WO2005108131A1 - Amortiguador hidráulico con bloqueo hidráulico en compresión - Google Patents

Abstract

El amortiguador incluye una válvula de bloqueo hidráulico (10) ajustada dentro de un distribuidor (11) de manera que mediante una bobina (13) se controla y regula el paso del fluido desde la cámara de compresión hacia la cámara auxiliar (9) limitada entre dos cuerpos tubulares coaxiales (1 y 2) que forman parte del conjunto del amortiguador.La activación de la bobina (13) produce un desplazamiento axial de la válvula (10), de forma que en esta posición activada, el fluido pasará desde la cámara de compresión (6) a la cámara auxiliar (9) a través de ranuras enfrentadas de la válvula y distribuidor. En cambio, en la posición desactivada de la bobina ese flujo de fluido se verá prácticamente interrumpido en su totalidad.

Description

AMORTIGUADOR HIDRÁULICO CON BLOQUEO HIDRÁULICO EN COMPRESIÓN OBJETO DE LA INVENCIÓN La presente invención según se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un amortiguador hidráulico con bloqueo hidráulico en compresión, el cual comporta notables características relevantes en relación con los amortiguadores convencionales que pueden considerarse de este mismo tipo. El objetivo de la invención es conseguir un control preciso del fluido desde la cámara de compresión a la cámara auxiliar y viceversa mediante una bobina eléctrica. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los amortiguadores que se emplean preferentemente en vehículos, independientemente del tipo que sean, forman parte del sistema de suspensión, conjuntamente con las ruedas y las ballestas, barras de torsión o muelles y son los elementos que recogen las oscilaciones de los muelles o ballestas, absorbiéndolas y transformándolas en calor. Los amortiguadores hidráulicos están basados en la resistencia que ofrece todo fluido viscoso al paso por un orificio calibrado. En el caso de amortiguadores hidráulicos, generalmente utilizados en vehículos automóviles, éstos se conforman por un cilindro por cuyo interés discurre un pistón conectado a un vastago de accionamiento, definiendo el pistón en el interior del cilindro dos cámaras, una de compresión y otra de tracción, inundadas ambas de fluido, generalmente aceite. El pistón cuenta con una serie de orificios y válvulas que obturan en mayor o menor medida el paso del fluido, consiguiéndose así una dificultad variable a la circulación del aceite que pasa de una cámara a otra. En los movimientos de las ruedas respecto al chasis se producen desplazamientos de subida y bajada de las mismas y el amortiguador funciona en este caso, desplazando el vastago de accionamiento en el sentido de que el pistón comprime el fluido contenido en el interior del cilindro. Se dice que el amortiguador funciona a compresión cuando el eje de la rueda se desplaza hacia la carrocería o chasis, o por el paso de la rueda por un obstáculo. El amortiguador trabaja a tracción o expansión cuando la rueda regresa a su posición anterior o bien pasa por una depresión o bache. El comportamiento de un amortiguador hidráulico queda determinado por los esfuerzos obtenidos a unas velocidades dadas del vastago de accionamiento. Este comportamiento es un compromiso entre confort y ¡seguridad. Constituye un objeto de la invención el que el bloqueo del movimiento de compresión aumenta de manera significativa el nivel de seguridad sin modificar el nivel de confort de un amortiguador convencional. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El dispositivo que permite el bloqueo hidráulico de la compresión es del tipo deslizante, en el que la cámara auxiliar queda dividida en dos subcámaras a través de un válvula que desliza axialmente en el interior de un distribuidor y está accionada por una bobina eléctrica. Esta válvula está constantemente impulsada hacia el pistón a través de un muelle, habiéndose previsto entre la válvula y dicho muelle una arandela de cobre o material no magnético, de manera que no haya contacto entre la válvula y la bobina cuando la válvula es atraída por la bobina. La arandela de material no magnético permite mejorar el tiempo de paso del estado activado a desactivado, evitando el magnetizado de la válvula por contacto y permitiendo que el muelle lleve a la válvula a la posición de desactivado en el menor tiempo posible. Para lograr un buen guiado del muelle, se ha previsto un tetón en la válvula y un orificio ciego en la bobina. La válvula presenta orificios en su base para permitir el paso del fluido de un lado al otro reduciendo de este modo la resistencia hidráulica al deslizamiento y equilibrando las presiones en ambas caras. Además, la válvula presenta en su superficie cilindrica ranuras, que al coincidir en posición con otras ranuras del distribuidor permiten el paso del fluido de la cámara de compresión hacia la cámara auxiliar y viceversa. Como pieza de unión entre la bobina, el cilindro interior y la válvula hay un distribuidor. Este distribuidor cuenta con una porción cilindrica en su parte superior que encaja con el cilindro o cuerpo tubular interior del amortiguador de forma estanca, bien por medio de una junta de estanqueidad elástica, bien por medio de interferencia en el montaje de las dos piezas metálicas . Para posicionar el distribuidor respecto a la bobina, éste tiene la parte inferior cilindrica de forma que solo haya una posible posición de montaje en la dirección del eje, no teniendo importancia la posición angular de una pieza respecto a la otra. Este cilindro admite las dos construcciones posibles, interior o exterior, respecto del de la bobina. De otro lado, y de acuerdo con la invención, en la zona intermedia del distribuidor se han previsto una serie de ranuras que pueden permitir el paso de fluido de la cámara de compresión a la cámara auxiliar, en función de la posición de la válvula, dicha válvula impedirá el paso de fluido entre las cámaras cuando la parte cilindrica con ranuras de ésta esté enfrentada con la pare cilindrica sin ranuras del distribuidor. El paso de fluido debido a la diferencia de diámetros entre las dos piezas, necesario para el montaje, es mínimo e irrelevante frente al paso de fluido en dirección radial cuando las ranuras de las dos piezas coinciden. El amortiguador incluye además un casquillo concéntrico para reducir movimientos radiales indebidos cuando se aplican esfuerzos laterales, incluyéndose además una junta intercalada entre el distribuidor y la bobina. Para suavizar la subida de presión en la cámara de compresión, y en consecuencia de los esfuerzos de compresión, existe la posibilidad de realizar ranuras que definan un paso permanente de fluido en la parte superior de la válvula. Para facilitar la comprensión de las características de la invención y formando parte integrante de la memoria descriptiva, se acompañan unas hojas de planos en cuyas figuras, con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la invención. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Figura 1.- Muestra una vista esquemática de un amortiguador hidráulico convencional bitubo, cuyo pistón le divide en dos cámaras ocupadas por un fluido. Figura 2.- Es una vista parcial de un amortiguador, bitubo, que incluye el dispositivo para el bloqueo de la compresión, acorde con la invención. Figura 3.- Muestra una vista en planta de una válvula que forma parte de la invención. Figura 4.- Muestra una vista en sección de la válvula representada en la figura anterior. Figuras 5 y 6. - Muestran sendas secciones de un distribuidor que forma parte también del conjunto de la invención. Figura 7. - Muestra una vista en sección donde se muestra con detalle el alojamiento de un resorte o muelle que forma parte también del conjunto de la invención. Figura 8.- Muestra una vista con detalle de los pasos de fluido desde la cámara de compresión a la cámara auxiliar del amortiguador. Figura 9.- Muestra una vista en sección similar a la representada en al figura 3 con algunas modificaciones. DESCRIPCIÓN DE LA FORMA DE REALIZACIÓN PREFERIDA Considerando la numeración adoptada en las figuras, y en principio atendiendo a la figura 1, podemos ver esquemáticamente un amortiguador convencional comprendiendo básicamente un cilindro o cuerpo tubular exterior 1, en cuyo interior queda alojado un tubo o cuerpo tubular coaxial interior 2 en el que ajusta el pistón 3 conectado al vastago de accionamiento 4. El pistón 3 divide el compartimento interno en dos cámaras: una de tracción 5 y otra de compresión 6. Este pistón incorpora asimismo unos orificios calibrados 7 y unas válvulas 8 que posibilitan el paso del fluido de una cámara a otra. Acorde con la invención y atendiendo ahora a la figura 2 y sucesivas, se ha mostrado un amortiguador bitubo donde se incluyen las válvulas y pasos de intercomunicación entre la cámara de compresión 6 y una cámara auxiliar 9 limitada entre los dos tubos coaxiales 1 y 2. También de acuerdo con la invención, se ha previsto una válvula de bloqueo hidráulico 10 asociada a una bobina eléctrica 13 y alojada dentro de un distribuidor tubular 11 que cierra en principio un extremo del tubo interior 2 que se corresponde con un extremo del tubo exterior 1 cerrado mediante la bobina eléctrica 13, estando dispuestos estos dos extremos en el lado opuesto del amortiguador por donde asoma el vastago 4. Esta válvula presenta una configuración en forma general de cazoleta. El fondo de esta válvula de bloqueo 10 está enfrentado en proximidad a la bobina 13 en contra de la resistencia de un resorte 12 y con interposición de una arandela plana 14 de material no magnético, situada concretamente entre el resorte 12 y la válvula 10. Esta arandela 14 evita el contacto entre las superficies de la válvula 10 y la bobina 13 cuando la misma está activada, que es cuando se permite esencialmente el paso de mayor caudal de fluido desde la cámara de compresión 6 a la cámara auxiliar 9 y viceversa a través de la válvula 10 y del distribuidor 11. Para ello, la pared lateral de la válvula 10 incorpora ranuras pasantes calibradas 19, que en la posición activada de la bobina 13 estarán enfrentadas con otras ranuras pasantes posteriores 18 del distribuidor 11. Así pues, cuando la bobina 13 se activa, la válvula 10 es atraída axialmente según el sentido indicado por la flecha 22 (figura 8), tomando contacto con la bobina 13, a través de la arandela 14, permitiéndose el paso de fluido a través de las ranuras 19 de la válvula 10 y ranuras posteriores 18 del distribuidor 11, tal como se ha referido anteriormente . En cambio, cuando la bobina 13 no está activada, las ranuras 19 de la válvula estarán enfrentadas con la pared del distribuidor bloqueando el paso del fluido a través de dichas ranuras 19 y 18 de la válvula 10 y del distribuidor 11, respectivamente. No obstante, en este caso de bloqueo existe un pequeño flujo de fluido que pasará a través de unas pequeñas muescas 20 dispuestas en el borde libre de la válvula 10, y a través de otras ranuras anteriores 17 dispuestas en la pared del distribuidor, estando en este caso ese borde libre haciendo tope contra una superficie escalonada 16 del distribuidor 11 por la acción del resorte 12. Por otro lado, cabe señalar que en la posición activada de la bobina 13, el fluido también discurrirá hacia la cámara auxiliar 9 a través de las ranuras anteriores 17 del distribuidor 11. Además y con objeto de facilitar el deslizamiento de la válvula 10 en el interior del distribuidor 11, se han previsto unos orificios frontales 15 en el fondo de esta válvula 10 que permiten el paso de la parte de fluido retenido entre la base o fondo de la válvula 10 y la bobina 13. Esta bobina 13 posee un orificio ciego que ayuda al guiado del resorte 12, en el cual entra también un tetón central de la válvula 10 cuando ésta es atraída por la bobina 13. Se ha previsto una junta de separación y estanqueidad 23 dispuesta entre el distribuidor tubular 11 y la bobina 13, estando ubicada dicha junta 23 en correspondencia con el contorno perimetral esquinado de un cajeado de la bobina 13, en cuyo fondo se encuentra el orificio ciego de alojamiento del resorte. Esta junta posee un plano inclinado complementado con un asiento inclinado del distribuidor tubular 11, la junta evitará fugas de aceite. También se ha previsto un casquillo 24 dispuesto concéntricamente con respecto a los tubos exterior 1 e interior 2, a la vez que se ubica al final del tubo interior 2, en correspondencia con el distribuidor 11 y la bobina 13. Este casquillo 24 posee pasos axiales 25 para permitir el paso de fluido. Este casquillo 24 sirve para poder reducir los movimientos radiales del extremo inferior del tubo interior 2 cuando se aplican esfuerzos laterales al amortiguador. El casquillo también tiene la utilidad de facilitar el guiado entre los dos tubos: interior y exterior.

Claims

REIVINDICACIONES 1.- AMORTIGUADOR HIDRÁULICO CON BLOQUEO HIDRÁULICO EN COMPRESIÓN, siendo del tipo que comprende dos cuerpos tubulares coaxiales, exterior (1) e interior (2) , entre los que se forma una cámara auxiliar, conteniendo ésta y el tubo interior un fluido y un pistón (3) con su vastago de accionamiento (4), definiendo el pistón (3) dos cámaras: una de tracción (5) y ora de compresión (6) , realizándose el paso de fluido en los movimientos relativos entre la rueda y el chasis del vehículo donde el amortiguador está montado, de una a otra cámara, a través de orificios calibrados y válvulas previstas en el pistón (3) , existiendo una válvula que permite el bloqueo hidráulico del recorrido de la rueda cuando ésta se aproxima al chasis del vehículo, caracterizado porque la válvula de bloqueo hidráulico (10) está asociada a una bobina eléctrica (13) para controlar y limitar el paso del fluido desde la cámara de compresión (6) a la cámara auxiliar (9) ; todo ello en orden a que en la posición activada de la bobina se permite el paso de un caudal de fluido controlado hacia la cámara auxiliar (9) , mientras que en la posición de reposo ese caudal de fluido se ve minimizado, regulándose así la velocidad a la que el vastago de accionamiento (4) se introduce en el amortiguador. 2.- AMORTIGUADOR HIDRÁULICO CON BLOQUEO HIDRÁULICO EN COMPRESIÓN, según la reivindicación 1, caracterizado porque la válvula (10) presenta una estructura en forma de cazoleta y se encuentra ajustada dentro de un distribuidor fijo tubular (11) cerrando un extremo del cuerpo interior (2) del amortiguador, a la vez que la pared lateral de tal válvula (10) posee unas ranuras anteriores calibradas (17) y otras ranuras posteriores también calibradas (18) que en la posición activa de la bobina eléctrica (13) están enfrentadas con otras ranuras (19) de la válvula (10) para el paso de fluido a la cámara auxiliar (9) , que también discurre a través de las ranuras anteriores (17) , mientras que en la posición de reposo las ranuras (19) de la válvula

(10) estarán enfrentadas con una superficie cerrada de la pared lateral del distribuidor (11) . 3.- AMORTIGUADOR HIDRÁULICO CON BLOQUEO HIDRÁULICO EN COMPRESIÓN, según la reivindicación 2, caracterizado porque la válvula (10) incluye unas muescas (20) en su borde libre que hace tope contra una superficie escalonada frontal (16) del distribuidor (11) en la posición de reposo de la bobina (13) , por la acción de un resorte (12) ubicado entre el fondo de la válvula (10) y la bobina (13) con interposición de una arandela no magnética (14) ; todo ello en orden a que en esta posición de reposo existe un pequeño flujo de fluido hacia la cámara auxiliar (9) que discurre por esas muescas (20) y ranuras anteriores (17) del distribuidor (11) • 4.- AMORTIGUADOR HIDRÁULICO CON BLOQUEO HIDRÁULICO EN COMPRESIÓN, según la reivindicación 3, caracterizado porque el fondo de la válvula (10) incluye al menos un pequeño orificio pasante (15) . 5.- AMORTIGUADOR HIDRÁULICO CON BLOQUEO HIDRÁULICO EN COMPRESIÓN, según la reivindicación 3, caracterizado porque una porción del resorte (12) se aloja dentro de un hueco central de la bobina (13) , mientras que otra porción extrema del resorte (12) se ajusta alrededor de un tetón central del fondo de la válvula (10) . 6.- AMORTIGUADOR HIDRÁULICO CON BLOQUEO HIDRÁULICO DE COMPRESIÓN, según la reivindicación 2, caracterizado porque la bobina (13) se encuentra encastrada dentro del cuerpo tubular exterior (1) cerrando un extremo del mismo en correspondencia con el distribuidor (11) que cierra otro extremo parejo del cuerpo tubular interior (2) del amortiguador . 7.- AMORTIGUADOR HIDRÁULICO CON BLOQUEO HIDRÁULICO DE COMPRESIÓN, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque incluye un casquillo (24) dispuesto concéntricamente con respecto a los tubos exterior (1) e interior (2) , a la vez que se ubica al final del tubo interior (2) en correspondencia con el distribuidor (11) , incluyendo el casquillo (24) pasos axiales (25) para permitir el paso de fluido. 8.- AMORTIGUADOR HIDRÁULICO CON BLOQUEO HIDRÁULICO DE COMPRESIÓN, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque incluye una junta (23) intercalada entre el distribuidor (11) y la bobina (13) .