reducir de modo que la rigidez del muelle neumático 10 se pueda representar en una zona más grande. Finalmente, debido al diseño estructural del dispositivo de accionamiento 36, hay más espacio de instalación disponible para la tapa de amortiguador 74, de modo que se puede aumentar su diámetro, lo que da como resultado una vida útil más larga del amortiguador 72. Además, el dispositivo de muelle de compresión 42, en particular el muelle central 52, presenta una pequeña desviación del muelle.
Lista de referencias
10 muelle neumático
12 elemento de cierre
14 pistón rodante
16 fuelle de muelle neumático
18 anillo de sujeción
20 cámara de presión
amortiguador
vástago de pistón
cojinete de elastómero
anillo de sellado
segundo cojinete de elastómero sistema de control de nivel válvula de control
dispositivo de accionamiento
tubo guía
elemento de accionamiento dispositivo de muelle de compresión elemento de brida
sección de manguito
brida de control
pestaña
saliente
abertura
canal
muelle central
muelle de pretensión
elemento de pasador
abertura de paso
prolongación
pestaña de retención
pasador
escotadura
engrosamiento
válvula de salida
resalto
válvula de entrada
conector
muelle
tope
tapa de amortiguador
primer recorrido libre
segundo recorrido libre

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Muelle neumático (10) para controlar la posición de nivel de una cabina de conductor o un vehículo de motor con un elemento de cierre (12), un pistón rodante (14) y un fuelle de muelle neumático (16) que está conectado al pistón rodante (14) y al elemento de cierre (12) para formar una cámara de presión (20) llena de fluido, donde un sistema de control de nivel (32) para alimentar y/o descargar fluido está integrado en la cámara de presión (20) para controlar la posición de nivel de la cabina de conductor o el vehículo de motor en función de la carrera del muelle neumático, donde el sistema de control de nivel (32) presenta al menos una válvula de control (34) para alimentar y/o descargar el fluido con respecto a la cámara de presión (20) y un dispositivo de accionamiento (36) unido de manera operativa a la válvula de control (34), donde el dispositivo de accionamiento (36) presenta un tubo guía (38) que está acoplado al pistón rodante (14) o al elemento de cierre (12) y está dispuesto de manera móvil dentro de la cámara de presión (20), un elemento de accionamiento (40) que está diseñado como un elemento de pasador (56) y acciona la válvula de control (34) y un dispositivo de muelle de compresión (42), donde el dispositivo de muelle de compresión (42) presenta un muelle central (52) acoplado al pistón rodante (14) o al elemento de cierre (12) y un muelle de pretensión (54) acoplado al elemento de pasador (56), donde el tubo guía (38) presenta una brida de control (46) a la que se acopla el elemento de pasador (56) y sobre la cual se apoya el muelle de pretensión (54) para presionar el elemento de pasador (54) contra la válvula de control (34).
2. Muelle neumático según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de pasador (56) y la brida de control (46) se pueden mover uno con respecto al otro, de modo que la brida de control (46) se mueve sobre un primer recorrido libre (76) con respecto al elemento de pasador (56) durante un rebote del muelle neumático (10) y, después de puentear el primer recorrido libre (76), la brida de control (46) lleva el elemento de pasador (56) con ella y lo aleja de la válvula de control (34).
3. Muelle neumático según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el elemento de pasador (56) presenta una prolongación (60) en un primer extremo.
4. Muelle neumático según la reivindicación 3, caracterizado porque la prolongación (60) está diseñada como pestañas de retención (62).
5. Muelle neumático según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento de pasador (56) presenta en un segundo extremo un resalto circunferencial (67) sobre el cual se apoya el muelle de pretensión (54) para presionar el elemento de pasador (54) contra la válvula de control (34).
6. Muelle neumático según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la válvula de control (34) presenta una válvula de salida (66) y una válvula de entrada (68), donde el elemento de pasador (56) está unido de manera operativa con la válvula de salida (66) y la brida de control (46) con la válvula de entrada (68).
7. Muelle neumático según la reivindicación 6, caracterizado porque el dispositivo de accionamiento (36) está diseñado de tal manera que la válvula de entrada (68) se cierra y la válvula de salida (66) se abre durante un rebote y la válvula de entrada (68) se abre y la válvula de salida (66) se cierra durante una compresión.
8. Muelle neumático según cualquiera de las reivindicaciones 6 o 7, caracterizado porque durante la compresión después de puentear un segundo recorrido libre (78), la brida de control (46) presiona contra la válvula de entrada (68) para abrir la válvula de entrada (68).
9. Muelle neumático según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque el dispositivo de accionamiento (36) presenta otro muelle (70) que está dispuesto entre la brida de control (46) y la válvula de entrada (68) y que empuja la brida de control (46) alejándola de la válvula de salida (66).
10. Muelle neumático según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el muelle central (52) está dispuesto alrededor del tubo guía (38).
11. Muelle neumático según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el pistón rodante (14) está unido al tubo guía (38) a través de un elemento de brida (44), donde el elemento de brida (44) está dispuesto de manera que se apoya en el muelle central (52) y se puede desplazar sobre el tubo guía (38).
12. Muelle neumático según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el tubo guía (38) presenta al menos un saliente (48) que se mueve durante la compresión y el rebote dentro de un canal (50) introducido en el elemento de cierre (12) o el pistón rodante (14).
13. Muelle neumático según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por un amortiguador (22) en el que está dispuesto de forma móvil el tubo guía (38).
14. Muelle neumático según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el tubo guía (38) está realizada al menos una abertura (49).
15. Muelle neumático según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la brida de control (46) presenta un contorno ovalado.
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