ES2958589T3 - Elemento de conducción con elemento de amortiguación - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un elemento lineal (100) con un elemento interior (IE), un elemento exterior (AE) que rodea el elemento interior y un elemento amortiguador (DE) dispuesto entre el elemento interior (IE) y el elemento exterior (AE). , por ejemplo de tejido de punto de alambre o de una manguera enrollada en tiras. El elemento amortiguador (DE) puede estar compuesto en particular de un material que se desgasta más fácilmente que el elemento exterior (AE) y/o el elemento interior (IE), por ejemplo de cobre. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Elemento de conducción con elemento de amortiguación
La invención se refiere a un elemento de conducción con un elemento interno, un elemento externo y un elemento de amortiguación situado entre ellos. Los elementos de conducción de este tipo se montan preferiblemente en líneas de gas de escape en automóviles y se conectan entre sí de manera flexible unidades de conducción individuales y rígidas.
En el conducto de gas de escape de automóviles se forman continuamente vibraciones ocasionadas, por ejemplo, por desequilibrios de elementos de rotación en el motor, en el turbo o en unidades secundarias, debido a los perfiles de presión en forma de pulsos del motor de combustión o debido a los movimientos de conducción asociados con irregularidades de la calzada y su retroacción en el chasis.
A este respecto, los elementos de conducción o “ elementos de desacoplamiento” tienen el objetivo de desacoplar las vibraciones y movimientos de este tipo en el sistema de gas de escape de automóviles. Además, compensan posibles tolerancias de montaje.
Debido a los tamaños de construcción cada vez más pequeños, la flexibilidad de los elementos de conducción debe aumentarse, lo que aumenta la tendencia a la vibración con frecuencias propias, por lo que la vida útil disminuye. Por lo tanto, es importante una buena amortiguación de los elementos de conducción.
Por el documento DE 202015 104 177 U1 se conocen distintas formas de realización de elementos de conducción que se componen de una manguera interior y una manguera exterior, en donde, por regla general, al menos una de las mangueras es estanca a los gases. Otro estado de la técnica se encuentra en los documentos DE 102008 001 297 A1, DE 102011 053 131 A1, DE 102010037 162 A1, DE 102015 102258, WO 2017/016728 A1 y DE 102012 013946 A1. Todos los documentos mencionados se recogen en la presente solicitud haciendo referencia completa.
El documento DE 10 2010 037 162 A1 divulga la disposición de un tejido metálico entre una manguera enrollada metálica interna y un fuelle de membrana externo.
El documento WO 2016/110737 A1 divulga un elemento de conducción con un fuelle ondulado y una manguera enrollada dispuesta en él, en donde, en el exterior, en al menos un enrollamiento del fuelle ondulado ensanchado axialmente está dispuesto un anillo de amortiguación.
El documento WO 2016/005096 A1 da a conocer un elemento de conducción con un alambre como elemento de acoplamiento amortiguador entre una manguera interior en una manguera exterior.
Además, por el documento US 2016/003388 A1 se conoce un elemento de conducción que contiene una manguera enrollada flexible como elemento interno, una banda de tejido enrollada alrededor, así como un fuelle ondulado como elemento externo. Ante esto, el objetivo de la presente invención era proporcionar una estructura alternativa sencilla y robusta de un elemento de conducción con elemento de amortiguación.
Este objetivo se consigue según la invención mediante elementos de conducción según la reivindicación 1. Perfeccionamientos ventajosos de estos elementos de conducción están contenidos en las reivindicaciones dependientes.
Un elemento de conducción según la invención contiene
- un elemento interno;
- un elemento externo que rodea el elemento interno;
- un elemento de amortiguación dispuesto entre elemento interno y elemento externo, por ejemplo, de una manguera enrollada.
La expresión “tejido de punto” designa de manera muy general a una disposición regular o irregular de partes en forma de hilo o de fibra, por ejemplo, alambres metálicos. Debido a su estructura con muchos espacios intermedios y flexiones de los hilos/fibras, el tejido alcanza una elasticidad relativamente grande, así como buenas propiedades de amortiguación debido al movimiento relativo y rozamiento entre hilos/fibras individuales.
El elemento interno y/o el elemento externo están en contacto preferiblemente de manera puntual, lineal, en una superficie parcial o en toda la superficie con el elemento de amortiguación.
El elemento interno es una manguera enrollada, en particular, una manguera enrollada metálica. Las mangueras enrolladas de este tipo se conocen en distintas formas de realización (de una capa, de varias capas, en forma de agrafe, con escamas interiores y/o escamas exteriores etc.). Formas de realización típicas se describen, por ejemplo, en el documento DE 202015 104 177 U1.
Además, el elemento externo del elemento de conducción puede estar configurado como un fuelle ondulado, un fuelle enrollado, o un fuelle de membrana. Mientras que los fuelles ondulados se fabrican normalmente mediante conformación por alta presión interna que se realiza con una operación de recalcado a partir de un tubo, los fuelles enrollados y fuelles de membrana son elementos rotacionalmente simétricos u ondulados en espiral, soldados en la zona perfilada que o presentan ondulaciones marcadas en perpendicular al eje de rotación u ondulaciones en espiral. Una estructura de fuelle enrollada puede estar enganchada preferiblemente en arrastre de forma o estar soldada de manera imbricada o en unión de materiales. Los elementos de este tipo se describen, por ejemplo, en el documento DE 10 2008001 297 A1 o el documento DE 102011 053 131 A1.
Fundamentalmente el material del elemento de amortiguación está seleccionado de manera que se minimiza el desgaste por la fricción con el elemento interno y/o elemento externo. En particular, así puede impedirse o al menos reducirse un desgaste del material del elemento externo/elemento interno en la zona de contacto. Esto puede lograrse, por ejemplo, mediante una selección de material adecuada y/o tratamiento de material de las capas de contacto del elemento de amortiguación y elemento interno/elemento externo.
El elemento de amortiguación se compone preferiblemente de un material que se desgasta más fácilmente que el elemento interno y/o el elemento externo. En particular, la superficie del elemento de amortiguación puede ser más blanda que el material del elemento externo y/o del elemento interno (medido, por ejemplo, en los procedimientos HR o HV según Rockwell o Vickers), de manera que el material del elemento de amortiguación y no el elemento externo o el elemento interno se desgasta mediante el contacto por fricción.
En formas de realización ajenas a la invención, el elemento de amortiguación puede contener un tejido metálico o estar compuesto íntegramente por este.
En el caso anterior, el elemento de amortiguación contiene preferiblemente (al menos) un alambre (hilo) con un recubrimiento.
Según la invención, el elemento de amortiguación puede contener una manguera enrollada flexible, un fuelle ondulado, una estructura de fuelle de membrana o una estructura de fuelle enrollada o estar compuesto por estos. Para estas formas de realización, se aplican de manera análoga las explicaciones realizadas anteriormente con respecto al elemento interno o elemento externo. En particular, el elemento de amortiguación puede ser una manguera enrollada flexible de cobre.
Como ya se ha mencionado, una manguera enrollada de este tipo puede utilizarse en distintas formas de realización (de una capa, de varias capas, en forma de agrafe, con escamas interiores y/o escamas exteriores etc., cf. documento DE 202015 104177 U1).
Una manguera enrollada que forma el elemento de amortiguación puede presentar además, preferiblemente, una menor rigidez que el elemento interno y/o que el elemento externo (es decir, las fuerzas o momentos de torsión de igual magnitud provocan en el elemento de amortiguación cambios en la forma mayores que en el caso de elementos con mayor rigidez). Normalmente, a este respecto la disipación operativa generada estando el elemento de amortiguación en funcionamiento es menor que la del elemento interno y/o elemento externo, es decir, su deformación no es tan importante para el comportamiento de amortiguación de todo el elemento de conducción.
Además, opcionalmente puede emplearse un acondicionamiento de la superficie del elemento de amortiguación, del elemento interno y/o del elemento externo (cf. WO 2017/016728 A1).
El elemento de amortiguación puede contener preferiblemente al menos uno de los siguientes materiales o estar compuesto por estos: cobre, aleaciones de cobre, bronce, aluminio, aleaciones de aluminio, acero fino, acero, zinc, fosfato de zinc, titanio, tántalo, aleaciones de base de níquel, grafito, aramida (p.ej. Kevlar 9), latón y/o sulfuro de molibdeno.
Además, el elemento externo y/o el elemento interno puede contener al menos uno de los siguientes materiales o estar compuesto por estos: acero fino, acero, zinc, aleaciones de aluminio, cobre, titanio, tántalo, aleaciones de base de níquel, latón y/o bronce.
Según un perfeccionamiento de la invención, el elemento interno y/o el elemento externo puede presentar al menos en una sección axial del elemento de conducción una sección transversal no circular. En particular, puede tener una sección transversal poligonal, en donde las esquinas normalmente están redondeadas. Asimismo, un elemento interno/externo no redondo se combina por regla general con un elemento externo/interno redondo. Debido a la falta de redondez puede producirse de manera sencilla un contacto por puntos, líneas o superficial. El elemento de amortiguación se adapta por regla general a la forma de la cavidad formada entre elemento interno y elemento externo.
Información adicional sobre elementos de conducción con una disposición coaxial de un elemento interno y externo se encuentran en el documento DE 202015 104 177 U1, que se retoma en la presente solicitud haciendo referencia en toda su extensión.
A continuación la invención se explica con más detalle a modo de ejemplo con ayuda de las figuras. A este respecto, muestra:
la figura 1 un corte longitudinal a través de un elemento de conducción ajeno a la invención con un tejido metálico como elemento de amortiguación;
la figura 2 distintas geometrías de banda posibles del elemento interno y del elemento de amortiguación;
la figura 3 secciones transversales a través de elementos de conducción según la invención con elemento interno ovalado, triangular, cuadrangular, pentagonal y hexagonal,
la figura 4 un corte longitudinal a través de un elemento de conducción según la invención con una manguera enrollada como elemento de amortiguación.
La figura 1 muestra un corte longitudinal a través de un elemento de desacoplamiento ajeno a la invención o elemento 100 de conducción que está formado por la manguera 120 enrollada como elemento interno (en las figuras señalada también con “ IE” ), un elemento 110 externo (“AE” ) y un elemento 130 de amortiguación (“ DE” ). En el ejemplo mostrado, el elemento externo AE es un fuelle 110 de membrana ondulado en forma anular.
El elemento 130 de amortiguación puede extenderse axialmente por toda la longitud o solo por una parte del elemento 100 de conducción.
El elemento 130 de amortiguación se forma, por ejemplo, mediante un tejido de alambre de cobre. Este tejido de cobre en el ensamblaje del elemento 100 de conducción se estira a través del elemento 120 interno y después se monta en la envoltura del elemento 110 externo.
Las ventajas del elemento de desacoplamiento 100 representado consisten en una menor complejidad de producción, la utilización de piezas constructivas estándar y buenas propiedades de amortiguación. Además, mediante el grosor de alambre del elemento 130 de amortiguación, su vida útil por así decirlo “ puede ajustarse” .
El tejido puede ser preferiblemente de un hilo, de dos hilos, de tres hilos, de cuatro hilos o de varios hilos. El alambre del tejido presenta normalmente un diámetro de aprox. de 0,1 a 0,5 mm, preferiblemente, de aprox. de 0,5 mm a 1,0 mm o de aprox. de 1,0 mm a 2,6 mm.
El material de tejido del elemento 130 de amortiguación contiene o se compone preferiblemente de cobre, aleaciones de cobre, bronce, aluminio y otros metales no ferrosos. A este respecto, también pueden estar implicados materiales diferentes cuando se presentan más de dos hilos.
Además, el alambre del elemento 130 de amortiguación puede presentar recubrimientos que presentan funciones de optimización de rozamiento o de aumento de resistencia o similares.
La figura 2 ilustra (no de manera concluyente) distintas geometrías de banda posibles del elemento interno IE (representado en corte longitudinal a través de uno, dos o tres enrollamientos de banda). Se muestran una manguera 120a agrafada, una manguera 120b agrafada con escamas exteriores, una manguera 120c agrafada de doble escama con escamas interiores y escamas exteriores, así como otras geometrías 120d-120k imbricadas y/o enganchadas. El material del elemento interno IE es preferiblemente acero fino. Normalmente el grosor de la banda enrollada asciende aprox. a de 0,07 mm a 0,26 mm, aprox. de 0,26 mm a 0,5 mm preferiblemente.
En formas de realización preferidas, el elemento interno IE o el elemento externo AE tienen una sección transversal no redonda (mientras que el otro extremo en cada caso del elemento de conducción tiene una sección transversal redonda). Es especialmente preferible que el elemento interno IE tenga una sección transversal no redonda y el elemento externo AE tenga una sección transversal redonda.
En la figura 3 se representan a este respecto en cinco vistas frontales de variantes de un elemento de conducción con un elemento 120 interno no redondo y un elemento 110 externo circular. Asimismo, el elemento 130 de amortiguación asociado se muestra con una sección transversal circular; aunque, en general, adoptará una forma que se adapta más o menos al espacio intermedio disponible.
Se representa un elemento interno con una sección transversal ovalada, triangular, cuadrangular, pentagonal, y una hexagonal, aunque también son posibles otras geometrías discrecionales no redondas.
En la figura 4 para una forma de realización según la invención de un elemento 200 de conducción se representa un corte longitudinal a través de una sección axial de la pared. El elemento 200 de conducción contiene los siguientes componentes:
- Un elemento interno 220 o IE, que, está formado, por ejemplo, por una manguera agrafada 120b según la figura 2.
- Un elemento 230 de amortiguación o DE, que está formado, por ejemplo, por una manguera enrollada 120e según la figura 2. Preferiblemente, este elemento 230 de amortiguación se compone de un material más blando que el elemento 220 interno colindante o elemento externo 210, por ejemplo, de cobre o de un material que contiene cobre. Además, su rigidez es preferiblemente menor que la del elemento 220 interno y/o la del elemento 210 externo.
- Un elemento 210 externo o AE que se compone en este caso de un fuelle de membrana arrollado.
El elemento 230 de amortiguación está dispuesto coaxialmente entre el elemento 220 interno situado en el interior y el elemento 210 externo situado en el exterior. Mediante el contacto con el elemento 220 interno y elemento 210 externo, la manguera 230 enrollada actúa como amortiguador y mediante una selección adecuada de su material impide un desgaste de elemento 220 interno y elemento 210 externo.
Las geometrías representadas en la figura 2 también pueden realizarse naturalmente con una manguera enrollada como elemento de amortiguación, en donde esta puede tener entonces una sección transversal redonda o también una sección transversal no redonda. Una sección transversal no redonda tiene preferiblemente la misma geometría (ovalada, triangular, cuadrangular, poligonal, etc.) como el elemento interno no redondo (o el elemento externo, en caso de que no sea redondo). Además, un elemento de amortiguación DE no redondo también puede combinarse con un elemento externo redondo y un elemento interno redondo.
En todos los elementos de conducción representados en las figuras, el elemento externo AE puede formarse opcionalmente por un fuelle enrollado, fuelle ondulado o un fuelle de membrana soldado en la zona de perfil superior, rotacionalmente simétrico u ondulado en espiral. Ejemplos de tales elementos externos AE se encuentran en los documentos DE 102008 001 297 A1, DE 102011 053 131 A1 y DE 102013 104446 A1.
Claims (6)
1. Elemento (100, 200) de conducción con
-un elemento interno (IE), que se compone de una manguera (120, 120a-120k, 220) enrollada flexible;
-un elemento (AE) externo que rodea el elemento interno, que se compone de un fuelle (110) ondulado, una estructura de fuelle de membrana o una estructura (210) de fuelle enrollada;
-un elemento (DE) de amortiguación dispuesto entre elemento (IE) interno y elemento (AE) externo;caracterizado por queel elemento (230, DE) de amortiguación
-contiene una manguera (120a-120k, 230) enrollada flexible fabricada a partir de una o varias bandas enrolladas perfiladas metálicas mediante enrollado con geometría de varias capas y/o con geometría enganchada de los enroscamientos, o
-un fuelle ondulado, o
-una estructura de fuelle de membrana, o
-una estructura de fuelle enrollada o se compone de estos.
2. Elemento (100, 200) de conducción según la reivindicación 1
caracterizado por queel elemento (DE) de amortiguación se compone de un material que se desgasta más fácilmente como el elemento (IE) interno y/o el elemento (AE) externo.
3. Elemento (100, 200) de conducción según al menos una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por queel elemento (DE) de amortiguación contiene al menos uno de los siguientes materiales o se compone de estos: cobre, aleaciones de cobre, bronce, zinc, fosfato de zinc, titanio, tántalo, níquel, aleaciones de base de níquel, aramida, latón y/o sulfuro de molibdeno.
4. Elemento (100, 200) de conducción según al menos una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por queel elemento (DE) de amortiguación, el elemento (IE) interno y/o el elemento (AE) externo está acondicionado al menos localmente en una superficie, en particular, mediante un procedimiento de difusión térmico o termoquímico o procedimiento de recubrimiento de superficie.
5. Elemento (100, 200) de conducción según al menos una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por queel elemento (DE) de amortiguación, el elemento (IE) interno y/o el elemento (AE) externo presenta al menos en una sección axial del elemento de conducción una sección transversal no circular, preferiblemente, una sección transversal poligonal.
6. Elemento (100, 200) de conducción según al menos una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por queel elemento (DE) de amortiguación presenta una menor rigidez que el elemento (IE) interno y/o el elemento (AE) externo.
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