IT201800003310A1 - STRUCTURE OF HYDRAULIC SHOCK ABSORBER - Google Patents
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Description
STRUTTURA DI AMMORTIZZATORE IDRAULICO. STRUCTURE OF HYDRAULIC SHOCK ABSORBER.
DESCRIZIONE DESCRIPTION
L’invenzione riguarda una struttura di ammortizzatore idraulico, particolarmente per sospensioni di cicli, motocicli, autoveicoli e simili. Le sospensioni idrauliche per veicoli a due o quattro ruote, comprendono generalmente un ammortizzatore idraulico, a sua volta comprendente: The invention relates to a hydraulic shock absorber structure, particularly for suspensions of cycles, motorcycles, motor vehicles and the like. The hydraulic suspensions for two or four-wheel vehicles generally comprise a hydraulic shock absorber, in turn comprising:
- un corpo tubolare, in gergo noto anche come ‘canna’, - a tubular body, also known in jargon as a 'barrel',
- uno stantuffo, posto a scorrere all’interno di tale corpo tubolare, comprendente una parte centrale con valvole di passaggio olio, ed una parte perimetrale anulare comprendente uno o più anelli di tenuta sagomati in modo che la loro superficie esterna scorra a contatto con la superficie interna del corpo tubolare, - a piston, placed to slide inside this tubular body, comprising a central part with oil passage valves, and an annular perimeter part comprising one or more sealing rings shaped so that their external surface slides in contact with the inner surface of the tubular body,
- uno stelo portante lo stantuffo. - a rod carrying the piston.
Il corpo tubolare è generalmente riempito con olio. The tubular body is generally filled with oil.
L’olio ha il duplice compito di rallentare il movimento dello stantuffo, e quindi dello stelo, all’interno del corpo tubolare, cooperando a realizzare l’ammortizzazione, e di ridurre l’attrito di scorrimento tra gli anelli di tenuta dello stantuffo e la superficie interna del corpo tubolare stesso. The oil has the dual task of slowing down the movement of the piston, and therefore of the rod, inside the tubular body, cooperating to achieve the cushioning, and to reduce the sliding friction between the piston sealing rings and the internal surface of the tubular body itself.
Uno dei problemi più sentiti in tale ambito tecnico è, infatti, quello del trafilamento indesiderato dell’olio di ammortizzazione tra stantuffo e corpo tubolare, poiché tale passaggio di olio non è governato, diversamente dal passaggio d’olio che avviene attraverso le valvole di passaggio olio presenti sullo stantuffo, e quindi l’effetto di ammortizzazione può essere diverso da quello di progetto, con conseguenti ripercussioni sulla qualità del funzionamento della sospensione di cui l’ammortizzatore è parte. One of the most felt problems in this technical field is, in fact, that of the unwanted leakage of the damping oil between the piston and the tubular body, since this passage of oil is not governed, unlike the passage of oil that occurs through the passage valves. oil present on the piston, and therefore the damping effect may be different from that of the design, with consequent repercussions on the quality of the operation of the suspension of which the shock absorber is part.
Un altro importante problema degli ammortizzatori ad olio di tipo noto è, per contro, quello dell’attrito tra stantuffo e superficie interna del corpo tubolare. Another important problem of known type oil shock absorbers is, on the other hand, that of the friction between the piston and the internal surface of the tubular body.
Tale attrito viene regolarizzato tramite la trafilazione d’olio tra stantuffo e superficie interna del corpo tubolare, in modo da evitare la rapida consunzione, ovvero l’usura, per strisciamento nelle zone di contatto e soprattutto il modo da evitare uno scorrimento irregolare dello stantuffo, che avrebbe ripercussioni negative sulla qualità del funzionamento della sospensione di cui l’ammortizzatore è parte. This friction is regularized through the oil leakage between the piston and the internal surface of the tubular body, in order to avoid rapid wear, i.e. wear, by sliding in the contact areas and above all in order to avoid an irregular sliding of the piston. which would have negative repercussions on the quality of operation of the suspension of which the shock absorber is a part.
Compito del presente trovato è quello di mettere a punto una struttura di ammortizzatore idraulico capace di ovviare ai citati inconvenienti e limiti della tecnica nota. The aim of the present invention is to provide a hydraulic shock absorber structure capable of obviating the aforementioned drawbacks and limitations of the known art.
In particolare, uno scopo del trovato è quello di mettere a punto una struttura di ammortizzatore idraulico capace di assicurare il regolare scorrimento tra stantuffo e superficie interna del corpo tubolare, e al contempo minimizzare il trafilamento d’olio tra gli stessi stantuffo e superficie interna del corpo tubolare. In particular, an object of the invention is to provide a hydraulic shock absorber structure capable of ensuring regular sliding between the piston and the internal surface of the tubular body, and at the same time minimizing the leakage of oil between said piston and the internal surface of the tubular body. tubular body.
Un altro scopo del trovato è quello di mettere a punto una struttura di ammortizzatore capace di lavorare più a lungo senza interventi di manutenzione per usura dei suoi componenti, rispetto ad analoghi ammortizzatori di tipo noto. Another object of the invention is to provide a shock absorber structure capable of working longer without maintenance due to wear of its components, with respect to similar shock absorbers of known type.
Il compito nonché gli scopi sopra citati sono raggiunti da una struttura di ammortizzatore idraulico secondo la rivendicazione 1. The above mentioned aim and objects are achieved by a hydraulic shock absorber structure according to claim 1.
Ulteriori caratteristiche della struttura di ammortizzatore idraulico secondo la rivendicazione 1 vengono descritte nelle rivendicazioni dipendenti. Further characteristics of the hydraulic shock absorber structure according to claim 1 are described in the dependent claims.
Il compito ed i suddetti scopi, assieme ai vantaggi che verranno menzionati in seguito, sono di seguito evidenziati dalla descrizione di una forma esecutiva dell’invenzione, che viene data, a titolo indicativo ma non limitativo, con riferimento alle tavole di disegno allegate, dove: The aim and the aforementioned purposes, together with the advantages that will be mentioned below, are highlighted below by the description of an embodiment of the invention, which is given, as an indication but not of limitation, with reference to the attached drawing tables, where :
- la figura 1 rappresenta una vista laterale in sezione di una struttura di ammortizzatore idraulico secondo il trovato; Figure 1 is a sectional side view of a hydraulic shock absorber structure according to the invention;
- la figura 2 rappresenta un particolare di figura 1; - figure 2 represents a detail of figure 1;
- la figura 3 rappresenta un esploso prospettico di una struttura di ammortizzatore idraulico secondo il trovato; Figure 3 is a perspective exploded view of a hydraulic shock absorber structure according to the invention;
Con riferimento alle figure citate, una struttura di ammortizzatore idraulico secondo il trovato, particolarmente per sospensioni di cicli, motocicli, autoveicoli e simili, è indicata nel suo complesso con il numero 10. With reference to the aforementioned figures, a hydraulic shock absorber structure according to the invention, particularly for suspensions of cycles, motorcycles, motor vehicles and the like, is indicated as a whole with the number 10.
Tale struttura di ammortizzatore idraulico 10 comprende: This hydraulic shock absorber structure 10 comprises:
- un corpo tubolare 11 avente un asse principale di simmetria X e una superficie interna 16; - a tubular body 11 having a main axis of symmetry X and an internal surface 16;
- uno stantuffo 12, posto a scorrere all’interno del corpo tubolare 11, comprendente una parte centrale 13, con valvole di passaggio olio non illustrate per semplicità e da intendersi di tipo noto, ed una parte perimetrale anulare 14, comprendente almeno un anello di tenuta, ad esempio due anelli di tenuta 18 e 19, il quale almeno un elemento di tenuta presenta una superficie esterna 15 sagomata in modo da scorrere a contatto con la superficie interna 16 del corpo tubolare 11; - uno stelo 17 portante lo stantuffo 12. - a piston 12, placed to slide inside the tubular body 11, comprising a central part 13, with oil passage valves not illustrated for simplicity and of a known type, and an annular perimeter part 14, comprising at least one ring of seal, for example two sealing rings 18 and 19, which at least one sealing element has an external surface 15 shaped so as to slide in contact with the internal surface 16 of the tubular body 11; - a rod 17 carrying the piston 12.
La peculiarità della struttura di ammortizzatore idraulico 10 secondo l’invenzione risiede nel fatto che tale almeno un anello di tenuta è in materiale metallico; ad esempio i due anelli di tenuta 18 e 19 sono in materiale metallico. The peculiarity of the hydraulic shock absorber structure 10 according to the invention lies in the fact that at least one sealing ring is made of metal; for example the two sealing rings 18 and 19 are made of metallic material.
Nel presente esempio realizzativo lo stantuffo 12 presenta sagoma cilindrica. In the present embodiment, the piston 12 has a cylindrical shape.
Anche il corpo tubolare 11 è da intendersi avente sagoma cilindrica. Un simile corpo tubolare 11 è noto nel gergo del settore anche come ‘canna’. The tubular body 11 is also to be understood as having a cylindrical shape. A similar tubular body 11 is also known in the jargon of the sector as 'barrel'.
Gli anelli di tenuta in materiale metallico 18 e 19 sono posizionati in modo coassiale rispetto allo stantuffo 12. The metal sealing rings 18 and 19 are positioned coaxially with respect to the piston 12.
Lo stantuffo 12 è da intendersi ovviamente coassiale al corpo tubolare 11 e al suo asse principale di simmetria X. The piston 12 is obviously to be understood as coaxial to the tubular body 11 and to its main axis of symmetry X.
La struttura di ammortizzatore 10 qui descritta presenta due anelli di tenuta in materiale metallico 18 e 19, essendo da intendersi che essa può comprendere anche un solo anello di tenuta in materiale metallico, oppure più di due anelli di tenuta in materiale metallico, ovvero almeno due anelli di tenuta in materiale metallico. The shock absorber structure 10 described here has two sealing rings in metal material 18 and 19, it being understood that it can also comprise a single sealing ring in metal material, or more than two sealing rings in metal material, or at least two sealing rings in metallic material.
Ciascuno di tali anelli di tenuta in materiale metallico 18 e 19 è alloggiato in una corrispondente scanalatura perimetrale 20 e 21 definita sulla parte perimetrale anulare 14 dello stantuffo. Each of these metal sealing rings 18 and 19 is housed in a corresponding perimeter groove 20 and 21 defined on the annular perimeter part 14 of the piston.
Gli anelli di tenuta in materiale metallico 18 e 19 sono realizzati in una lega Ferro – Carbonio. The metal sealing rings 18 and 19 are made of an iron - carbon alloy.
In particolare, tali anelli di tenuta in materiale metallico 18 e 19 sono realizzati in una lega Ferro – Carbonio ad elevato contenuto di Carbonio. In particular, these metal seal rings 18 and 19 are made of an iron - carbon alloy with a high carbon content.
Ad esempio, e preferibilmente, tali anelli di tenuta in materiale metallico 18 e 19 sono realizzati in ghisa. For example, and preferably, these metal seal rings 18 and 19 are made of cast iron.
Tali anelli di tenuta 18 e 19 realizzati in ghisa determinano un miglioramento del movimento dello stantuffo 12 dentro al corpo tubolare 11 rispetto alle soluzioni tecniche note. Said sealing rings 18 and 19 made of cast iron result in an improvement in the movement of the piston 12 inside the tubular body 11 with respect to known technical solutions.
Tali anelli di tenuta in ghisa 18 e 19, che definiscono la superficie esterna 15 che scorre a contatto con la superficie interna 16 del corpo tubolare 11, grazie alle qualità della stessa ghisa, presentano caratteristiche di durezza e quindi di resistenza all'abrasione che ben si prestano al peculiare utilizzo in un ammortizzatore. These cast iron sealing rings 18 and 19, which define the external surface 15 which slides in contact with the internal surface 16 of the tubular body 11, thanks to the qualities of the same cast iron, have characteristics of hardness and therefore of resistance to abrasion which they lend themselves to the peculiar use in a shock absorber.
Inoltre la ghisa ha un coefficiente di dilatazione termica più basso rispetto all’acciaio dolce e tale peculiarità, aggiunta all'effetto lubrificante del carbonio presente nella ghisa sotto forma di grafite, la rende adatta per accoppiamenti ove vi siano variazioni di temperatura, come è il caso di un anello di tenuta che debba strisciare all’interno di un corpo tubolare di un ammortizzatore. Furthermore, cast iron has a lower thermal expansion coefficient than mild steel and this peculiarity, added to the lubricating effect of the carbon present in the cast iron in the form of graphite, makes it suitable for couplings where there are variations in temperature, such as the case of a sealing ring that has to slide inside a tubular body of a shock absorber.
Tali anelli di tenuta in materiale metallico 18 e 19 presentano caratteristiche di durezza di tipo HB = 108 – 114, oppure similmente di tipo HV = 340 – 430. These metal seal rings 18 and 19 have hardness characteristics of the HB = 108 - 114 type, or similarly of the HV = 340 - 430 type.
In alternativa, tali anelli di tenuta in materiale metallico 18 e 19 sono realizzati in acciaio nitrurato. Alternatively, said sealing rings 18 and 19 made of metallic material are made of nitrided steel.
Tali anelli di tenuta in materiale metallico 18 e 19 realizzati in acciaio nitrurato hanno preferibilmente caratteristiche di durezza del tipo HV = 1000 – 1200. These metal sealing rings 18 and 19 made of nitrided steel preferably have hardness characteristics of the type HV = 1000 - 1200.
Il corpo tubolare 11 è realizzato anch’esso in materiale metallico. The tubular body 11 is also made of metal material.
Tale corpo tubolare 11 è realizzato ad esempio in acciaio, oppure in alluminio. Said tubular body 11 is made for example of steel or aluminum.
Un'altra importante peculiarità della struttura di ammortizzatore idraulico 10 secondo l’invenzione è costituita dal fatto che la superficie interna 16 del corpo tubolare 11 presenta microsolchi di trafilatura olio 20 distribuiti almeno sulla parte di superficie interna preposta ad essere interessata dallo strisciamento degli anelli di tenuta in materiale metallico 18 e 19. Another important peculiarity of the hydraulic shock absorber structure 10 according to the invention is constituted by the fact that the internal surface 16 of the tubular body 11 has oil drawing micro-grooves 20 distributed at least on the part of the internal surface intended to be affected by the sliding of the rings. metal seal 18 and 19.
Preferibilmente, tali microsolchi 20 hanno dimensioni della profondità tra i 3 ed i 6 µn. Preferably, such microgrooves 20 have depth dimensions between 3 and 6 µn.
Tali microsolchi 20, come ben visibile in figura 2, si sviluppano secondo traiettorie aventi angolo d’inclinazione α avente valore tra 42° e 30° rispetto ad un piano di sezione trasversale P; preferibilmente tale angolo d’inclinazione α di 36°. These micro-grooves 20, as clearly visible in figure 2, develop according to trajectories having an inclination angle α having a value between 42 ° and 30 ° with respect to a plane of cross section P; preferably this angle of inclination α of 36 °.
I microsolchi 20 assicurano una diffusa presenza di olio tra la superficie esterna 15 dello stantuffo 12 e la superficie interna 16 del corpo tubolare 11 e di conseguenza una ottimale lubrificazione con il minimo possibile di olio. The micro grooves 20 ensure a widespread presence of oil between the external surface 15 of the piston 12 and the internal surface 16 of the tubular body 11 and consequently an optimal lubrication with the minimum possible oil.
I microsolchi 20 sono infatti configurati in modo che tra la superficie esterna 15 dello stantuffo 12 e la superficie interna 16 del corpo tubolare 11 sia presente la minima quantità di olio, lubrificante, tale da permettere allo stantuffo 12 di scorrere nel corpo tubolare 11 con attrito regolare, minimizzando così al contempo la quantità d’olio che passa da una parte all’altra dello stantuffo 12 a causa del gioco di accoppiamento tra la superfice esterna 15 dello stantuffo 12 e la superficie interna 16 del corpo tubolare 11. The micro grooves 20 are in fact configured so that between the external surface 15 of the piston 12 and the internal surface 16 of the tubular body 11 there is the minimum quantity of lubricating oil, such as to allow the piston 12 to slide in the tubular body 11 with friction. adjust, thus minimizing at the same time the amount of oil that passes from one part of the piston 12 to the other due to the coupling clearance between the outer surface 15 of the piston 12 and the inner surface 16 of the tubular body 11.
Inoltre, il diametro esterno della superficie laterale 14a della parte perimetrale anulare 14 dello stantuffo 12 è dimensionato in modo tale che tale superficie esterna 14a non tocchi la superficie interna 16 e al contempo in modo tale da minimizzare il passaggio d’olio tra tale superficie esterna 14a e la stessa superficie interna 16. Furthermore, the external diameter of the lateral surface 14a of the annular perimeter part 14 of the piston 12 is dimensioned in such a way that this external surface 14a does not touch the internal surface 16 and at the same time in such a way as to minimize the passage of oil between said external surface. 14a and the same internal surface 16.
Un’altra importante peculiarità della struttura di ammortizzatore idraulico 10 secondo l’invenzione è costituita dal fatto che detta superficie interna 16 del corpo tubolare 11 presenta un rivestimento 21, visibile in figura 2, di durezza Vickers HV0.3 compresa tra 500 e 700, o di altra durezza equivalente. Another important peculiarity of the hydraulic shock absorber structure 10 according to the invention is constituted by the fact that said internal surface 16 of the tubular body 11 has a coating 21, visible in figure 2, with a Vickers HV0.3 hardness between 500 and 700, or of other equivalent hardness.
Tale rivestimento 21 è realizzato, ad esempio, in Nichel e Carburo di Silicio. Said coating 21 is made, for example, of Nickel and Silicon Carbide.
In alternativa, tale rivestimento 21 è realizzato mediante un trattamento superficiale al plasma, tale trattamento da intendersi di tipo in sé noto. Alternatively, this coating 21 is made by means of a plasma surface treatment, this treatment being understood to be of a per se known type.
I microsolchi 20 sono realizzati sul rivestimento 21. The micro grooves 20 are made on the coating 21.
Tali microsolchi 20 sono realizzati ad esempio mediante lappatura. Il rivestimento 21 è quindi lappato, sia quando realizzato in Nichel e Carburo di Silicio, sia quando realizzato mediante trattamento superficiale al plasma. Such micro-grooves 20 are made for example by lapping. The coating 21 is therefore lapped, both when made of nickel and silicon carbide, and when made by plasma surface treatment.
Grazie al rivestimento 21 con microsolchi, e ai peculiari anelli di tenuta in materiale metallico 18 e 19, la struttura di ammortizzatore idraulico 10 secondo l’invenzione presenta caratteristiche di resistenza all’usura e di precisione e stabilità di funzionamento migliori rispetto ad analoghi ammortizzatori idraulici di tipo noto. Thanks to the coating 21 with micro grooves, and to the peculiar sealing rings in metal material 18 and 19, the hydraulic shock absorber structure 10 according to the invention has characteristics of resistance to wear and of precision and operating stability which are better than similar hydraulic shock absorbers. of a known type.
Si è quindi in pratica constatato come il trovato raggiunga il compito e gli scopi preposti. In practice it has therefore been found that the invention achieves the intended aim and objects.
In particolare, con l’invenzione si è messa a punto una struttura di ammortizzatore capace di assicurare il regolare scorrimento tra stantuffo e superficie interna del corpo tubolare, e al contempo minimizzare il trafilamento d’olio tra gli stessi stantuffo e superficie interna del corpo tubolare. In particular, the invention has developed a shock absorber structure capable of ensuring smooth sliding between the piston and the internal surface of the tubular body, and at the same time minimizing the leakage of oil between the same piston and the internal surface of the tubular body. .
In particolare, con l’invenzione si è messa a punto una struttura di ammortizzatore capace di lavorare più a lungo senza interventi di manutenzione per usura dei suoi componenti, rispetto ad analoghi ammortizzatori di tipo noto. In particular, the invention has developed a shock absorber structure capable of working longer without maintenance due to wear of its components, compared to similar shock absorbers of a known type.
L’invenzione così concepita è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti. The invention thus conceived is susceptible of numerous modifications and variations, all falling within the scope of the inventive concept; moreover, all the details can be replaced by other technically equivalent elements.
In pratica, i componenti ed i materiali impiegati, purché compatibili con l’uso specifico, nonché le dimensioni e le forme contingenti, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e dello stato della tecnica. In practice, the components and materials used, provided they are compatible with the specific use, as well as the contingent shapes and dimensions, may be any according to the needs and the state of the art.
Ove le caratteristiche e le tecniche menzionate in qualsiasi rivendicazione siano seguite da segni di riferimento, tali segni di riferimento sono da intendersi apposti al solo scopo di aumentare l’intelligibilità delle rivendicazioni e di conseguenza tali segni di riferimento non hanno alcun effetto limitante sull’interpretazione di ciascun elemento identificato a titolo di esempio da tali segni di riferimento. Where the characteristics and techniques mentioned in any claim are followed by reference signs, these reference signs are to be understood as affixed for the sole purpose of increasing the intelligibility of the claims and consequently such reference signs have no limiting effect on the interpretation. of each element identified by way of example by such reference signs.
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|---|---|
| IT (1) | IT201800003310A1 (en) |
Citations (6)
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| US2522229A (en) * | 1945-08-14 | 1950-09-12 | Sellers E Jessup | Piston |
| US4280601A (en) * | 1979-06-21 | 1981-07-28 | Gabriel Of Canada Limited | Shock absorber with improved piston compression valve mechanism |
| CN1236065A (en) * | 1998-05-18 | 1999-11-24 | 都智伟 | Slide tube type damper |
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-
2018
- 2018-03-06 IT IT102018000003310A patent/IT201800003310A1/en unknown
Patent Citations (6)
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