MX2014003189A - Muelle elastomerico compresible. - Google Patents

Abstract

Un muelle compresible incluye un cuerpo sustancialmente sólido que define un eje central y fabricado a partir de un material elastomérico. Un pilar sustancialmente sólido se erige axialmente en un extremo del cuerpo sustancialmente sólido. También hay un labio que está dispuesto en un extremo dista! del pilar axial en un plano que es sustancialmente transversal al eje central. Se puede proporcionar un orificio axial que se extienda a través de los espesores del cuerpo y el pilar. Además, se puede proporcionar un elemento en forma de placa que sea fijado mecánicamente al cuerpo sustancialmente sólido durante el proceso de formación, en donde el pilar es pasado a través de una abertura central en el elemento rígido y en donde el labio enjaula una porción de espesor del elemento rígido alrededor de la abertura central.

Description

MUELLE ELASTOMÉRICO COMPRESIBLE REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud está estrechamente relacionada con la solicitud co-pendiente de E.U.A. número de serie 1 3/233 ,23 1 titulada "amortiguador elastomérico para vagón ferroviario" . Esta solicitud está siendo cedida al cesionario de la presente invención y la descripción de esta solicitud co-pendiente se incorpora aquí por referencia a la misma.

Esta solicitud está además estrechamente relacionada con la solicitud de E.U.A. número de serie 12/ 1 50, 809 titulada "muelle elastomérico compresible" , con la solicitud de E.U.A. número de serie 1 2/ 1 50,928 titulada " almohadilla elastomérica para un muelle elastomérico compresible", con la solicitud de E.U.A. número de serie 12/ 1 50,929 titulada "método para hacer un muelle elastomérico compresible" , con la patente de utilidad estadounidense número 7,98 1 ,348 , expedida el 19 de julio de 201 1 , con la solicitud de E.U.A. número de serie 12/1 50,926 titulada placa para un muelle compresible. Estas solicitudes están cedidas al cesionario de la presente invención y las descripciones de estas solicitudes están incorporadas por referencia a la misma.

CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere, en general, a muelles elastoméricos compresibles para absorber y disipar energía y, más particularmente, esta invención se refiere a muelles elastoméricos compresibles para al menos absorber y disipar energía durante el funcionamiento de un vagón de tren de pasaj eros o de carga y, todavía más particularmente, la presente invención se refiere a un muelle elastomérico compresible que tiene una nueva disposición para la fijación de almohadillas elastoméricas a elementos en forma de placa axialmente dispuestos en serie entre sí.

DECLARACIÓN RELATIVA A LA INVESTIGACIÓN Y EL DESARROLLO FEDERAL PATROCINADO N/D REFERENCIA A LISTADO DE SECUENCIAS. UNA TABLA O UN PROGRAMA INFORMÁTICO QUE LISTA APÉNDICE DE DISCO COMPACTO N/D ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Antes de la concepción y el diseño de la presente invención, se han hecho esfuerzos para mejorar los muelles elastoméricos especialmente empleados en los ensambles de amortiguador para amortiguar fuerzas de impacto dinámicas compresivas y de choque encontradas durante la constitución y el funcionamiento de un vehículo ferroviario . Aunque distintos tipos de divulgaciones de la técnica anterior, incluyendo las descripciones de las solicitudes relacionadas con referencias cruzadas, describen tales diversas mejoras a los muelles elastoméricos, se ha encontrado que se requieren mej oras adicionales en la zona de fij ación de la almohadilla elastomérica a un elemento en forma de placa a fin de mejorar la simetría de la almohadilla elastomérica y para permitir una compresión sustancialmente igual de cada almohadilla elastomérica cuando una pluralidad de tales almohadillas elastoméricas y elementos en forma de placa sean dispuestos en serie dentro de una pila de muelles.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De acuerdo con un aspecto, la invención proporciona un muelle compresible. El muelle compresible incluye una almohadilla elastomérica que tiene un cuerpo sustancialmente sólido que define un eje central y fabricada a partir de un material elastomérico. Un pilar sustancialmente sólido es axialmente erecto en un extremo del cuerpo sustancialmente sólido. Hay un labio que está dispuesto en un extremo distal del pilar axial en un plano que es sustancialmente transversal al eje central. El muelle también puede incluir un orificio axial que se extienda a través de los espesores del cuerpo y el pilar. Igualmente también, el muelle puede incluir un elemento en forma de placa rígido que sea fijado mecánicamente a la almohadilla elastomérica durante el proceso de formación, en donde el pilar pasa a través de una abertura central en el elemento rígido y en donde el labio enjaula una porción de espesor déla elemento rígido alrededor de la abertura central.

De acuerdo con otro aspecto, la pluralidad de almohadillas y elementos rígidos están interpuestos en serie entre sí para definir una pila de muelles.

De acuerdo con un aún otro aspecto, la invención proporciona un método para fabricar un muelle elastomérico compresible. El método incluye la etapa de proporcionar un cuerpo de preforma de una sola pieza, unitario y sustancialmente sólido que incluye una sección transversal predeterminada dispuesta normal a un eje central del cuerpo de preforma, un par de extremos axiales separados aparte que definen el espesor del cuerpo de preforma, cada uno de el par de extremos axiales tiene cada una de una superficie generalmente plana dispuesta normal al ej e central, un pilar axial sustancialmente sólido que se erige en uno del par de extremos axiales y un orificio axial formado a través de cada uno del espesor del cuerpo sustancialmente sólido y un espesor del pilar sustancialmente sólido. Luego, proporcionar un par de elementos formadores, al menos uno del par de elementos formadores tiene un medio de desplazamiento de material al menos uno de dispuesto integral con, y fij ado a una superficie del mismo . Después, colocar el cuerpo de preforma sustancialmente sólido entre el par de elementos de formación. Insertar el medio de desplazamiento de material en el orificio axial. Por último, aplicar fuerza axial a por lo menos uno del par de elementos de formación.

OBJETOS DE LA INVENCIÓN Es, por lo tanto, uno de los obj etos primarios de la presente invención proporcionar una nueva almohadilla elastomérica para un muelle elastomérico compresible.

Otro obj eto de la presente invención es proporcionar una nueva almohadilla elastomérica para un muelle elastomérico compresible que incluya un labio axial dispuesto en un extremo de la almohadilla a fin de enj aular una porción de espesor de un elemento en forma de placa.

Otro objeto más de la presente invención es proporcionar una nueva almohadilla elastomérica para un muelle elastomérico compresible que incluya un orificio axial.

Un obj eto adicional de la presente invención es proporcionar un muelle elastomérico que utilice una pluralidad de las almohadillas elastoméricas descritas anteriormente aseguradas a elementos en forma de placa de manera que se forme una pila de muelles.

Además de los varios obj etos y ventaj as de la presente invención que se han descrito con cierto grado de especificidad anteriormente, diversos otros obj etos y ventajas de la invención se harán más fácilmente evidentes para aquellas personas que sean expertas en la técnica relevante, en particular, cuando dicha descripción se tome en conjunto con las figuras de los dibujos adjuntos y con las reivindicaciones adjuntas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una vista en perspectiva de un muelle elastomérico.

La figura 2 es una vista plana del muelle elastomérico de la figura 1 .

La figura 3 es una vista en elevación transversal del muelle elastomérico a lo largo de las líneas 111 - 111 de la figura 2.

La figura 4 es una vista en elevación de una preforma empleada en la fabricación del muelle elastomérico de las figuras 1 -3.

La figura 5 es una vista en elevación de placas de formación empleadas en la formación del muelle de las figuras 1 -3.

La figura 6 es una vista en elevación de una pila de muelles que emplea los muelles elastoméricos de las figuras 1 -3.

La figura 7 es una vista en elevación de la pila de muelles de la figura 6, que ilustra en particular un par de elementos en forma de placa extrema.

La figura 8 ilustra una vista en elevación transversal parcial de la pila de muelles de la figura 6, que ilustra particularmente topes sólidos sobre elementos en forma de placa rígidos dispuestos en serie dentro de la pila de muelles.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Antes de proceder a la descripción más detallada de la presente invención, debe tenerse en cuenta que, en aras de la claridad y la comprensión, los componentes idénticos que tengan funciones idénticas han sido identificados con números de referencia idénticos en todas las diversas vistas ilustradas en las figuras de los dibuj os.

Ahora se hace referencia a las figuras 1 -3 , en las que se muestra un muelle compresible, designado en general como 400. Tal muelle compresible 400 incluye un elemento elastomérico compresible, generalmente designado como 408 , y comúnmente conocido como una almohadilla. La almohadilla 408 incluye un cuerpo sustancialmente sólido 41 0 que define un ej e central 412. El ej e central 41 2 también define un ej e central del muelle compresible 400. El cuerpo sustancialmente sólido 410 define un primer extremo axial 414 que tiene una primera superficie extrema 41 6 dispuesta en un primer plano que es generalmente transversal al ej e central 412. Un segundo extremo axial 41 8 del cuerpo sustancialmente sólido 41 0 tiene una segunda superficie extrema 420 dispuesta en un segundo plano que es generalmente transversal al eje central 41 2. La segunda superficie extrema 420 está separada de la primera superficie extrema 41 6 a lo largo del ej e central 412. Una distancia entre las primera y segunda superficies extremas, 41 6 y 420, respectivamente, a lo largo del eje central 412 define un espesor del cuerpo sustancialmente sólido 41 0. Las superficies extremas 416 y 420 son de preferencia sustancialmente planas, pero pueden incluir desviaciones tales como depresiones y salientes. Una superficie periférica curvada hacia afuera 424 une al primero y segundo extremos axiales 41 4 y 41 8, respectivamente, para completar la forma convencional básica del cuerpo sustancialmente sólido 41 0. La superficie periférica 424 en la presente invención se define por una región media 424a y un par de regiones extremas 424b y 424c, cada una teni endo un radio más pequeño que el radio de la región media 424a. No es necesario que las regiones extremas 424b y 424c sean idénticas entre sí, en donde el radio de la región extrema 424c dispuesta en el segundo extremo axial 41 8 sea menor que el radio de la región extrema 424b. Sin embargo, actualmente se contempla que los radios de dichas regiones extremas 424b y 424c sean de un tamaño sustancialmente cercano uno del otro a fin de proporcionar una simetría sustancial de la superficie periférica 424 en un plano sustancialmente paralelo al plano que tenga el ej e central 41 2 dispuesto en el mismo. Tal simetría sustancial se ha encontrado ventajosa en compresión uniforme de la almohadilla elastomérica 408 a lo largo del ej e central 412.

Otro elemento esencial de la almohadilla 408 es un pilar sustancialmente sólido 426 que se erige axialmente en un extremo del cuerpo sustancialmente sólido 410, referenciado con el número 414 en la figura 2. Más específicamente, el pilar sustancialmente sólido 426 se erige sobre la superfici e extrema 41 6 de tal extremo axial 41 4. En la modalidad actualmente preferida de la invención, el pilar sustancialmente sólido 426 tiene una sección transversal generalmente redonda en un plano que es sustancialmente transversal al ej e central 41 2 y tiene además cada uno de un espesor sustancialmente uniforme y diámetro sustancialmente uniforme a lo largo.

Sin embargo, otro elemento esencial de la almohadilla 408 es un labio periférico 428 que está di spuesto en un extremo distal del pilar sustancialmente sólido 426 en un plano que es sustancialmente transversal al ej e central 412. Queda entendido que el labio periférico 428 tiene una forma anular en el plano que es sustancialmente transversal al ej e central 41 2.

El último elemento esencial de la almohadilla 408 es un orificio axial 430 que se forma a través del espesor del cuerpo sustancialmente sólido 41 0 y a través del espesor del pilar sustancialmente sólido 426.

La criticidad del labio 428 y el orificio axial 430 se explicará más adelante en este documento .

El cuerpo sustancialmente sólido 410 puede definir una proyección opcional o un reborde 434 dispuesto axialmente en un extremo axial opuesto del cuerpo sustancialmente sólido 41 0, referenciado con el número 41 8 en la figura 2. El reborde 434 puede ser proporcionado en secciones, continuas o sin fin y, preferentemente, tiene una forma anular. Además, el reborde anular 434 tiene una sección transversal generalmente triangular en un plano que es sustancialmente paralelo a un plano del ej e central 412, por lo que una base de la sección transversal generalmente triangular se encuentra en una superficie extrema 420 del extremo axial opuesto 41 8.

Una segunda proyección opcional o reborde anular 436 se puede proporcionar en el extremo axial 414 en combinación con el pilar sustancialmente sólido 426 y se pueden proporcionar adicionalmente en combinación con el labio periférico 428.

En la presente invención, la almohadilla 408 se fabrica como un elemento de una pieza unitario que incluye el cuerpo sustancialmente sólido 410, el pilar sustancialmente sólido 426, labio periférico 428 y el reborde anular 434.

El material de dicha almohadilla 408 es un elastómero, y más específicamente, un elastómero termoplástico que ha sido modificado a partir del material virgen original en las primeras etapas del proceso de fabricación. Como se ha enseñado en la solicitud de E.U.A. número de serie 12/ 1 50,928 titulada "almohadilla elastomérica para un muelle elastomérico compresible", incorporada por referencia en el presente documento, el material de elastómero termoplástico antes de ser modificado es un polímero de copoliéster. Tal polímero de copoliéster puede ser del tipo como el fabricado por E. I. DuPont de Nemours & Co. de Wilmington, Delaware bajo la marca comercial HYTREL general o DSM Plastics de Heerlen, NL bajo la marca general Arnitel.

En referencia adicional a las figuras 1 -3 , el muelle compresible 400 también incluye al menos un elemento rígido, generalmente designado como 440. El al menos un elemento rígido 440 es esencialmente un elemento en forma de placa que tiene un par de superficies sustancialmente planas 442 y 444, separadas aparte una de otra a lo largo del ej e central 412 para definir un espesor de el al menos un elemento rígido 440. Una del par de superficies sustancialmente planas, referenciada con el número 442, se coloca en contacto directo esencialmente con toda la superficie extrema 41 6 de uno de los extremos axiales 414 del cuerpo sustancialmente sólido 410. Una abertura central 448 se forma a través del espesor del por lo menos un elemento rígido 440 y está dimensionado de modo que el pilar axial 426 se reciba de forma operativa dentro del mismo . El término "de forma operativa" significa en la presente que el pilar axial 426 se permite pasar a través de la abertura central 448 de manera que el extremo distal del pilar axial 426 se extienda a una distancia predeterminada más allá de una opuesta del par de superficies sustancialmente planas, referenciada con el numeral 444, del por lo menos un elemento rígido 440. Más importante aún, una porción de espesor del por lo menos un elemento rígido 440 alrededor del borde periférico de la abertura central 448 es enj aulada entre una de la superficie extrema 416 del extremo axial 41 8 del cuerpo sustancialmente sólido 41 0 y una superficie interior del labio periférico 428 , como se muestra mejor en la figura 3.

El por lo menos un elemento rígido 440 incluye además una pluralidad de salientes 449 que se erigen en un patrón predeterminado en una del par de superficies sustancialmente planas, referenciada con el numeral 442 del por lo menos un elemento rígido 440 y una pluralidad de aberturas 452 formadas a través el espesor del por lo menos un elemento rígido 440 y las salientes 449 a fin de definir un elemento de forma anular o anillo 450. Como se muestra adicionalmente en la figura 2, hay al menos penetración parcial por cada uno de la pluralidad de anillos 450 del por lo meno s un elemento rígido 440 en el espesor del cuerpo sustancialmente sólido 41 0.

También se prefiere actualmente proporcionar una pluralidad adicional de salientes 453 que se erij an en un patrón predeterminado en uno de los lados opuestos del par de superficies sustancialmente planas, referenciado con el numeral 444 del por lo menos un elemento rígido 440 y una pluralidad adicional de aberturas 456 formadas a través del espesor del por lo menos un elemento rígido 440 y salientes 453 y definiendo elementos de forma anular o anillo 454.

Preferiblemente, los anillos 450 y 454 son idénticos entre sí y se interponen entre sí en un patrón circular en relación con el ej e central 41 2.

Se ha encontrado también que las aberturas 452 y 456 sin las salientes 449 y 453 son suficientes en algunas aplicaciones para proporcionar tanto la fij ación mecánica de la placa 440 y la almohadilla 408 como una barrera o restricción a la expansión y contracción radial de la almohadilla elastomérica 408 durante la compresión y liberación correspondientes del muelle 400.

En la presente invención, el labio periférico 428 que enj aula la porción de espesor alrededor del borde periférico de la abertura central 448 del por lo menos un elemento rígido 440 proporciona nuevos medios para fij ar el cuerpo elastomérico compresible 410 al por lo menos un elemento rígido 440. Se ha encontrado que un espesor sustancialmente pequeño de tal labio 428 no requiere desplazamiento de tal porción de espesor respecto a la porción restante del por lo menos un elemento rígido 440 antes de la fijación del cuerpo sólido 41 0 al mismo. Un medio de fij ación adicional es proporcionado por la penetración de cada uno de la pluralidad de anillos 450 del por lo menos un elemento rígido 440 en el espesor del cuerpo sustancialmente sólido 41 0 y/o por cualquier otro medio convencional.

El método actualmente preferido de fabricación (o formación) del muelle elastomérico compresible 41 0 descrito anteriormente incluye la etapa de proporcionar una preforma unitaria de una sola pieza, generalmente designada como 460, que incluye un cuerpo sustancialmente sólido 461 que tiene una sección transversal predeterminada dispuesta normal a un eje central 462 de la preforma 460. Actualmente se prefiere que dicha sección transversal predeterminada sea sustancialmente redonda y el diámetro de dicho cuerpo sustancialmente sólido 461 es de tamaño ligeramente más pequeño que el diámetro del reborde anular 434 resultante una porción de recogida del mismo. Un par de extremos axiales 464, 466 separados aparte define el espesor de cuerpo de preforma 461 . Cada uno del par de extremos axiales 464, 466 tiene una superficie generalmente plana dispuesta normal al ej e central 462. Un pilar axial sustancialmente sólido 468 se erige en uno del par de extremos axiales, referenciado con el número 464 en la figura 4. Un orificio axial 470 se forma a través cada uno del espesor del cuerpo de preforma 461 y un espesor del pilar sustancialmente sólido 468. El orificio axial 470 tiene un diámetro sustancialmente uniforme en toda su longitud.

El método incluye además la etapa de proporcionar un ensamble que incluya un par de elementos de formación 480 y 492, un elemento alargado, tal como una varilla 482, que tenga un extremo del mismo dispuesto en uno del par de elementos de formación, referenciado con el número 480 en la figura 5 , y una cavidad 484 también proporcionada en el elemento de formación 480 coaxialmente con la varilla alargada 482. La varilla alargada 482 se extiende sustancialmente perpendicular al elemento de formación 480 y define el ej e central del ensamble de formación. Luego, el método incluye la etapa de colocar la preforma 460 entre el par de elementos de formación 480 y 492. Después, el método incluye la etapa de insertar el medio de desplazamiento de material 482 en el orificio axial 470 y aplicar fuerza axial a por lo menos uno del par de elementos de formación. Después de que se retira la fuerza axial, la preforma 460 se forma en la almohadilla 408 descrita anteriormente. El diámetro del cuerpo sólido 461 de la preforma 460 se selecciona de manera que se solape con los anillos 450, como se muestra mejor en la figura 2.

En la forma actualmente preferida, el método incluye un paso adicional de colocar el elemento rígido 440 en el extremo axial 464 que tiene el pilar 468 dispuesto sobre el mismo antes de aplicar la fuerza axial a fin de enclavar mecánicamente el elemento rígido 440 con la almohadilla 408 a modo del labio periférico 428 y aún más por la penetración de cada uno de la pluralidad de anillos opcionales 450 del elemento rígido 440 en el espesor del cuerpo sustancialmente sólido 410. Adecuadamente, la cavidad 484 está dimensionada de modo que forme el labio 428 durante la aplicación de fuerza axial . Queda entendido que el cuerpo sustancialmente sólido 410 es el resultado de comprimir axialmente el cuerpo de preforma 461 sustancialmente sólido de la preforma 460. Por lo tanto, la almohadilla 408 es precomprimida durante el proceso de formación. El elemento de formación 480 está adaptado con una pluralidad de pasadores 486 montados en posiciones para acoplarse con las respectivas aberturas 456 de los anillos 454 para centrar sustancialmente el elemento rígido 440 con la almohadilla 408. Los anillos 454 caben en los orificios 488 que están dispuestos axialmente con los pasadores 486. Imanes 490 opcionales pueden ser incrustados dentro de la superficie del elemento de formación 480 a fin de asegurar temporalmente el elemento rígido 440, que se fabrica a partir de metal, tal como acero. Además, el elemento de formación 492 opuesto está adaptado con un orificio central (o abertura) 494 dimensionado para recibir el extremo axialmente opuesto de la varilla 482 para propósitos de centrado y guía, en donde tal extremo axialmente opuesto de la varilla 482 se mueve recíprocamente y linealmente dentro del orificio central 494.

Con el fin de proporcionar l a simetría sustancial de la superficie periférica 424 en un plano sustancialmente paralelo al plano que tiene el ej e central 412 dispuesto en el mismo, se ha encontrado crítico restringir el extremo 464 del cuerpo de preforma 461 . Por consiguiente, la presente invención contempla una pluralidad de orificios 496 proporcionado dentro de la superficie del elemento de formación opuesto 492 y dimensionados para limitar el extremo 464, pero permitir la facilidad de separación del material elastomérico del cuerpo formado 41 0 de tal elemento de formación opuesto 492 después de que el proceso de formación se haya completado. La presente invención prevé que la pluralidad de proyecciones 422 se definirá en la superficie 420 del extremo axial 41 8 después de tal proceso de formación y puede ser definida además en el reborde anular 434. La presente invención también prevé que tales orificios 496 pueden ser proporcionadas como aberturas en un elemento en forma de placa separado (no se muestra) .

El método de formación también proporciona la eliminación de lisura de la por lo menos una superficie del el emento rígido 440 por cualquier método convencional.

Una de las ventaj as del método descrito anteriormente y la almohadilla elastomérica 408 resultante es que el orificio axial 430 tiene un diámetro sustancialmente uniforme a lo largo de por lo menos quince por ciento ( 1 5%) de su longitud. Actualmente se prefiere seleccionar la relación entre los diámetros del orificio axial 470 y el diámetro exterior del cuerpo de preforma 461 de modo que el orificio axial resultante 430 tenga un diámetro sustancialmente uniforme a través de al menos el setenta y cinco por ciento (75%) de su longitud, sólo interrumpido por una bolsa 438 dispuesta axialmente.

Ahora en referencia a la figura 6, la presente invención proporciona además una pluralidad de muelles elastoméricos compresibles 400, cada uno incluyendo almohadillas elastoméricas 408 (mostradas sin la cavidad 438) y elemento rígido 440, que se dispondrán axialmente entre sí y formarán en un muelle elastomérico compresible, designado en general como 500, preferiblemente por aplicación de otra fuerza axial . Tal muelle elastomérico compresible 500 se conoce comúnmente como una pila de muelles. Durante la formación de la pila de muelles 500, la pluralidad adicional de anillos 454 penetrará en el espesor de la almohadilla 408 dispuesta adyacentemente, proporcionando de esta manera una serie de almohadillas 408 y elementos rígidos 440 entrelazados mecánicamente entre sí. En la modalidad actualmente preferida, el muelle elastomérico compresible 500 también incluye otra almohadilla, generalmente designada como 409, que se construye generalmente similar a la almohadilla 408, a excepción de que un segundo reborde anular 436 se proporciona en la misma superficie que tiene el pilar sustancialmente sólido 426' dispuesto sobre la misma. El pilar 426' es generalmente similar al pilar 426 descrito anteriormente, pero puede diferir en longitud. Además, tal pilar 426' está preferiblemente libre del labio periférico 428.

Con el fin de fabricar una pila de muelles homogénea, se ha encontrado necesario alinear orificios axiales 430 antes de la aplicación de la fuerza axial . Se ha encontrado además necesario alinear generalmente, de manera superpuesta, el reborde anular 434 con la pluralidad adicional de anillos 454. Más particularmente, el diámetro del reborde anular 436 en su punta puede ser ligeramente menor, igual o ligeramente mayor que el diámetro del patrón circular de los anillos 454.

El término homogéneo se entiende en el presente documento como definiendo que todas las almohadillas elastoméricas compresibles 408 , 409 comprimen sustancialmente por i gual a lo largo del ej e central 412, que cada muelle compresible 400 dentro de la pila de muelles 500 disipa una porción sustancialmente igual de la fuerza axial aplicada al extremo de la pila de muelles 500 y está destinado a definir además que todos los muelles 400 individuales tienen una expansión radial sustancialmente igual (estabilidad lateral) durante la aplicación de dicha fuerza axial. En otras palabras, cada muelle compresible 400 opera sustancialmente por igual con los demás muelles compresibles 400 dentro de la pila de muelles 500 durante la compresión y la extensión de la misma.

S in embargo, está dentro del alcance de la presente invención proporcionar una pila de muelles 500 en la que al menos un muelle 400 se seleccione para operar de forma diferente de los muelles 400 restantes, por ejemplo mediante el uso de un material diferente para tal al menos un muelle compresible 400 o formando tal al menos un muelle 400 as partir de una preforma de altura diferente o a una velocidad precomprimida diferente.

Una ventaj a adicional de la pila de muelles 500 antes descrita es que los orificios axiales 430, dispuesto en serie entre sí, permiten la inserción del elemento alargado (no mostrado) a través de los mismos con el fin de alinear correctamente todos los muelles elastoméricos compresibles 400 dentro de la pila de muelles 500.

Ahora, en una referencia especial a la figura 7, en ella se ilustra una pila de muelles, designada en general como 502, que es esencialmente una pila de muelles 500 que tiene un par de elementos rígidos extremos 441 . En dicha forma, una almohadilla elastomérica, referenciada con el número 41 1 está adaptada con un par de pilar 426 y labios periféricos 428 para enclavamiento mecánico a un par de los elementos rígidos 440 y 441 .

Finalmente, en una referencia especial a la figura 8 , en ella se ilustra parcialmente una pila de muelles, designada en general como 504, que es esencialmente una pila de muelles 500 ó 502 que tiene medios para limitar la compresión y subsiguiente expansión radial de cada almohadilla el astomérica 408. De acuerdo con una modalidad actualmente preferida, tales medios incluyen una pestaña periférica 510, ya sea rígidamente fij ada a los elementos rígidos 440, 441 o formada integral con los mismos. Tal pestaña periférica 51 0 define una primera porción 5 12 que depende de una superficie de los elementos rígidos 440, 441 y tiene una sección transversal sustancialmente igual a lo largo. El medio define además una segunda porción 5 1 6 que termina la primera porción 512 y se estrecha hacia adentro hacia el ej e central 412. Convencionalmente, la primera porción 5 12 tiene una forma sustancialmente tubular y la segunda porción 5 16 tiene una forma generalmente troncocónica. En funcionamiento, el borde terminal 5 1 8 de la segunda porción 51 6 está dimensionado para hacer pilar con la superficie del elemento rígido 440, 441 durante la compresión de la pila de muelles 504, limitando de este modo la compresión de la respectiva almohadilla 408 , dispuesta dentro de la pestaña periférica 510, a un altura predeterminada.

Aunque todos los elementos rígidos 440 y 441 se pueden proporcionar con la pestaña periférica 5 10 descrita anteriormente, se contempla que sólo una porción predeterminada de los elementos rígidos 440, 441 dentro de la pila de muelles 504 puede estar adaptada con tal pestaña periférica 5 10. Los elementos rígidos 440, 441 que tienen tal pestaña periférica 5 10 pueden ser dispuestos juntos entre sí o se pueden separar por elementos rígidos 440, 441 en ausencia de cualquier pestaña periférica 5 1 0. Esta configuración es particularmente preferida cuando las respectivas almohadillas 408 se fabrican de un material más blando que las almohadillas 408 restantes y son propensas a una mayor compresión e incluso sobrecompresión cuando se aplica la fuerza axial o carga a lo largo del ej e central 412. Por lo tanto, en la pila de muelles 504 que tiene tales almohadillas suaves 408 colocadas junto al extremo que está más cerca de la aplicación de fuerza axial/carga, las almohadillas blandas 408 se emplearían para absorber condiciones de fuerza/carga más ligeras, incluso, tal vez, minimizando o eliminando sustancialmente la contribución de almohadillas 408 restantes y se puede emplear en combinación con las almohadillas 408 restantes para absorber las máximas condiciones de fuerza/carga. En otras palabras, el empleo de almohadillas 408 fabricadas a partir de al menos dos materiales diferentes permite el . control o la adaptación de l a velocidad de muelle y la absorción de energía en capas o segmentos de la pila de muelles 504. Aunque la pestaña periférica 5 10 proporciona control positivo de la compresión de la almohadilla 408, las almohadillas 408 de diferentes materiales se pueden emplear sin tal pestaña periférica 5 10.

Después de la formación, la almohadilla 408 también tiene su estructura molecular orientada por encima de setenta por ciento (70%) durante el proceso de formación y un factor de forma predeterminada logrado después del proceso de formación permitiendo la absorción y disipación repetitiva de las cargas de impacto dinámico de más de ciento treinta por ciento ( 130%) de resistencia a la tracción final de dicho material de polímero de copoliéster sin el uso del mecanismo de fricción.

Es de entenderse que las cargas de impacto dinámico de más de ciento treinta por ciento ( 1 30%) de resistencia a la tracción final significa aquí que la pluralidad predeterminada de almohadillas 408 y elementos rígidos 440 enclavados mecánicamente entre sí absorben y disipan de forma repetitiva las fuerzas de impacto dinámico aplicadas al muelle compresible elastomérico 400 lo largo del ej e central del mismo, en donde una relación entre un valor de las fuerzas de impacto dinámico aplicadas y un valor de una resistencia a la tracción final del material predeterminado o preseleccionado es mayor que 1 .3 a 1 .

Aunque los muelles 400 y pilas de muelles 500, 502 y 504 han sido descritos como teniendo anillos 450, 454, también se contempla que tales anillos pueden ser sustituidos con dientes de acuerdo con las enseñanzas de las solicitudes mencionadas anteriormente e incorporadas por referencia en el presente documento.

Por lo tanto, la presente invención ha sido descrita en términos tan completos, claros, concisos y exactos como para permitir a cualquier persona experta en la técnica a la que pertenece hacer y usar la misma. S e entenderá que variaciones, modificaciones, equivalentes y sustituciones para los componentes de las modalidades descritas específicamente de la invención pueden ser hechas por aquellos expertos en la técnica sin apartarse del espíritu y alcance de la invención tal como se expone en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (29)

REIVINDICACIONES

1 . Un muelle compresible caracterizado porque comprende: (a) un cuerpo sustancialmente sólido que define un ej e central y fabricado a partir de un material elastomérico; (b) un pilar sustancialmente sólido que se erige axialmente en un extremo de dicho cuerpo sustancialmente sólido; y (c) un labio dispuesto en un extremo distal de dicho pilar axial en un plano que es sustancialmente transversal a dicho eje central.

2. El muelle compresible de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque incluye además un orificio axial formado a través de un espesor de dicho cuerpo sustancialmente sólido y a través de un espesor de dicho pilar sustancialmente sólido.

3. El muelle compresible de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque dicho cuerpo sustancialmente sólido define: (a) un primer extremo axial de dicho cuerpo sustancialmente sólido que tiene una primera superficie extrema dispuesta en un primer plano que es generalmente transversal a dicho eje central; (b) un segundo extremo axial de dicho cuerpo sustancialmente sólido que tiene una segunda superficie extrema dispuesta en un segundo plano que es generalmente transversal a dicho ej e central, dicha segunda superficie extrema separada de dicha primera superficie extrema lo largo de dicho ej e central; (c) dicho espesor de dicho cuerpo sustancialmente sólido defini do por una distancia entre dicha primera y segunda superficies extremas lo largo de dicho ej e central; (d) una superficie periférica curvada hacia afuera que une dichos primero y segundo extremos axiales; y (e) en donde dicho pilar sustancialmente sólida se erige en una de dichas primera y segunda superficies extremas.

4. El muelle compresible de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque dicho pilar sustancialmente sólido tiene un diámetro sustancialmente uniforme a lo largo .

5. El muelle compresible de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque dicho labio tiene una forma anular en el plano que es sustancialmente transversal a dicho eje central.

6. El muelle compresible de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque incluye además un reborde.

7. El muelle compresible de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque dicho reborde tiene una forma anular y está dispuesto axialmente en un extremo opuesto de dicho cuerpo sustancialmente sólido, dicho reborde anular tiene una sección transversal generalmente triangular en un plano que es sustancialmente paralelo a un plano de dicho centro ej e, con lo que una base de dicha sección transversal generalmente triangular es dispuesta en una superficie extrema de dicho extremo opuesto .

8. El muelle compresible de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque comprende además al menos un elemento rígido, dicho al menos un elemento rígido incluye: (a) un par de superficies sustancialmente planas separadas una de la otra a lo largo de dicho eje central para definir un espesor de dicho al menos un elemento rígido, una de dicho par de superficies sustancialmente planas acopla a tope dicha superficie extrema de dicho un extremo de dicho cuerpo sustancialmente sólido; (b) una abertura central formada a través de un espesor de dicho al menos un elemento rígido, dicha abertura está dimensionada de modo que dicho pilar axial sea recibido operativamente dentro de la misma; (c) en donde dicho extremo distal de dicho pilar axial se extiende a una distancia predeterminada más allá de una opuesta de dicho par de superficies sustancialmente planas de dicho al menos un elemento rígido; y (d) en donde una porción de espesor de dicho al menos un elemento rígido está siendo enj aulada entre dicho una de dicha superficie extrema de dicho un extremo de dicho cuerpo sustancialmente sólido y una superficie interior de dicho labio.

9. El muelle compresible de conformidad con la reivindicación 8 , caracterizado porque dicha porción de espesor enjaulada está dispuesta plana con una porción de espesor restante de dicho al menos un elemento rígido.

10. El muelle compresible de conformidad con la reivindicación 8 , caracterizado porque incluye además : (a) una pluralidad de proyecciones que se erigen en un patrón predeterminado en dicho una de dicho par de superficies sustancialmente planas de dicho al menos un elemento rígido; (b) una pluralidad de aberturas, cada una de dicha pluralidad de aberturas formada a través de dicho espesor de dicho al menos un elemento rígido y un espesor de una respectiva de dicha pluralidad de proyecciones y define en combinación una proyección en forma de anillo; y (c) la penetración de cada una de una pluralidad de proyecciones en forma de anillo de dicho al menos un elemento rígido en dicho espesor de dicho cuerpo sustancialmente sólido.

1 1 . Un muelle compresible caracterizado porque comprende: (a) un cuerpo sustancialmente sólido que define un ej e central y fabricado a partir de un material elastomérico, dicho cuerpo sustancialmente sólido incluye; i. un primer extremo axial de dicho cuerpo sustancialmente sólido que tiene una primera superficie extrema dispuesta en un primer plano que es generalmente transversal a dicho ej e central, ii. un segundo extremo axial de dicho cuerpo sustancialmente sólido que tiene una segunda superficie extrema dispuesta en un segundo plano que es generalmente transversal a dicho ej e central, dicha segunda superficie extrema separada de dicha primera superficie extrema lo largo de dicho ej e central, iii. un espesor de dicho cuerpo sustancialmente sólido definido por una distancia entre dichas primera y segunda superficies extremas lo largo de dicho eje central, y iv. una superficie periférica curvada hacia afuera que une dichos primero y segundo extremos axiales; (b) un pilar que se erige axialmente en una de dichas primera y segunda superficies extremas, dicho pilar tiene cada uno de un espesor sustancialmente uniforme y diámetro sustancialmente uniforme a lo largo; (c) un orificio axial formado a través de dicho espesor de dicho cuerpo sustancialmente sólido y a través de dicho espesor de dicho pilar; y (d) un reborde anular dispuesto axialmente en una opuesta de dichas primera y segunda superficies generalmente planas, el reborde anular tiene una sección transversal generalmente triangular en un plano que es sustancialmente paralelo a un plano de dicho ej e central, con lo cual una base de dicha sección transversal generalmente triangular se encuentra en la opuesta de dichas primera y segunda superficies extremas.

1 2. Un muelle compresible caracterizado porque comprende: (a) un cuerpo sustancialmente sólido que define un ej e central y fabricado a partir de un material elastomérico, dicho cuerpo sustancialmente sólido incluye: i . un primer extremo axial de di cho cuerpo sustancialmente sólido tiene una primera superficie extrema dispuesta en un primer plano que es generalmente transversal a dicho ej e central, ii. un segundo extremo axial de dicho cuerpo sustancialmente sólido que tiene una segunda superficie extrema dispuesta en un segundo plano que es generalmente transversal a dicho ej e central, dicha segunda superficie extrema separada de dicha primera superficie extrema lo largo de dicho ej e central, iii. un espesor de dicho cuerpo sustancialmente sólido definido por una distancia entre dichas primera y segunda superficies extremas lo largo de dicho ej e central, y iv. una superficie periférica curvada hacia afuera que une dichos primero y segundo extremos axiales; (b) un pilar que se erige axialmente en una de dichas primera y segunda superficies extremas, dicho pilar tiene cada uno de un espesor sustancialmente uniforme y diámetro sustancialmente uniforme a lo largo; (c) un orificio axial formado a través de dicho espesor de dicho cuerpo sustancialmente sólido y a través de dicho espesor de dicho pilar; y (d) un labio anular dispuesto en un extremo distal de dicho pilar axial en un plano que es sustancialmente transversal a dicho ej e central .

13. Un muelle compresible caracterizado porque comprende: (a) un cuerpo elastomérico compresible unitario y de una pieza que define un eje central y que incluye : i. un primer extremo axial que tiene una superficie extrema dispuesta en un primer plano que es generalmente transversal a dicho ej e central, ii . un segundo extremo axial que tiene una superficie extrema dispuesta en un segundo plano que es generalmente transversal a dicho ej e central, dicho segundo extremo separado de dicho primer extremo axial lo largo de dicho ej e central, iii. un espesor de dicha almohadilla elastomérica compresible definido por una distancia axial entre dichos primero y segundo extremos axiales, iv. una superficie periférica curvada hacia afuera que une dichos primero y segundo extremos axiales, v. un pilar que se erige axialmente sobre dicha superficie extrema de uno de dichos primero y segundo extremos axiales, vi. un orificio axial formado a través de dicho espesor de dicho cuerpo sustancialmente sólido y a través de dicho espesor de dicho pilar, y vii. un reborde anular dispuesto axialmente sobre dicha superficie final de uno opuesto de dichos primero y segundo extremos axiales, dicho reborde anular tiene una sección transversal generalmente triangular en un plano que es sustancialmente paralelo a un plano de dicho ej e central, con lo que una base de dicha sección transversal triangular se encuentra en dicha superficie extrema de dicho opuesto de dichos primero y segundo extremos axiales; (b) al menos un elemento rígido que incluye: i. un par de superficies sustancialmente planas separadas una de la otra a lo largo de dicho ej e central para definir un espesor de dicho al menos un elemento rígido, una de dicho par de superficies sustancialmente planas acopla a tope dicha superficie extrema de uno de dichos primero y segundo extremos axiales, ii. una abertura central formada a través de un espesor de dicho al menos un elemento rígido, dicha abertura central está dimensionada de modo que dicho pilar axial sea recibido operativamente dentro de la misma, en donde un extremo distal de dicho pilar axial se extiende a una distancia predeterminada más allá de una opuesta de dicho par de superficies sustancialmente planas de dicho elemento rígido, iii. una pluralidad de salientes que se erigen en un patrón predeterminado en dicha una de dicho par de superficies sustancialmente planas de dicho al menos un elemento rígido, iv. una pluralidad de aberturas formadas a través de dicho espesor de dicho al menos un elemento rígido y dichas salientes y que define proyecciones en forma de anillo ; y (c) medios para fij ar dicha almohadilla elastomérica compresible a dicho al menos un elemento rígido, dichos medios de fij ación incluyen: i. un labio anular dispuesto en dicho extremo distal del pilar axial en un plano que es sustancialmente transversal a dicho eje central, ii. una porción de espesor anular de dicho al menos un elemento rígido está enj aulada entre dicha una de dichas superficies extremas de dicho uno de dichos primero y segundo extremos axiales de dicha almohadilla elastomérica compresible y una superficie interior de dicho labio anular, y iii. la penetración por cada una de dicha pluralidad de proyecciones en forma de anillo de dicho al menos un elemento rígido en dicho espesor de dicho cuerpo elastomérico compresible.

14. El muelle compresible de conformidad con la reivindicación 1 3 , caracterizado porque dicho al menos un elemento rígido incluye una pluralidad adicional de proyecciones que se erigen en un patrón predeterminado sobre una opuesta de dicho par de superficies sustancialmente planas de dicho al menos un elemento rígido e incluye además una pluralidad adicional de aberturas formadas a través de dicho espesor de dicho al menos un elemento rígido y dicha pluralidad adicional de proyecciones y que define una pluralidad adicional de proyecciones en forma de anillo.

1 5. El muelle compresible de conformidad con la reivindicación 1 3 , caracterizado porque al menos quince por ciento de una longitud de dicho orificio axial tiene un diámetro sustancialmente uniforme a lo largo.

16. El muelle compresible de conformidad con la reivindicación 1 3 , caracterizado porque dicha porción de espesor anular enjaulada está dispuesta en un mismo plano que una porción de espesor restante de dicho al menos un elemento rígido .

1 7. Un muelle compresible caracterizado porque comprende: (a) una pluralidad de almohadillas elastoméricas dispuestas en serie entre sí a lo largo de un eje longitudinal de dicho muelle; (b) una pluralidad de elementos en forma de placa, cada uno de dicha pluralidad de elementos en forma de placa insertado entre un par de almohadillas elastoméricas adyacentes dispuestas de modo que una superficie de dicho cada uno de dicha pluralidad de elementos en forma de placa se coloque en contacto directo con una superficie extrema de cada una de dicho par de almohadillas elastoméricas dispuestas de manera adyacente; (c) una abertura central formada a través de un espesor de dicho cada uno de dicha pluralidad de elementos en forma de placa; (d) un pilar axial que se erige en una superficie extrema de dicha cada una de la pluralidad de almohadillas elastoméricas y dimensionado para pasar a través de una abertura central colocada respectivamente; y (e) un labio periférico dispuesto en un extremo distal de dicho pilar axial en un plano que es sustancialmente transversal a dicho ej e central y enj aulando una porción de espesor alrededor de dicha abertura central.

1 8. El muelle compresible de conformidad con la reivindicación 1 7, caracterizado porque al menos uno de dicha pluralidad de elementos en forma de placa incluye una pestaña periférica, dicha pestaña tiene una primera porción y una segunda porción que se estrecha hacia adentro hacia dicho eje longitudinal .

1 9. Un método para fabricar un muelle elastomérico compresible, dicho método se caracteriza porque comprende las etapas de: (a) proporcionar un cuerpo de preforma de una sola pieza, unitario y sustancialmente sólido que incluye una sección transversal predeterminada dispuesta normal a un ej e central de dicho cuerpo de preforma, un par de extremos axiales separados aparte que define el espesor de dicho cuerpo de preforma, cada uno de dicho par de extremos axiales tiene cada una de una superficie generalmente pl ana dispuesta normal a dicho eje central, un pilar axial sustancialmente sólido que se erige sobre uno de dicho par de extremos axiales y un orificio axial formado a través cada uno de dicho espesor de dicho cuerpo sustancialmente sólido y un espesor de dicho pilar sustancialmente sólido; (b) proporcionar un par de elementos de formación, uno de dicho par de elementos de formación tiene un elemento alargado al menos uno de dispuesto integral con, y fijado a una superficie del mismo ; (c) colocar dicho cuerpo de preforma sustancialmente sólido entre dicho par de elementos de formación; (d) insertar dicho elemento alargado dentro de dicho orificio axial; y (e) aplicar fuerza axial a por lo menos uno de dicho par de elementos de formación.

20. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque dicho método incluye la etapa adicional de colocar un el emento rígido en dicho extremo axial que tiene dicho pilar dispuesto sobre el mismo antes de aplicar dicha fuerza axial en la etapa (e).

21 . El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque dicho método incluye la etapa adicional de proporcionar orificios en el opuesto de dicho par de elementos de formación.

22. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque dicho método incluye la etapa adicional de formar un reborde anular en uno opuesto de dicho par de extremos axiales.

23. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque dicho método incluye la etapa adicional de formar una pluralidad de proyecciones sobre uno opuesto de dicho par de extremos axiales.

24. En un muelle compresible que tiene al menos un par de una almohadilla elastomérica compresible y un elemento en forma de placa dispuestos axialmente entre sí a lo largo de un ej e central del muelle compresible, medios para fij ar dicha almohadilla elastomérica compresible a dicho elemento en forma de placa, dichos medios de fij ación se caracterizan porque comprenden: (a) un pilar que se erige axialmente en una de un par de superficies extremas de dicha almohadilla elastomérica compresible; (b) un labio periférico dispuesto en un extremo distal de dicho pilar en un plano que es sustancialmente transversal a dicho ej e central; y (c) una porción de espesor de dicho elemento en forma de placa es enj aulada entre dicha una superficie extrema de dicha almohadilla elastomérica compresible y una superficie interior de dicho labio periférico.

25. Los medios de fijación de conformidad con la reivindicación 24, caracterizados porque comprenden además una pluralidad de proyecciones en forma de anillo que se erigen en un patrón predeterminado sobre una superficie de dicho elemento en forma de placa y la penetración por cada una de dicha pluralidad de proyecciones en forma de anillo de dicho elemento en forma de placa en un espesor de dicha almohadilla elastomérica compresible.

26. Los medios de fijación de conformidad con la reivindicación 24, caracterizados porque incluyen además un orificio axial formado a través de cada uno de dicha almohadilla elastomérica y dicho pilar.

27. Un ensamble para formar un muelle elastomérico compresible, dicho conjunto se caracteriza porque incluye : (a) un primer elemento de formación; (b) un elemento alargado que tiene un primer extremo del mismo dispuesto en un extremo de dicho primer elemento de formación, dicho elemento alargado se extiende sustancialmente perpendicular a dicho un extremo y define un ej e central ; (c) un segundo elemento de formación colocado axialmente con dicho primer elemento de formación lo largo de dicho eje central; y (d) una abertura formada axialmente a través de dicho segundo elemento de formación y dimensionada de manera que un extremo axialmente opuesto de dicha porción alargada sea adaptado para guiar el movimiento lineal recíproco dentro de dicha abertura axial.

28. El ensamble de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque incluye además al menos un imán dispuesto en dicho un extremo de dicho primer elemento de formación.

29. El ensamble de conformidad con la reivindicación 28 , caracterizado porque incluye además una pluralidad de aberturas formadas en dicho segundo elemento de formación.