ES2211771T3 - Amortiguador de alto poder disipador. - Google Patents
Amortiguador de alto poder disipador.Info
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Abstract
Amortiguador de alto poder disipativo, del tipo que comprende un conjunto vástago-pistón (2, 3) que desliza en un cilindro (4) delimitando por ambas partes del pistón (3) una cámara de trabajo (5.1; 5.2) que contiene un fluido hidráulico, dicho conjunto vástago-pistón está adaptado para unirse a una fuente de perturbaciones exteriores (SP) y dicho cilindro a una estructura a proteger (S), caracterizado porque cada cámara de trabajo (5.1; 5.2) comunica permanentemente con una cámara asociada (6.1; 6.2) que contiene una estructura heterogénea de absorción-disipación de energía constituida por al menos una matriz capilar-porosa (9) y un líquido asociado (9¿) respecto al cual dicha matriz es liofoba; - cada cámara de trabajo (5.1; 5.2) comunica además con una cámara común (7) mediante un sistema de válvula asociado (8.1; 8.2), dicho sistema incluyendo un medio antiretorno (8.11; 8.21) que asegura automáticamente el cierre de la cámara de trabajo concernida durante la comprensión, y la aberturade dicha cámara durante la distensión, dicha cámara común (7) constituye una cámara de compensación asegurando la continuidad del fluido hidráulico durante los desplazamientos del conjunto vástago-pistón (2, 3) en el cilindro (4).
Description
Amortiguador de alto poder disipador.
La presente invención se refiere a un
amortiguador de alto poder disipador, y muy especialmente un
amortiguador del tipo que comprende un conjunto
vástago-pistón que desliza en un cilindro
delimitando por ambas partes del pistón una cámara de trabajo que
contiene un fluido hidráulico, estando dicho conjunto adaptado para
unirse a una fuente de perturbaciones exteriores y dicho cilindro a
una estructura a proteger.
En los amortiguadores tradicionales, se utiliza
un sistema de vástago telescópico y resorte de retorno que está
intercalado entre la estructura a proteger (por ejemplo la
carrocería de un vehículo automóvil) y la fuente de perturbaciones
exteriores (por ejemplo una rueda del vehículo en contacto directo
con el suelo). Se prevé entonces una unidad cilindro - vástago
pistón, rodeada por el resorte de retorno, que tiene como función
disipar la energía de los choques aprovechando el derrame viscoso
del fluido hidráulico. Se sabe que existe una relación entre la
fuerza de fricción F, la velocidad de desplazamiento \dot{X} del
líquido y la viscosidad \eta (líquido newtoniano): en efecto se
tiene la relación F = G.\eta (\dot{X})^{n}, donde G es
factor geométrico del sistema sólido-líquido, y n un
factor de potencia en general comprendido entre 1 y 4. La disipación
de la energía en los amortiguadores tradicionales se realiza
gracias a la transformación de la energía mecánica del rozamiento
en el sistema sólido-líquido, en calor que desprende
hacia el exterior. El valor de la disipación de energía es
proporcional a la velocidad del movimiento a la potencia n, sea
\DeltaE = K (\dot{X})^{n}. En particular, durante un
gran desplazamiento a baja velocidad (X \simeq 0), no hay
prácticamente ninguna disipación de energía.
Las características del amortiguador,
representadas por las variaciones de la fuerza en función de la
velocidad de desplazamiento, son más o menos inclinadas según la
estructura del amortiguador, y el especialista sabe que para obtener
un confort óptimo, con unos amortiguadores de vehículos automóviles
tradicionales, es necesario rebajar tanto como se pueda la
característica del amortiguador. Se llega entonces a la paradoja
según la cual, para tener una absorción-disipación
de energía elevada, es necesario tener una velocidad elevada.
El documento
GB-A-2 300 892 describe un
amortiguador cuya cada cámara de trabajo está unida a unos medios
deformables, en particular una envoltura deformable elásticamente o
un resorte de gas, o también un bloque de espuma de células cerradas
dispuesto en una cámara de trabajo. En todos los casos, se utiliza
una deformación elástica, por consiguiente un sistema reversible,
sin disipación de energía.
Para completar el segundo plano tecnológico, se
puede también citar el documento
FR-E-85 116 que describe una
suspensión de flexibilidad variable, y el documento
FR-A-2 478 763 que describe un
disipador de energía de tipo hidráulico.
La presente invención tiende a concebir un nuevo
tipo de amortiguador, capaz de proporcionar un poder de
absorción-disipación de energía muy elevado, siendo
a la vez más ligero estructuralmente y menos voluminoso que los
amortiguadores tradicionales. Se busca también con este nuevo tipo
de amortiguador a tener un funcionamiento en una banda de
frecuencias relativamente elevadas, sabiendo que un amortiguador
tradicional presenta una banda de frecuencias que van generalmente
hasta 6 hertzios. En efecto, si se sobrepasan unos valores de
frecuencias próximas a 6 hertzios el vehículo se arriesga a
sobrevolar las irregularidades del suelo perdiendo la adherencia de
las ruedas con la calzada.
Este problema se resuelve según la invención
gracias a un amortiguador del tipo que comprende un conjunto
vástago-pistón que se desliza en un cilindro
delimitando por ambas partes del pistón una cámara de trabajo
conteniendo un fluido hidráulico, estando dicho conjunto
vástago-pistón unido a una fuente de perturbaciones
exteriores y dicho cilindro a una estructura a proteger, en el
cual:
- cada cámara de trabajo comunica permanentemente
con una cámara asociada que contiene una estructura heterogénea de
absorción-disipación de energía constituida por al
menos una matriz capilar-porosa y un líquido
asociado respecto al cual dicha matriz es liofoba (no mojante);
- cada cámara de trabajo comunica además con una
cámara común mediante un sistema de válvula asociada, dicho sistema
incluye un medio anti-retorno asegurando
automáticamente el cierre de la cámara de trabajo concernida
durante la compresión, y la abertura de dicha cámara durante la
distensión, dicha cámara común constituye una cámara de compensación
asegurando la continuidad del fluido hidráulico durante los
desplazamientos del conjunto vástago-pistón en el
cilindro.
El concepto precitado de estructura heterogénea
de absorción-disipación de energía utilizando una
matriz capilar-porosa y un líquido asociado respecto
al cual dicha matriz es liofoba se describe en detalle en el
documento W0-A-96/18040 de la
solicitante. De conformidad con este tipo muy novador de estructura
heterogénea, se utiliza una matriz sólida
capilar-porosa de porosidad abierta y de topología
controlada, con unos pasajes capilares de variaciones de sección y/o
interconectados entre ellos para formar unos laberintos, y un
líquido rodeando la matriz capilar-porosa definiendo
una superficie de separación sólido/líquido, líquido respecto al
cual la matriz es liofoba. La superficie de separación es entonces
evolutiva de manera isoterma y reversible en función de la presión
exterior a la cual está sometida la estructura heterogénea. Se
define así verdaderas parejas [matriz sólida
capilar-porosa] - [líquido adaptado] que permiten
obtener unos resultados totalmente sorprendentes de acumulación o de
absorción de energía (procesos isotermos
casi-reversibles) y de disipación de energía
(procesos isotermos irreversibles) utilizando la sola evolución de
la superficie de separación, y esto, de manera totalmente
sorprendente.
Se podrá prever que el fluido hidráulico que
ocupa las cámaras de trabajo es idéntico al líquido de las
estructuras heterogéneas de absorción-disipación de
energía, o en variante que cada estructura heterogénea de
absorción-disipación de energía está confinada en un
alojamiento estanco deformable, siendo el fluido hidráulico que
ocupa las cámaras de trabajo un fluido tecnológico tradicional.
De conformidad con un modo de ejecución
particular, el conjunto vástago-pistón comprende un
vástago que es hueco por ambas partes del pistón, cada parte hueca
delimita interiormente una cámara conteniendo una estructura
heterogénea de absorción-disipación de energía
encerrada en una envoltura estanca flexible.
En variante de este modo de ejecución, el
conjunto vástago-pistón comprende un vástago que es
lleno por ambas partes del pistón, y dicho amortiguador comprende
unas cámaras que contienen una estructura heterogénea de
absorción-disipación de energía encerrada en una
envoltura estanca flexible, que están entonces practicadas alrededor
del cilindro, en el interior de una caja común.
El vástago-pistón del
amortiguador según la invención podrá constituirse de dos partes de
mismo diámetro exterior, o en variante de dos partes de diámetros
exteriores diferentes, en este caso la parte de mayor diámetro está
del lado de la estructura a proteger (por ejemplo la carrocería de
un vehículo) y la parte de menor diámetro está del lado de la fuente
de perturbaciones exteriores (por ejemplo la rueda del vehículo.
Cada envoltura estanca flexible puede estar
enganchada, según el caso, en el fondo de la cámara interior
asociada al vástago-pistón o a la pared interna de
la caja común, o en variante estar en suspensión libre en una caja
lateral asociada rígidamente solidaria a la caja central y en
comunicación con ésta por una ventana asociada o también en dicha
cámara interior asociada.
Las matrices capilar-porosas
pueden ser idénticas topológicamente y geométricamente por ambas
partes del pistón, o en variante ser diferentes topológicamente y
geométricamente para introducir un factor de asimetría controlada,
y en cada caso, cada matriz puede ser uni - o pluriporosa en función
de la dureza deseada del amortiguador.
Asimismo, los líquidos no mojantes pueden tener
unas características de tensión superficial que son idénticas por
ambas partes del pistón, o en variante diferentes para introducir un
factor de asimetría controlada.
La cámara común de compensación puede ser de
pared flexible de manera a presentar un volumen variable. En
particular, se podrá prever entonces que la pared flexible rodee una
parte central del cilindro, de manera a delimitar una cámara anular
constituyendo la cámara de compensación, o que la cámara común de
compensación de pared flexible esté practicada en el interior del
pistón que está previsto hueco, o también que la cámara común de
compensación de pared flexible sea una cámara anular practicada a la
extremidad de la caja común. En variante, se podrá prever que la
cámara común de compensación sea de pared rígida, y presente un
fondo móvil o deformable asociado a un órgano elástico (por ejemplo
un volumen de gas, una membrana, o un pistón solicitado por un
resorte).
Con preferencia, el sistema de válvula asociado a
cada cámara de trabajo incluye un estrangulador determinando un
orificio calibrado para el paso del fluido hidráulico que viene de
la cámara común de compensación. En particular, cada estrangulador
es regulable individualmente, y puede acuñarse en una posición tal
que el valor máximo de la resistencia hidráulica de dicho
estrangulador corresponde al valor de la presión capilar de
intrusión del líquido en los poros de la matriz asociada.
De conformidad con un modo de ejecución
particular, el medio antiretorno del sistema de válvula asociado a
cada cámara de trabajo comprende un collar plano deformable, cuyos
dos brazos pueden obturar unos orificios radiales del cilindro que
comunican por unos canales respectivos con la cámara común de
compensación.
De conformidad con otro modo de ejecución
particular, el medio antiretorno del sistema de válvula asociado a
cada cámara de trabajo comprende unas chapeletas móviles
eventualmente cargadas por un resorte asociado. En particular, las
chapeletas móviles pueden practicarse en las extremidades de un tubo
central que desemboca en el pistón hueco por unos orificios
asociados, conteniendo la cámara de compensación un soplador
toroidal de aire rodeando dicho tubo.
Ventajosamente entonces, las chapeletas móviles
presentan un paso central formando orificio calibrado.
Otras características y ventajas de la invención
se harán evidentes con la descripción a continuación y los dibujos
anexos que se refieren a un modo de realización particular, haciendo
referencia a las figuras donde:
- la figura 1 es una vista esquemática ilustrando
un amortiguador según la invención, con varias posibilidades para su
cámara de compensación (A), B), C) y sus cámaras de estructura
heterogénea de absorción-disipación de energía (a),
b), c);
- la figura 2 es una sección axial de una
estructura particular de amortiguador según la invención,
- la figura 3 es una sección parcial de mayor
escala del amortiguador precitado,
- la figura 4 es una sección asociada según la
línea IV-IV de la figura 3,
- la figura 5 es una sección de detalle a mayor
escala que permite distinguir mejor la estructura del sistema de
válvula asociado a cada cámara de trabajo del amortiguador,
- la figura 6 es una vista en sección parcial del
amortiguador precitado, con un arranque del
vástago-pistón y de la envoltura estanca flexible
conteniendo una estructura heterogénea de
absorción-disipación de energía, a fin de distinguir
mejor la disposición del medio antiretorno que forma parte del
sistema de válvula asociado,
- la figura 7 es una vista que ilustra en
perspectiva la estructura del medio antiretorno precitado,
- la figura 8 es un diagrama que representa
varias características de un amortiguador según la invención,
utilizando unas matrices pluriporosas, las diferentes curvas que
resultan de diferentes grados de abertura del sistema de
estrangulamiento como ilustrado a la figura 8a y de
diferentes estructuras de matrices como ilustrado a la figura
8b con las curvas de repartición de los poros de las
matrices,
- la figura 9 es un diagrama que ilustra
diferentes características de un amortiguador según la invención,
utilizando unas matrices uniporosas, como ilustrado en el diagrama
de la figura 9a asociada,
- las figuras 10 y 11 ilustran las
características del amortiguador según la invención para las partes
choque-rebote,
- la figura 12 es un diagrama que ilustra a la
vez la característica estática del amortiguador según la invención y
la de un amortiguador tradicional, dicho diagrama pone en evidencia
el alto poder de absorción de energía del amortiguador según la
invención con relación a los sistemas tradicionales,
- la figura 13 es una diagrama que ilustra otra
particularidad del amortiguador según la invención según la cual la
fuerza F no varia con la velocidad de desplazamiento debajo de una
velocidad crítica,
- la figura 14 ilustra también la característica
del amortiguador según la invención, construida punto por punto a
diferentes velocidades (de 5 a 200 mm/s),
- la figura 15 es otro diagrama característico
obtenido haciendo variar las frecuencias de 1 a 12 Hz, dicho
diagrama muestra que la fuerza F es independiente de la frecuencia
debajo de la velocidad crítica,
- la figura 16 es un diagrama que ilustra las
características de una pareja líquido - matriz liofoba a diferentes
velocidades del vástago del amortiguador, incluida la velocidad nula
(0 a 5 m/s), dicho diagrama mostrando que la presión P (o la fuerza
F) es independiente de la velocidad (las velocidades consideradas
son inferiores a la velocidad crítica), y
- las figuras 17 y 18 ilustran en sección dos
otras variantes de realización de un amortiguador según la
invención, con un conjunto vástago-pistón cuyo
vástago y pistón son huecos.
Se describirá primero la estructura general de un
amortiguador según la invención haciendo referencia a la figura
1.
Se distingue un amortiguador anotado 1, que es
del tipo comprendiendo un conjunto de vástago 2 y pistón 3
deslizando en un cilindro 4, delimitando por ambas partes del pistón
3 una cámara de trabajo 5.1, 5.2 que contiene un fluido hidráulico.
El dispositivo vástago-pistón 2,3 está unido a una
fuente de perturbaciones exteriores SO (por ejemplo una rueda de un
vehículo de automóvil en contacto con el suelo), mientras que el
cilindro 4 está unido a una estructura a proteger S (por ejemplo la
carrocería del vehículo). La extremidad del vástago unida a la
fuente exterior SP se desplaza axialmente según un desplazamiento
X(t) y transmite una fuerza F(t) el parámetro t siendo
el tiempo.
De conformidad con una primera característica
esencial de la invención, cada cámara de trabajo 5.1, 5.2 comunica
permanentemente con una cámara asociada 6.1, 6.2 conteniendo una
estructura heterogénea de absorción-disipación de
energía constituida por al menos una matriz
capilar-porosa 9 y un líquido asociado 9' respecto
al cual dicha matriz es liofoba (es decir que el líquido 9' no moja
la matriz porosa). Tal pareja [matriz
capilar-porosa]-[líquido no mojante asociado] se
describe en detalle, con el principio de funcionamiento de esta
estructura heterogénea en el documento precitado
WO-A-96/18040.
A título no limitativo, se pueden citar para las
matrices porosas los materiales siguientes: silicageles,
alumino-silicatos, zeolitas de todo tipo, vidrios
porosos..., y para los líquidos no mojantes asociados: el agua, las
soluciones acuosas, los eutécticos de baja temperatura, los líquidos
polares,...
En el ejemplo a), el fluido hidráulico que ocupa
las cámaras de trabajo 5.1, 5.2 es idéntico al líquido 9' de las
estructuras heterogéneas de absorción-disipación de
energía que se encuentran en las cámaras 6.1, 6.2: en este caso sólo
hay un solo tipo de fluido.
En general, se preferirá prever que cada
estructura heterogénea 9, 9' esté confinada en un alojamiento
estanco deformable, como ilustrado en los ejemplos b) y c), el
fluido hidráulico que ocupa las cámaras de trabajo 5.1, 5.2 siendo
entonces un fluido tecnológico tradicional, tal como aceite. En b),
el alojamiento estanco está delimitado por una membrana 6'.1 y en c)
por una envoltura en fuelle 6''.1.
De conformidad con una segunda característica
esencial de la invención, cada cámara de trabajo 5.1, 5.2 comunica
además con una cámara común 7 mediante un sistema de válvula
asociado 8.1, 8,2. Cada sistema de válvula incluye un medio
antiretorno 8.11, 8.21 que asegura automáticamente el cierre de la
cámara de trabajo concernida 5.1, 5.2 durante la compresión, y la
abertura de dicha cámara durante la distensión.
Cada cámara común 7 constituye una cámara de
compensación que asegura la continuidad del fluido hidráulico
contenido en las cámaras de trabajo 5.1, 5.2 durante los
desplazamientos del dispositivo vástago-pistón 2, 3
en el cilindro 4.
Cada sistema de válvula 8.1, 8.2 incluye con
preferencia también un estrangulador regulable 8.12,8.22 que define
un orificio de paso calibrado.
En este caso, la cámara común de compensación 7
es de pared rígida, y está practicada al exterior del cilindro 4,
pero esto no es una obligación como se verá más abajo.
Esta cámara común de compensación 7 presenta un
fondo móvil o deformable asociado a un órgano elástico. Se ha
representado aquí tres variantes a considerar: en A) el fondo móvil
es una membrana flexible 7' y el órgano elástico es un volumen de
aire comprimido 7'.1, en B) el fondo móvil es un pistón 7'' y el
órgano elástico es un resorte 7''' de disco central rígido y el
órgano elástico un resorte 7'''.1.
El funcionamiento y las ventajas de tal
amortiguador se describirán más abajo, haciendo referencia a la
figura 2 que ilustra de manera más estructural un ejemplo de
realización completo del amortiguador según la invención.
Se va ahora describir detalladamente la
estructura de un amortiguador según la invención haciendo referencia
a las figuras 2 a 7, de conformidad a un primer modo de
realización.
Se distingue a la figura 2 un amortiguador
anotado 10, que es del tipo que comprende un
vástago-pistón 12 deslizando en un cilindro 11 que
delimita por ambas partes del pistón 13 una cámara de trabajo 18, 19
comunicando con permanencia con una cámara interior asociada 20,21
del vástago-pistón 12.
En este caso, el vástago-pistón
12 está constituido de dos partes huecas 14, 15 de mismo diámetro
exterior, que se extiende por ambas partes del pistón 13, haciéndose
la estanqueidad por unas juntas tóricas asociadas 16,17. El
vástago pistón 12 desliza entonces según una dirección axial 100 en
el cilindro 11 asociado de eje D, la extremidad 14.1 del
vástago-pistón está unido a una fuente de
perturbaciones exteriores (no representada aquí). En el caso de un
montaje sobre un vehículo automóvil, esta parte 14.1 estará con
preferencia dispuesta del lado de la rueda del vehículo, la parte
opuesta 11.1 del cilindro 11, practicada en extremidad de una
prolongación formando capó protector 11.2, está en cuanto a ella
asociada a la estructura a proteger, por ejemplo la carrocería de
dicho vehículo.
Como se verá a continuación en las variantes
ilustradas a las figuras 17 a 23, se podrá prever que el
vástago-pistón 12 está constituido de dos partes de
diámetros exteriores diferentes, en este caso será ventajoso prever
que la parte de mayor diámetro esté dispuesta del lado de la
estructura a proteger y la parte de menor diámetro del lado de la
fuente de perturbaciones exteriores, de manera a absorber los
choques con una fuerza mínima (mejora del confort de los pasajeros
del vehículo) y ejercer un rebote con una fuerza más importante
(mejora de la adherencia de las ruedas con la calzada).
Se observa que cada cámara interior 20, 21 del
vástago-pistón 12 comunica por unos orificios
asociados 14.3, 15.3 con la cámara de trabajo asociada 18,19, la
cual corresponde aquí al espacio anular delimitado entre el cuerpo
de cilindro 11 y la superficie exterior del
vástago-pistón 12.
De conformidad a la primera característica
esencial precitada de la invención, cada cámara interior 20, 21 del
vástago-pistón 12 comprende una envoltura estanca
flexible 50, 60 que contiene una estructura heterogénea de
absorción-disipación de energía constituida por una
matriz capilar-porosa 51, 61 y un líquido asociado
52, 62 respecto al cual dicha matriz es liofoba. Como indicado más
arriba, tal pareja [matriz capilar-porosa] -
[líquido no mojante asociado] se describe en detalle con el
principio de funcionamiento de la estructura heterogénea en el
documento precitado WO-A-96/18040.
Mencionaremos que el líquido 52, 62 que está encerrado de manera
estanca en las envolturas asociadas 50,60 no tiene nada que ver aquí
con el fluido hidráulico que ocupa las cámaras interiores 20, 21 del
vástago-pistón 12 y las cámaras de trabajo 18, 19
asociadas, dicho fluido hidráulico es un simple fluido tecnológico
tal como aceite.
En este caso, cada envoltura estanca flexible 50,
60, está enganchada al fondo 14.2, 15.2 de la cámara interior
asociada 20, 21 del vástago-pistón 12. Se ha
representado esquemáticamente un collar 14.4, 15.4 sobresaliendo del
fondo 14.2, 15.2 de las extremidades del
vástago-pistón 12, collar sobre el cual está
enganchada la extremidad abierta de la envoltura flexible asociada,
estando la fijación realizada por un collar de apretamiento 14.5,
15.5.
Aunque que no sea representado aquí, se podrá
prever en variante que cada envoltura estanca flexible 50, 60 esté
en suspensión libre en la cámara interior asociada 20,21 del
vástago-pistón 12.
Las matrices capilar-porosas
51,61, contenidas en su envoltura estanca flexible 50, 60, serán en
general topológicamente y geométricamente idénticas por ambas partes
del pistón 13. Es posible sin embargo prever en variante que las
matrices capilar-porosas 51, 61 sean topológicamente
y geométricamente diferentes por ambas partes del pistón 13, de
manera a introducir voluntariamente un factor de asimetría
predeterminado. En este caso por ejemplo, si se opta por geometrías
diferentes (radios diferentes de los poros y capilares), se
dispondrá la matriz que presenta los poros y los capilares de menor
radios en la cámara que está asociada al rebote (para tener una
fuerza elevada de este lado del pistón), y la matriz que presenta
los poros y capilares de mayor radios en la cámara que está asociada
al choque. Se podrá naturalmente modificar también la topología del
espacio poroso de las dos matrices.
Para obtener tal factor de asimetría
predeterminada, se podrá en variante utilizar unas matrices
capilar-porosas esencialmente idénticas
(topológicamente y geométricamente) por ambas partes del pistón 13,
pero estas matrices bañando en unos líquidos que presentan unas
características diferentes de tensión superficial por ambas partes
de dicho pistón. En este caso, se dispondrá el líquido de mayor
tensión superficial en la cámara que está asociada al rebote (para
tener una fuerza elevada de este lado del pistón), y el líquido de
menor tensión superficial en la cámara que está asociada al
choque.
En los dos casos, cada matriz
capilar-porosa 51, 61 podrá ser uniporosa o
pluriporosa según que el factor de repartición de los poros (radio
r) en el volumen (V) de la matriz es nulo o no nulo respectivamente.
Este factor puede anotarse \frac{\partial r}{\partial v}, y se
tiene \frac{\partial r}{\partial v}= 0 para una matriz uniporosa,
y \frac{\partial r}{\partial v}\neq 0 para una matriz pluriporosa.
Estas particularidades estructurales de las matrices
capilar-porosas están descritas en detalle en el
documento precitado
WO-A-96/18040.
Se sabe que con tales estructuras heterogéneas,
el líquido que rodean las matrices capilar-porosas
sólo penetra en los poros de dichas matrices cuando la presión del
líquido rodeando sobrepasa la presión llamada de Laplace, dicha
presión está dada por la formula P = (2\sigma.| cos \theta|/r,
donde \sigma es la tensión superficial del líquido utilizado,
\theta es el ángulo de contacto sólido-líquido (en
este caso claramente superior a 90º), y r es el radio de los poros
capilares de la matriz porosa (r es en este caso comprendido entre
el radio de las moléculas del líquido no mojante utilizado, y un
valor del orden de décima de micrómetro-\mum-).
Es esta formula fundamental que gobierna la presión que reina en
el sistema heterogéneo, es decir en el interior de cada envoltura
flexible estanca 50, 60.
La utilización combinada de los fenómenos de
capilaridad y de la ley de Pascal para los sistemas hidráulicos
(presión idéntica en todos los puntos de un espacio cerrado)
establece la identidad de la presión en el interior de las
envolturas 50,60, y en las cámaras 18, 20 y 19, 21 respectivamente.
Además, para que el amortiguador funcione, el volumen de líquido en
las envolturas 50, 60 debe ser al menos igual a la suma de los
volúmenes de los poros de la matriz concernida y de los volúmenes
entre partículas porosas de dicha matriz.
De conformidad con la segunda característica
esencial precitada de la invención, cada cámara de trabajo 18, 19
comunica además con una cámara común por medio de un sistema de
válvula asociada, incluyendo dicho sistema un medio antiretorno que
asegura el cierre de la cámara de trabajo concernida durante la
compresión, y la abertura de dicha cámara durante la distensión.
Esta cámara común constituye una cámara de compensación asegurando
la continuidad del fluido hidráulico durante los desplazamientos del
vástago-pistón 12 en el cilindro 11.
En este caso, la cámara común de compensación,
anotada 30, es de pared flexible (pared 31) de manera a presentar un
volumen variable. La pared flexible 31 rodea aquí una parte central
del cilindro 11, de manera a delimitar una cámara anular que
constituye la cámara de compensación 30. La unión entre la cámara de
compensación 30 y las cámaras de trabajo 18, 19, se realiza por una
parte por un canal 28, 29 llevando al sistema de válvula asociado
32, 33, y por otra parte por una pluralidad de canales 22, 23 (aquí
seis) que unen un compartimiento terminal 18.1 o 19.1 de la cámara
de trabajo 18, 19.
Como se ha dicho más arriba, se podrá prever en
variante una cámara común de compensación de pared rígida, que sería
entonces exterior al amortiguador, y unida a las cámaras de trabajo
18, 19 por un conducto asociado, presentando entonces la cámara
común de compensación un fondo móvil o deformable asociado a un
órgano elástico. En este caso, la cámara común de compensación de
pared rígida comunica con cada cámara de trabajo 18, 19 mediante un
sistema de válvula idéntico al descrito presentemente.
En la practica se preferirá una cámara de
compensación de pared flexible si se queda en la gama de las
pequeñas frecuencias (se tiene la comprensión por la diferencia
entre la presión atmosférica y la depresión en las cámaras de
trabajo durante la distensión), y de pared rígida si se queda en la
gama de las frecuencias elevadas.
Como representado a las figuras 2 y 3, el sistema
de válvula 32, 33 asociado a cada cámara interior 20, 21 del
vástago-pistón 12 incluye un estrangulador 34, 36
determinando un orificio calibrado 26, 27 para el paso del fluido
hidráulico que viene de la cámara común de compensación 30 pasando
por los canales de unión 28, 29. En este caso cada estrangulador 34,
36 está montado sobre una excrecencia asociada 35, 37 del cuerpo de
cilindro 11. La extremidad la más alejada de cada estrangulador 34,
36 presenta una tubuladura cónica 38, 39 que define un orificio
calibrado 26, 27 de una anchura predeterminada. Con preferencia,
como ilustrado aquí, cada estrangulador 34, 36 es regulable
individualmente por el exterior, lo que se obtiene aquí por el
atornillamiento o desatornillamiento de una parte fileteada del
estrangulador en un fileteado asociado de la excrecencia 35, 37.
Esto permite obtener fácilmente cualquier reglaje particular del
amortiguador en función de las condiciones encontradas, así como se
describirá más tarde detalladamente. En particular, se podrá
arreglar para que la posición de cada estrangulador 35, 36 esté
acuñado a un valor tal que el valor máximo de la resistencia
hidráulica de dicho estrangulador corresponda al valor de la presión
capilar de intrusión del líquido 52, 62 en los poros de la matriz
asociada 51, 61 (presión capilar de Laplace).
El sistema de válvula 32, 33 asociado a cada
cámara interior 20, 21, comprende además un medio antiretorno que
está realizado aquí en forma de un collar plano deformable 40, 41
dispuesto en el compartimiento terminal asociado 18.1, 19.1. Así
como es visible a las figuras 4 a 7, cada collar plano deformable
40, 41, presenta dos brazos que pueden obturar unos orificios
radiales 24, 25 del cilindro 11, que comunican por los seis canales
respectivos 22, 23 con la cámara común de compensación 30.
Las figuras 4 a 7 permiten distinguir mejor el
collar plano 40 asociado a la cámara de trabajo 18, pero se entiende
que el otro collar 41 que está asociado a la cámara de trabajo 19
presenta una estructura idéntica.
El collar 40 (figuras 4 a 7, realizado por
ejemplo en bronce-berilio, presenta así dos brazos
planos 40.1 que parte de una porción superior inmóvil 40.4 (figura
7). Unos dedos soldados 40.2 y 40.3 están previstos para mantener en
posición el collar deformable 40 en su alojamiento asociado 18.1. En
las figuras 6 y 7, se ha anotado l la anchura del compartimiento
18.1. Los dedos 40.2 asociados a la parte inmóvil 40.4 del collar 40
son ligeramente más largos que la cuota l, lo que está anotado l +
\varepsilon, de manera a obtener un acuñamiento de mantenimiento
del collar 40. En cambio, los otros dedos 40.3 tienen una longitud
ligeramente inferior, anotado l - \varepsilon, de manera a
permitir el libre desplazamiento transversal de los brazos 40.1 del
collar 40 en los compartimientos 18.1 y 19.1. Se entiende fácilmente
que los brazos 40.1 están aplicados naturalmente por la elasticidad
propia del collar 40 contra los orificios 24 de los canales 22, y
cierran dichos canales. En cambio, si el fluido hidráulico llegando
de la cámara de compensación 30 llega por los canales 22, este
fluido puede ejercer un empuje suficiente para acercar elásticamente
los brazos 40.1 del collar 40, dejando entonces pasar el fluido por
los orificios 24.
Se observará en el detalle de la figura 5 la
presencia de una arandela 41 de orificios 42, que asegura a la vez
el mantenimiento del collar 40 en posición, y el paso del fluido que
llega por el orificio calibrado 38. Se trata aquí de una variante de
realización que presenta la ventaja de simplificar la fabricación
del collar plano, evitando tener que añadir unos dedos de
mantenimiento por soldadura.
Se va ahora a describir detalladamente,
refiriéndose a las figuras 8 a 16, el funcionamiento y las
características del amortiguador según la invención que se realiza
estructuralmente como descrito arriba haciendo referencia a la
figura 2.
Conviene primero examinar la situación del
amortiguador en reposo, en ausencia de solicitaciones exteriores. El
vástago-pistón 12 (figura 2) está entonces en
equilibrio indiferente, dicho vástago-pitón
encontrándose por ejemplo en el medio del cilindro 11 debido a la
acción del resorte de retorno exterior no representado (la posición
de parada no tiene importancia). Las presiones en las dos cámaras de
trabajo 18, 19, así como en la cámara de compensación 30 son
entonces iguales. Los espacios porosos de las matrices de las
estructuras heterogéneas encerradas en su envoltura están entonces
vacíos, esto resulta del hecho de que el líquido asociado no puede
espontáneamente penetrar en los poros capilares de las matrices,
debido a la no mojabilidad por este líquido (ángulo \theta
claramente superior a 90º). Así, incluso en ausencia de resorte de
retorno, es preciso aplicar a la cabeza del
vástago-pistón una cierta fuerza para desplazar el
pistón. Esto significa que en equilibrio la posición del pistón está
auto-asegurada, de manera que se obtiene una
autoestabilización muy interesante en la práctica puesto que evita
una rigidez del sistema.
Ahora si se ejerce un choque sobre la extremidad
libre del vástago-pistón 12, tendiendo a desplazar
el vástago-pistón hacia la derecha en la figura 2,
el estrangulador 36 que se comporta como un tapón impide el fluido
hidráulico de la cámara de trabajo 19 ir hacia la cámara de
compensación 30, y la chapeleta antiretorno 41 está en cuanto a ella
cerrada, de manera que las cámaras 19 y 21 forman un recipiente
cerrado. El fluido casi-condensado comprime la
envoltura flexible 60, y la presión en el interior de dicha
envoltura crece desde el valor de la presión atmosférica, lo que
tiene como efecto, cuando la presión sobrepasa el valor de la
presión capilar de Laplace, de hacer disminuir el volumen interior
de la envoltura 60 durante la penetración del líquido de trabajo 62
en los poros de las matrices porosas asociadas 61. Paralelamente al
aumento de presión (compresión) en las cámaras 19 y 21, se observa
una disminución de presión (distensión) en las otras cámaras 18 y
20. La presencia de la chapeleta antiretorno 40 y de la cámara de
compensación 30 permite en este caso evitar la aparición del vacío
en las cámaras 18 y 20, asegurando así la continuidad de la fase
condensada.
Gracias a los dos estranguladores 34, 36 que son
regulables, se puede imponer una resistencia hidráulica determinada
a superar en el momento de la comprensión del líquido entre las
cámaras 18, 20 y 19, 21 a través de la cámara de compensación 30. La
presión a superar en este caso es la presión capilar de intrusión
del líquido liofobo en las matrices asociadas (presión capilar de
Laplace).
Si se vuelve a un desplazamiento hacia la
izquierda del pistón en el estado dinámico, se observa que el
volumen del sistema heterogéneo en la cámara de compresión 18
disminuye bajo la acción de la presión de compresión forzada (por
una acción exterior). Simultáneamente a este fenómeno en las cámaras
18 y 20, el fluido hidráulico está rechazado de la cámara de
compensación 30 a la cámara 19, 21 a través de la chapeleta
antiretorno 41 asegurando la continuidad de la fase condensada en el
espacio de las cámaras 19, 21. Si en algún momento el
vástago-pistón se para y que después, por
solicitaciones, empieza a desplazarse en el otro sentido, una
compresión forzada se produce entonces instantáneamente en la
cámara 19, 21 gracias a la resistencia hidráulica al estrangulador
36, se produce una intrusión del líquido en los poros capilares del
sistema heterogéneo encerrado en la envoltura 60, mientras que la
distensión simultánea se producirá en las cámaras 18 y 20 con la
expulsión espontánea del líquido de los poros capilares del sistema
heterogéneo encerrado en la envoltura 50. Durante esta expansión
del sistema heterogéneo, el volumen de la envoltura 50 aumenta
ocupando el espacio de la cámara 20. Si hay en este momento un
déficit de volumen de fluido condensado en la cámara 18, 20, el
fluido de la cámara de compensación 30 va a penetrar por la
chapeleta antiretorno 40 en el espacio de las cámaras de trabajo 18
y 20 bajo la acción de la diferencia de presión (presión
atmosférica actuando sobre la pared flexible 31, añadida a la
depresión posible en la cámara interior 20) durante el movimiento
del vástago-pistón hacia la derecha.
Dicho de otro modo, independientemente de la
posición y de la dirección del desplazamiento del pistón 13 (figura
2), el sistema heterogéneo es a cada instante listo a absorber la
energía del choque exterior, o la del rebote, en la cámara de
trabajo concernida para disiparla en la cámara de trabajo opuesta.
La cámara de compensación 30 es fundamental, puesto que permite
asegurar la continuidad del fluido hidráulico en el sistema,
evitando cualquier rotura que pueda proceder sea de la velocidad de
compresión/distensión, sea de una asimetría geométrica resultando
por ejemplo de una diferencia de diámetro de las dos partes del
vástago hueco 12.
Si se examina ahora el diagrama ilustrado a la
figura 8, que corresponde al caso de matrices pluriporosas, se
observa que las variaciones de la fuerza F en función de la
velocidad de desplazamiento \dot{X} comprenden una primera zona Z1
de velocidades que se podrían calificar de newtoniana, después una
segunda zona Z2 que corresponde especialmente al funcionamiento del
sistema heterogéneo liofobo concernido. Las diferentes partes
lineales anotadas A, B, C para la zona Z1 corresponden en realidad a
unos grados de abertura diferentes del estrangulador 34, como
esquematizado a la figura 8a, con un valor máximo en A, un
valor mediano en B y un valor mínimo en C. Para la zona Z2, se
tendrá cada vez diferentes pendientes de características en función
de la geometría/morfología de la matriz pluriporosa. Si se refiere a
la figura 8b que ilustra tres curvas de repartición de los
poros (radio r) de las matrices en el volumen (V), se puede decir
que los trozos A1, B1, C1 corresponden a una curva de repartición
del tipo M1 muy puntiaguda, mientras que las curvas A2, B2, C2
corresponden a una repartición mediana del tipo M2, y que las
curvas A3, B3, C3 corresponden a una repartición media más aplanada
M3. Los trozos A3, B3, C3 corresponden a un reglaje duro del
amortiguador, mientras que los trozos A2, B2, C2 corresponden a un
reglaje medio, y que los trozos A1, B1, C1 corresponden a un
reglaje de confort. Los trozos horizontales A0, B0, CO corresponden
en cuanto a ellos a un reglaje ideal, en la práctica nunca
alcanzado.
En este caso, se utiliza a la vez el reglaje del
estrangulador y la elección oportuna de la geometría/morfología de
las matrices porosas de la estructura heterogénea para ajustar las
características del amortiguador en función de las condiciones
encontradas. El líquido respecto al cual las matrices porosas son
liofobas, queda en cuanto a él esencialmente invariable (figura
8).
En el diagrama de la figura 9, se ha ilustrado el
caso de una matriz uniporosa (r = constante). Los reglajes del
estrangulador dan entonces una primera parte de característica
inclinada que difiere según la elección del grado de abertura (máx.,
medio, mini), con una extensión en relación para la zona llamada
newtoniana Z1. Después la fuerza F es prácticamente constante, es
decir que no depende significativamente de la velocidad \dot{X}.
Esto ilustra una particularidad del todo notable del amortiguador
según la invención, destacándose radicalmente de los amortiguadores
tradicionales que presentan una característica con una fuerza
proporcional a una potencia al menos igual a 1 de la velocidad de
desplazamiento. La figura 9a es un simple diagrama de la repartición
de los poros en el volumen V recordando que se trata de una matriz
uniporosa, con un radio r de poro acuñado sobre el valor r (por
ejemplo tamiz molecular, zeolitas, ...).
Los diagramas de las figuras 10 y 11 ilustran las
características con el rebote y el choque que se obtienen aquí con
un amortiguador según la invención, con una fuerza constante a
partir del momento en que se trabaja sobre estructuras heterogéneas,
con matrices uniporosas y pluriporosas respectivamente.
El diagrama de la figura 12 ilustra a la vez el
comportamiento (fuerza F en función del desplazamiento \DeltaX) de
un amortiguador según la invención (en trazos continuos), y el
comportamiento de un amortiguador tradicional (en trazos mixtos).
Para los amortiguadores tradicionales, con su característica F
proporcional a \dot{X}, se puede presentar el desplazamiento
\Delta\dot{X} a la figura 12 como siendo \Delta\dot{X} =
\Delta\dot{X}.\Deltat (\Deltat siendo una duración
elemental). Se observa que la zona rayada asociada a los
amortiguadores tradicionales corresponde a una disipación mucho más
débil que la obtenida con un amortiguador según la invención. Si se
calcula la relación entre la energía disipada y el volumen de la
cámara de trabajo, lo que corresponde a una capacidad disipativa, se
observa que el amortiguador según la invención permite obtener un
valor de capacidad disipativa 100 a 1000 veces superiores. Se
obtiene así unos resultados del todo notables de energía disipada
con un volumen de líquido de trabajo extremadamente bajo.
El diagrama de la figura 13 (force F en función
de la velocidad de desplazamiento \dot{X}) muestra que la fuerza
F no varia con la velocidad de desplazamiento, y esto mientras se
queda debajo de una velocidad crítica \dot{X} (régimen isotermo
del ciclo compresión-distensión de la estructura
heterogénea liofoba). Más allá de la velocidad critica \dot{X},
la fuerza F crece con la velocidad \dot{X}: esto puede explicarse
por el déficit del flujo calorífico que viene del exterior hacia
la cámara de compresión con relación al flujo calorífico necesario a
la formación isoterma de la entrefase matriz/líquido que es
normalmente endotérmica. En el caso en que \dot{X} >
\dot{X}_{c}, el proceso se acerca a un proceso
casi-adiabático, lo que provoca la bajada de la
temperatura del sistema heterogéneo y el aumento de la tensión
superficial (y por consiguiente de la presión capilar de Laplace).
La presión de Laplace determina en efecto la fuerza F que aumenta
también en el diagrama de la figura 13.
El diagrama de la figura 14 (fuerza F en función
del desplazamiento absoluto \DeltaX), a acercar del de la figura
12, es una construcción punto por punto a diferentes velocidades de
desplazamiento \dot{X} (de 5 a 200 mm/s), los puntos quedando
sobre la misma curva cualquiera que sea la velocidad (si ésta es
inferior a la velocidad crítica precitada).
El diagrama de la figura 15 (fuerza F en función
de la velocidad de desplazamiento \dot{X}) muestra unos valores
medidos para diferentes frecuencias (1Hz, 3Hz, 6Hz, 9Hz y 12Hz): se
observa que la fuerza F es independiente de la frecuencia debajo de
la velocidad X_{c}.
El diagrama de la figura 16 (presión P en función
de la variación de volumen \DeltaV o también fuerza F en función
del desplazamiento \DeltaX) ilustra varias características
medidas a diferentes velocidades del vástago del amortiguador,
incluso la velocidad nula (0 m/s o estática, 1 m/s, 2m/s, 2,5 m/s,
3 m/s, 3,5 m/s, 4 m/s 4,5 m/s y 5m/s). Se observa que la presión P
(o la fuerza F) es prácticamente independiente de la velocidad (las
velocidades consideradas son inferiores a la velocidad crítica), de
manera que la característica en dinámica queda de hecho
prácticamente acuñada sobre la característica estática. Se observa
que la variación de la presión sólo varía de algunos tantos por
ciento, mientras que la variación de la velocidad de 0 a 5 m/s es
proporcionalmente considerable.
Esta claro que las características del
amortiguador según la invención ilustradas en los diagramas
precitados no tienen nada que ver con las de los amortiguadores
tradicionales.
Se describirán ahora sucintamente otras variantes
estructurales del amortiguador que se acaba de describir, haciendo
referencia a las figuras 17 a 23.
A la figura 17, se han utilizado para los órganos
homólogos las mismas referencias que anteriormente aumentadas de
100.
La solución constructiva de la figura 17 se
diferencia de la de la figura 2 por el hecho de que cada envoltura
estanca flexible 150, 160 está en suspensión libre en la cámara
interior asociada 120, 121 del vástago-pistón 112, y
sobre todo por el hecho de que la cámara común de compensación 130
de pared flexible 131 (fuelle de metal o de materia plástica
conteniendo aire) está practicada en el interior del pistón 113 que
está previsto hueco. Las cámaras de compresión 118, 119 comunican
con el espacio circunvecino de las envolturas 150, 160 por unas
ventanas 114.3, 115.3. La comunicación hidráulica y el
equi-presión en estado estático están asegurados de
cada lado del pistón por unas chapeletas móviles 132, 133, que
retroceden por un resorte de paleta 132', 133', cada chapeleta
presenta además un pasaje central 138, 139 formando orificio
calibrado constante (no regulable en este caso). Como las partes
114, 115 del vástago hueco tienen unos diámetros diferentes, se
tiene una fuerza de rebote superior a la fuerza de choque (anotado
F_{r}>F_{ch}).
A la figura 18, las referencias están aumentadas
de 100. La diferencia con relación a la variante de la figura 17
reside en la comunicación con la cámara de compensación 230: se
utiliza un tubo central 232', cuyas extremidades son obturables por
unas chapeletas flotantes 232, 233 de pasaje central calibrado 238,
239, y que desemboca por unos orificios medianos 232'' en la cámara
230. La envoltura flexible 231 que está en la cámara de
compensación 230 contiene como anteriormente aire, pero está
dispuesta en forma de soplador toroidal rodeando el tubo central
232'. Se tiene como anteriormente la relación
F_{r}>F_{ch}.
La solución de la figura 18 es más ventajosa que
la de la figura 17 en el caso en que se dispone de poco espacio
anular para practicar las chapeletas antiretorno 132, 133 (figura
17) al exterior de las porciones 114, 115.
Finalmente, se ha llegado así a realizar un
amortiguador que presenta un gran grado de disipación de energía,
es decir del orden de 90 a 95%, cuando los amortiguadores sólo
alcanzan unos valores generalmente comprendidos entre 30 y 40% en el
mejor de los casos
Además, se ha visto que la fuerza aplicada al
vástago-pistón del amortiguador puede quedar
independiente de la velocidad de su desplazamiento en ciertas gamas
de velocidades. Esta propiedad, jamás obtenida hasta la fecha con
los amortiguadores tradicionales, puede proporcionar un confort
óptimo para los pasajeros de un vehículo. Mediante los
estranguladores, se puede asegurar la linealidad de la unión entre
la fuerza y la velocidad en el campo de las bajas velocidades. El
procedimiento de ajuste de los estranguladores para hacer ganar la
zona concernida de las velocidades consiste en hacer variar la
sección de paso del fluido hidráulico de tal manera que el valor
máximo de la resistencia hidráulica del estrangulador sea igual a la
presión capilar que asegura la intrusión del líquido en el espacio
poroso de las matrices de la estructura heterogénea que está
situada en las envolturas flexibles. En el campo de las velocidades
que van más allá del umbral crítico, la fuerza se vuelve
dependiente de la velocidad de desplazamiento. Los sistemas
heterogéneos juegan entonces un papel de filtro para las
perturbaciones exteriores, lo que asegura un excelente confort para
los pasajeros del vehículo, y disminuye igualmente las
solicitaciones sobre el conjunto de dicho vehículo.
Se consigue además obtener un amortiguador que es
30 a 40% más ligero que los amortiguadores clásicos, y 30 a 40%
menos voluminoso (1500 cm para el volumen de fluido homogéneo
(aceite) en las cámaras de trabajo de un amortiguador tradicional, a
comparar con 12 a 15 cm para el volumen de fluido heterogéneo en un
amortiguador según la invención).
Finalmente, el amortiguador según la invención
permite considerar un funcionamiento en una banda de frecuencia que
va hasta 30 Hertzios y más, cuando un amortiguador clásico va poco
más allá de 6 hertzios.
Los campos de aplicación de la invención son muy
numerosos, y se pueden citar a título de ejemplos no limitativos
los vehículos automóviles, los vehículos ferroviarios, los topes
fijos ferroviarios, los trenes de aterrizaje de aeronaves, los
soportes de motores, las protecciones
anti-vibraciones diversas (incluso para las ondas
acústicas), los sistemas parasísmicos y los acoplamientos de
módulos cósmicos.
Claims (26)
1. Amortiguador de alto poder disipativo, del
tipo que comprende un conjunto vástago-pistón (2, 3)
que desliza en un cilindro (4) delimitando por ambas partes del
pistón (3) una cámara de trabajo (5.1; 5.2) que contiene un fluido
hidráulico, dicho conjunto vástago-pistón está
adaptado para unirse a una fuente de perturbaciones exteriores (SP)
y dicho cilindro a una estructura a proteger (S),
caracterizado porque:
- cada cámara de trabajo (5.1; 5.2) comunica
permanentemente con una cámaraasociada (6.1; 6.2) que contiene una
estructura heterogénea de absorción-disipación de
energía constituida por al menos una matriz
capilar-porosa (9) y un líquido asociado (9')
respecto al cual dicha matriz es liofoba;
- cada cámara de trabajo (5.1; 5.2) comunica
además con una cámara común (7) mediante un sistema de válvula
asociado (8.1; 8.2), dicho sistema incluyendo un medio antiretorno
(8.11; 8.21) que asegura automáticamente el cierre de la cámara de
trabajo concernida durante la comprensión, y la abertura de dicha
cámara durante la distensión, dicha cámara común (7) constituye una
cámara de compensación asegurando la continuidad del fluido
hidráulico durante los desplazamientos del conjunto
vástago-pistón (2, 3) en el cilindro (4).
2. Amortiguador según la reivindicación 1,
caracterizado porque el fluido hidráulico que ocupa las
cámaras de trabajo (5.1; 5.2) es idéntico al líquido de las
estructuras heterogéneas (9, 9') de
absorción-disipación de energía.
3. Amortiguador según la reivindicación 1,
caracterizado porque cada estructura heterogénea (9, 9') de
absorción-disipación de energía está confinada en un
alojamiento estanco deformable, siendo entonces el fluido que ocupa
las cámaras de trabajo (5.1; 5.2) un fluido tecnológico
tradicional.
4. Amortiguador según una de las reivindicaciones
1 a 3, caracterizado porque el conjunto
vástago-pistón (12; 112; 212) comprende un vástago
que es hueco por ambas partes del pistón, cada parte hueca delimita
interiormente una cámara que contiene una estructura heterogénea de
absorción-disipación de energía encerrada en una
envoltura estanca flexible.
5. Amortiguador según una de las reivindicaciones
1 a 3, caracterizado porque el conjunto
vástago-pistón comprende un vástago que es lleno por
ambas partes del pistón, y dicho amortiguador comprende unas cámaras
conteniendo una estructura heterogénea de
absorción-disipación de energía encerrada en una
envoltura estanca flexible, que están entonces dispuestas alrededor
del cilindro, en el interior de una caja común.
6. Amortiguador según la reivindicación 4 o la
reivindicación 5, caracterizado porque el
vástago-pistón (12) está constituido de dos partes
(14, 15) de mismo diámetro exterior.
7. Amortiguador según la reivindicación 4 o la
reivindicación 5, caracterizado porque el
vástago-pistón (112; 212) está constituido de dos
partes de diámetros exteriores diferentes, estando la parte de mayor
diámetro del lado de la estructura a proteger, y estando la parte de
menor diámetro del lado de la fuente de perturbaciones
exteriores.
8. Amortiguador según la reivindicación 4,
caracterizado porque cada envoltura estanca flexible (50; 60)
está enganchada al fondo (14.2; 15.2) de la cámara interior asociada
(20; 21) del vástago-pistón (12).
9. Amortiguador según la reivindicación 5,
caracterizado porque cada envoltura estanca flexible está
enganchada a la pared interna de la caja común.
10. Amortiguador según la reivindicación 5,
caracterizado porque cada envoltura estanca flexible está en
suspensión libre en una caja lateral asociada rígidamente solidaria
a la caja central y en comunicación con ésta por una ventana
asociada.
11. Amortiguador según la reivindicación 4 o la
reivindicación 5, caracterizado porque cada envoltura estanca
flexible (150, 160; 250,260) está en suspensión libre en la cámara
interior asociada del vástago-pistón.
12. Amortiguador según una de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque las matrices
capilar-porosas (51, 61; 151, 161; 251, 261) son
idénticas topológicamente y geométricamente por ambas partes del
pistón, siendo cada matriz uni- o pluriporosa en función de la
dureza deseada del amortiguador.
13. Amortiguador según una de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque las matrices
capilar-porosas (51,61; 151, 161; 251,261) son
diferentes topológicamente y geométricamente por ambas partes del
pistón, siendo cada matriz uni-o pluriporosa en
función de la dureza deseada del amortiguador.
14. Amortiguador según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque los líquidos no
mojantes (52, 62; 152, 162; 252, 262) tienen unas características
idénticas de tensión superficial por ambas partes del pistón.
15. Amortiguador según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque los líquidos no
mojantes (52, 62; 152, 162; 252, 262) tienen características
diferentes de tensión superficial por ambas partes del pistón.
16. Amortiguador según una de las
reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque la cámara común
de compensación (30; 130; 230) es de pared flexible de manera a
presentar un volumen variable.
17. Amortiguador según las reivindicaciones 4 y
16, caracterizado porque la pared flexible (31) rodea una
parte central del cilindro (11), de manera a delimitar una cámara
anular constituyendo la cámara de compensación (30).
18. Amortiguador según las reivindicaciones 4 y
16, caracterizado porque la cámara común de compensación
(130; 230) de pared flexible está practicada en el interior del
pistón que está previsto hueco.
19. Amortiguador según las reivindicaciones 4 y
16, caracterizado porque la cámara común de compensación de
pared flexible es una cámara anular practicada a la extremidad de la
caja común.
20. Amortiguador según una de las
reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque la cámara común
de compensación (7) es de pared rígida, y presenta un fondo (7',
7'',7''') móvil o deformable asociado a un órgano elástico.
21. Amortiguador según una de las
reivindicaciones 1 a 20, caracterizado porque el sistema de
válvula (32; 33;) asociado a cada cámara de trabajo incluye un
estrangulador (34; 36) determinando un orificio calibrado (38; 39)
para el paso del fluido hidráulico que viene de la cámara común de
compensación (30).
22. Amortiguador según la reivindicación 21,
caracterizado porque cada estrangulador (34; 36) es regulable
individualmente, y puede en particular acuñarse a una posición tal
que el valor máximo de la resistencia hidráulica de dicho
estrangulador corresponda al valor de la presión capilar de
intrusión del líquido (52; 62) en los poros de la matriz asociada
(51; 61).
23. Amortiguador según las reivindicaciones 1 y
17, caracterizado porque el medio antiretorno del sistema de
válvula (32; 33) asociado a cada cámara de trabajo comprende un
collar plano deformable (40; 41), cuyos dos brazos pueden obturar
unos orificios radiales (24; 25) del cilindro (11) que comunican por
unos canales respectivos (22; 23) con la cámara común de
compensación (30).
24. Amortiguador según la reivindicación 1, y la
reivindicación 18 o la reivindicación 19, caracterizado
porque el medio antiretorno del sistema de válvula (132, 133; 232,
233) asociado a cada cámara de trabajo comprende unas chapeletas
móviles eventualmente cargadas por un resorte asociado.
25. Amortiguador según la reivindicación 24,
caracterizado porque las chapeletas móviles (232, 233) están
practicadas a las extremidades de un tubo central (232')
desembocando en el pistón hueco (213) por unos orificios asociados
(232''), conteniendo la cámara de compensación (230) un soplador
toroidal de aire rodeando dicho tubo.
26. Amortiguador según la reivindicación 24 o la
reivindicación 25, caracterizado porque las chapeletas
móviles (132, 133; 232, 233) presentan un paso central (138, 139;
238, 239) formando orificio calibrado.
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