ES2364377A1 - Dispositivo amortiguador de doble cuerpo hidraulico. - Google Patents

Abstract

Dispositivo amortiguador de doble cuerpo hidráulico que comprende un cuerpo central (1) con dos vástagos (2, 2), que actúan en al menos una cámara (4) del interior del cuerpo central (1), donde en los extremos interiores de dichos vástagos (2, 2') están los conjuntos de retención hidráulica (9, 9'), actuando de forma independiente, mientras que en los extremos exteriores del cuerpo central (1) se localizan los sistemas de fijación (3, 3'). El cuerpo central (1) puede estar dividido en su interior en dos cámaras (4, 4'), a través de una pared (10) ciega, sin comunicación entre ambas, o a través de una pared perforada. También puede llevar al menos un muelle (5) que se calibra de forma independiente de los conjuntos de retención hidráulica (9, 9'). Y puede proveerse además de al menos un depósito de fluido solidario al cuerpo central (1) o conectado a través de un conducto (7).

Description

Dispositivo amortiguador de doble cuerpo hidráulico.

Objeto de la invención

La presente invención consiste en un dispositivo amortiguador de doble cuerpo hidráulico, que mejora las suspensiones en general existentes en el estado de la técnica, y especialmente para vehículos todo terreno.

Gracias a su novedoso diseño permite la utilización de dos sistemas de retención hidráulicos independientes y separados, de modo que los muelles se pueden calibrar de forma independiente. Además, permite elaborar conjuntos de amortiguador - muelle con relaciones de fuerza desplazamiento frente a retención hidráulica no lineales.

Antecedentes de la invención

La suspensión de un vehículo es la encargada de absorber las irregularidades del terreno por el que se circula, con objeto de aumentar la comodidad y el control del vehículo. Las ruedas del vehículo son las que se encuentran en contacto directo con la superficie transitada, siendo ellas las que reciben de forma directa dichas irregularidades. Así, el sistema de suspensión se dispone entre el chasis y las ruedas, disminuyendo las vibraciones y los rebotes que se originan, además de evitar la inclinación en exceso de la carrocería en giros y frenadas.

Un amortiguador hidráulico es básicamente un cilindro con un pistón con orificios y válvulas internos, que se mueve dentro de dicho cilindro. El líquido o fluido hidráulico es empujado a través de los agujeros y válvulas del pistón a medida que el pistón se mueve dentro del cilindro, de manera que el fluido entra en la cámara de compresión y la cámara de rebote.

Los amortiguadores se pueden clasificar según su sentido de trabajo, en simple efecto (sólo amortiguan en un sentido) o doble efecto (amortiguan en extensión u compresión), o según el fluido de amortiguación, en amortiguadores de gas o amortiguadores hidráulicos.

Los amortiguadores de doble efecto, hidráulicos y telescópicos, actualmente los más utilizados se componen de un tubo, sellados por el extremo superior con el retén, que evita la fuga de aceite, y a través del cual pasa el vástago, terminando en el extremo de fijación o anillo, que se une al bastidor. El vástago termina en émbolo o pistón, con orificios calibrados y válvulas dentro del tubo interior. En el extremo del tubo interior se encuentran las válvulas de amortiguación en compresión.

De este modo, el pistón controla los esfuerzos de frenado en extensión y compresión. Cuando el amortiguador se comprime, parte del aceite que se encuentra en la cámara inferior pasa a la cámara superior, a través de las válvulas, situadas en el pistón. El resto del aceite permanece en la cámara inferior.

Cuando se produce el efecto de expansión, el aceite pasa de la cámara superior a la cámara inferior, a través de las válvulas, donde el paso por dichas válvulas provoca el efecto de amortiguación en expansión.

El amortiguador de gas se basa en el principio del movimiento de un pistón en un tubo lleno de aceite que, en uno de los extremos tiene una pequeña cantidad de nitrógeno a alta presión. Un pistón flotante separa el gas del aceite, evitando que ambos se mezclen. Cuando el pistón desplaza el aceite durante la compresión, este aceite comprime un poco más el nitrógeno. El gas se ve, por tanto, sometido a variaciones de volumen, actuando como un muelle. La presión continua ejercida por el gas sobre el aceite, por medio del pistón flotante, asegura una respuesta instantánea y un funcionamiento más silencioso de las válvulas del pistón.

Pues bien, ya sean amortiguadores hidráulicos o de gas, se basan en un único sistema que trabaja de forma lineal y acompasada con los muelles.

Descripción de la invención

La invención propuesta trata de un dispositivo amortiguador de doble cuerpo hidráulico, que gracias a su diseño permite la utilización de dos sistemas de retención hidráulicos independiente. De este modo, se separan los dos elementos de manera que se pueden calibrar los muelles y las válvulas de forma independiente. Además, esta nueva disposición permite elaborar conjuntos de amortiguador - muelle con relaciones de fuerza desplazamiento/retención hidráulica no lineales.

Este aspecto es clave para la mejora de las suspensiones en general y especialmente en los vehículos todo terreno.

Una de las partes fundamentales de la invención reside en la resolución del típico problema de la linealidad de trabajo de los amortiguadores en la aplicación de sistemas de suspensión de vehículos.

El amortiguador hidráulico propuesto comprende un cuerpo central con dos vástagos que salen del mismo, y en sus extremos está unido el sistema de fijación del amortiguador, dentro del cuerpo central, y situado a los extremos interiores de los vástagos están instalados los conjuntos de retención hidráulica proporcional que actúan dentro del mismo cuerpo pero de forma independiente. Cada sistema hidráulico puede ser a su vez de diferente proporcionalidad de forma que su capacidad de retención varíe en función de la velocidad de desplazamiento y de la posición del mismo.

El amortiguador puede no llevar muelles o llevar varios. La función de estos muelles elásticos es reducir el balanceo que se produce cuando aceleramos, frenamos o giramos, así como absorber las irregularidades del terreno para que no sean transmitidas al chasis del vehículo. Al aplicar una fuerza de compresión sobre dichos muelles, éstos oponen resistencia al movimiento, recuperando su forma original cuando deja de ejercerse dicha fuerza.

Para comprimir el muelle, la fuerza necesaria a ejercer es directamente proporcional a la cantidad de desplazamiento para comprimir y a una constante que es propia de cada tipo de muelle. Esta constante es de un valor mayor cuanto más duro sea el muelle y viceversa. También existen los muelles progresivos, en los que el valor de la constante se incrementa a medida que presionamos el muelle, aumentando a medida que se comprime el muelle. Así pues, en la invención propuesta, los muelles utilizados pueden ser de constante fija o variable.

De este modo, el amortiguador propuesto posee grandes ventajas frente a los actualmente utilizados. Una de ellas consiste en la posibilidad de compresión por los dos vástagos, al mismo tiempo o no, en función de la energía que llega al amortiguador, de modo que se puede realizar el ajuste en dos puntos, y no como en los existentes hasta ahora, ajustables en un solo punto. Así, cuando se satura en un punto, se trabaja a partir del otro.

Descripción de los dibujos

Para completar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de la realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La Figura 1.- muestra una vista del amortiguador de la invención, en una realización simple, disponiendo únicamente del cuerpo central (1) con los dos vástagos (2, 2') y los sistemas de fijación (3, 3').

La Figura 2.- muestra una posible realización de la invención propuesta, donde el amortiguador dispone de un muelle (5) y de dos depósitos de fluido solidarios al cuerpo central (1).

La Figura 3.- muestra una posible realización del amortiguador de la invención, que dispone de dos muelles (5, 5') sin depósitos de fluido.

La Figura 4.- muestra una posible realización del amortiguador de la invención, que dispone de dos muelles (5, 5') y de un depósito de fluido solidario al cuerpo central (1).

La Figura 5.- muestra una posible realización del amortiguador de la invención, que dispone de dos muelles y dos depósitos (6, 6') de fluido unidos al cuerpo central (1) a través de los conductos (7, 7').

La Figura 6.- muestra una vista de corte de la Figura 3, donde se observan los elementos internos, la pared (10) de separación de las dos cámara (4, 4') y los conjuntos de retención hidráulica (9, 9').

Realización preferente de la invención

La invención que se describe consiste en un dispositivo amortiguador de doble cuerpo hidráulico, diseñado de modo que permite la utilización de dos sistemas de retención independientes, pudiendo calibrar los muelles de forma también independiente a los hidráulicos.

El dispositivo amortiguador de doble cuerpo hidráulico que aquí se describe comprende un cuerpo central (1) con al menos una cámara (4). Pueden existir dos cámaras (4, 4') de manera que se separan a través de una pared (10) o tabique, que puede ser ciego, sin dejar pasar el aceite de una cámara a otra, o bien puede tener comunicación. En cada extremo del cuerpo central (1) se dispone de un vástago (2), y en los extremos exteriores de dichos vástagos (2) se localizan los sistemas de fijación (3, 3'), mientras en el extremo interno en el cuerpo central (1) están instalados los conjuntos de retención hidráulica (9, 9'), que actúan dentro del mismo cuerpo central (1) y de forma independiente. Para cerrar el cuerpo central, externos a dicho cuerpo central (1) se disponen unos elementos elásticos (8) concéntricos a los vástagos (2, 2'), de manera que impiden que el final del recorrido del vástago (2) sea un choque mecánicos, impidiendo de igual modo que los conjuntos de retención hidráulica (9, 9'), es decir, las válvulas del émbolo o pistón, toquen al final.

En la Figura 1, se observa el dispositivo amortiguador, en una realización simple. En este caso, se dispone del cuerpo central (1) con los dos vástagos (2, 2'), sin muelle. En cada uno de los extremos se encuentran los sistemas de fijación (3, 3'). Internamente, el amortiguador dispone de los conjuntos de retención hidráulica (9, 9'). El cuerpo central (1) internamente puede estar dividido en dos cámaras (4, 4') o bien puede ser únicamente una cámara común en la que actúan los dos vástagos (2, 2').

El dispositivo amortiguador descrito puede ir provisto de uno o varios muelles. Las Figuras 2, 3, 4 y 5 muestran diferentes realizaciones del amortiguador de la invención, en este caso, con uno o dos muelles (5, 5'). Como hemos comentado anteriormente, estos muelles tienen la función de reducir el balanceo que se produce cuando se acelera, frena o gira, absorbiendo además las irregularidades del terreno. Así pues, viendo las figuras, se observa cómo este dispositivo puede proveerse de al menos un muelle (5), pudiendo llevar varios. Este muelle (5) además, se calibra de forma independiente de los conjuntos de retención hidráulica (9), de manera que permite elaborar conjuntos de amortiguador - muelle con relaciones de fuerza desplazamiento frente a retención hidráulica no lineales. Los muelles ajustan su precarga a través de unos elementos roscados alrededor del cuerpo central (1) que son los reguladores (11), dispuestos en los extremos finales de los muelles (5, 5').

Del mismo modo, se puede disponer en el dispositivo amortiguador, de muelles de constante fija o variable, según sea conveniente, incluso combinación de ellos.

El dispositivo amortiguador de doble cuerpo hidráulico puede estar conectado a al menos un depósito (6) de fluido. Este depósito (6), de existir, puede estar unido al dispositivo amortiguador de manera solidaria o mediante un conducto (7). En el interior de dicho depósito (6) se dispone aceite y gas, de modo que a través de un émbolo flotante, el gas empuja al aceite, funcionando como un muelle. De este modo, el gas mantiene el aceite presurizado.

Cuando se dispone de un amortiguador sin los depósitos (6), siendo únicamente hidráulico, cuando el aceite emulsiona se crean burbujas de aire, que hace que dicho amortiguador no funcione del todo correcto. Con los depósitos (6) se consigue que el aceite no emulsione, manteniendo la presión constante.

Cada uno de los conjuntos de retención hidráulica (9, 9') es de diferente proporcionalidad entre ellos y entre la compresión y la extensión, de forma que su capacidad de retención varía en función de la velocidad de desplazamiento y de la posición del mismo.

El amortiguador tiene la posibilidad de disponer de reguladores de compresión y extensión hidráulica para cada uno de los cuerpos del amortiguador para ajustar el funcionamiento del amortiguador a las necesidades del vehículo. Los reguladores están situados en los cuerpos del amortiguador y en los depósitos de gas.

De este modo se consigue un amortiguador de doble cuerpo hidráulico con grandes ventajas respecto a los existentes en el estado de la técnica. Cuando se produce un golpe a amortiguar, el amortiguador puede comprimirse por un émbolo o por otro, o incluso por los dos a la vez, dependiendo del ajuste que se realice. Del mismo modo, los émbolos se comprimirán en función de la energía que reciban.

La ventaja fundamental frente a los amortiguadores existentes es su posibilidad de ajuste en dos puntos, de modo que cuando se satura la amortiguación en un punto, se continúa trabajando por el lado contrario gracias al otro émbolo.

Claims (10)

1. Dispositivo amortiguador de doble cuerpo hidráulico caracterizado porque comprende un cuerpo central (1) con dos vástagos (2, 2'), uno en cada extremo, que actúan en al menos una cámara (4) del interior del cuerpo central (1), donde en los extremos interiores de dichos vástago (2, 2') se localizan los conjuntos de retención hidráulica (9, 9'), que actúan de forma independiente, mientras que en el extremos exterior del cuerpo central (1) se localizan los sistemas de fijación (3, 3').

2. Dispositivo amortiguador de doble cuerpo hidráulico, según reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo central (1) se encuentra dividido en su interior en dos cámaras (4, 4'), a través de una pared (10) ciega, sin comunicación entre ambas.

3. Dispositivo amortiguador de doble cuerpo hidráulico, según reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo central (1) se encuentra dividido en su interior en dos cámaras (4, 4') a través de una pared (10) perforada, de manera que existe comunicación entre ambas cámaras (4, 4').

4. Dispositivo amortiguador de doble cuerpo hidráulico, según reivindicación 1, caracterizado porque dispone de al menos un muelle (5) que se calibra de forma independiente de los conjuntos de retención hidráulica (9, 9'), de manera que se permite elaborar conjunto de amortiguador - muelle con relaciones de fuerza desplazamiento frente a retención hidráulica no lineales.

5. Dispositivo amortiguador de doble cuerpo hidráulico, según reivindicaciones 1 y 4, caracterizado porque los muelles (5) son de constante fija.

6. Dispositivo amortiguador de doble cuerpo hidráulico, según reivindicaciones 1 y 4, caracterizado porque los muelles (5) son de constante variable.

7. Dispositivo amortiguador de doble cuerpo hidráulico, según reivindicación 1, caracterizado porque dispone de al menos un depósito (6) de fluido solidario al propio amortiguador.

8. Dispositivo amortiguador de doble cuerpo hidráulico, según reivindicación 1, caracterizado porque está conectado a, al menos, un depósito (6) de fluido por medio de un conducto (7).

9. Dispositivo amortiguador de doble cuerpo hidráulico, según reivindicaciones 1, 7 y 8, caracterizado porque en el interior del depósito (6) se incluye tanto aceite como gas.

10. Dispositivo amortiguador de doble cuerpo hidráulico, según reivindicación 1, caracterizado porque cada conjunto de retención hidráulica (9, 9') es de diferente proporcionalidad, de forma que su capacidad de retención varía en función de la velocidad de desplazamiento y de la posición del mismo.