ES2326943A1 - Cilindro de suspension oleohidraulico. - Google Patents
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Abstract
Cilindro de suspensión oleohidráulico, apto para utilizar en un vehículo permitiendo una gran variación entre el peso en vacío y la carga máxima admisible con un descenso de la altura de dicho vehículo reducida o despreciable, estando dicho cilindro provisto de un cilindro hidráulico formado por una camisa exterior cilíndrica (1) que incluye interiormente una cámara para el llenado de aceite (6), que comprende un émbolo (3) interiormente hueco axialmente desplazable a lo largo de dicha camisa exterior provisto de al menos un acumulador oleoneumático y; un segundo acumulador oleoneumático, estando cada uno de los dos acumuladores oleoneumáticos formados por sendas dos cámaras, una de ellas (5, 7a) llena de gas presurizado precargado a un valor de presión determinado mientras que la otra (5b, 7b) llena de aceite, en el que los dos acumuladores oleoneumáticos están alojados en el interior de la camisa exterior durante una condición de funcionamiento.
Description
Cilindro de suspensión oleohidráulico.
La presente solicitud de Patente de Invención
tiene por objeto el registro de un cilindro de suspensión
oleohidráulico que incorpora notables innovaciones y ventajas
frente a otros cilindros de similares características.
Más concretamente, la invención hace referencia
a un cilindro de suspensión oleohidráulico, apto para su uso en
vehículos en los que existe una gran variación entre el peso en
vacío y la carga máxima admisible requiriéndose que el
desplazamiento o altura de la suspensión del vehículo sea
aproximadamente la mitad de su recorrido al funcionamiento en vacío
y el resto de la carrera o desplazamiento de la suspensión
corresponda a la suspensión con el vehículo cargado al máximo de su
valor admitido.
Es bien conocido por el propio solicitante la
existencia de dispositivos de suspensión oleoneumáticos u
oleohidráulicos que utilizan el mismo principio de funcionamiento
pero con la diferencia sustancial, y que es precisamente el motivo
de la presente solicitud de patente, en que la solución actual se
efectúa con dos acumuladores externos, de los que existen en el
mercado, y que se conectan a un cilindro oleohidráulico también
disponible en el mercado, mediante sendas mangueras o tuberías para
el paso de aceite entre acumuladores y el cilindro que realiza la
suspensión.
Esta solución implica la necesidad de disponer
de un mayor espacio o volumen para la ubicación del dispositivo
sobre el vehículo que tiene que montarse. Además otro inconveniente
no menos importante es el hecho de que el tiempo y coste de montaje
de los aparatos en esta solución se encarece debido a la
disposición de elementos auxiliares de conexión, tales como
soportes de fijación de los acumuladores a la estructura o chasis
del vehículo, mangueras y sus correspondientes conexiones, así
como el hecho de incrementar la posibilidad de error en el montaje
al poder ser realizado por personas no especializadas. Ello puede
ser debido a que el fabricante del vehículo, en ocasiones recibe
los acumuladores y el cilindro de suspensión por separado para ser
posteriormente montados de forma unitaria en la ubicación
correspondiente. El conjunto, acumuladores y cilindro, deben de
llenarse con aceite evitando la entrada de suciedad y efectuando el
purgado de aire del sistema, teniendo en cuenta que esta operación
se efectúa en las dependencias del fabricante del vehículo, el
riesgo de errores o de ausencia de suficiente limpieza es más que
evidente.
Otros ejemplos de similar funcionamiento a este
tipo de dispositivos de suspensión se describen en las patentes nº
ES 200200201 y nº ES 200201766 que son del mismo solicitante.
Estos dispositivos de suspensión disponen de un
acumulador conectado a un cilindro oleohidráulico con dos émbolos
con los que se consigue un funcionamiento sensiblemente similar.
Esta solución, aun siendo del todo eficaz al incorporar un
acumulador montado paralelamente y junto al cilindro de suspensión
ocupa un espacio que en determinados casos puede representar un
inconveniente en el montaje.
En ninguno de los dispositivos del tipo
descritos con anterioridad conocidos por el solicitante, se
contempla la existencia de una invención que disponga de las
características que se describen en esta memoria.
La presente invención se ha desarrollado con el
fin de proporcionar un cilindro de suspensión oleohidráulico que
resuelva los inconvenientes anteriormente mencionados, aportando,
además, otras ventajas adicionales que serán evidentes a partir de
la descripción que se acompaña a continuación.
Por lo tanto es un objeto de la invención
proporcionar un cilindro de suspensión oleohidráulico, apto para su
uso en vehículos que tienen una gran variación entre el peso en
vacío y la carga máxima admisible debiendo ser la altura total de
la suspensión reducida y con una carrera de amortiguación
sensiblemente igual, tanto si el vehículo circula en vacío como si
se desplaza con carga máxima, de tal modo que la suavidad de
suspensión es prácticamente idéntica en ambas condiciones de carga
y ello con una carrera de la suspensión reducida y calculada según
los requerimientos del fabricante del vehículo.
Dicho cilindro está provisto de un cilindro
hidráulico formado por una camisa exterior cilíndrica que incluye
interiormente una cámara para el llenado de aceite, comprendiendo un
único émbolo interiormente hueco axialmente desplazable a lo largo
de dicha camisa exterior provisto de al menos un acumulador
oleoneumático; y un segundo acumulador oleoneumático, estando cada
uno de los acumuladores oleoneumáticos formados por sendas dos
cámaras, una de ellas llena de gas presurizado precargado a un
valor de presión determinado mientras que la otra llena de aceite,
en el que sendas dos cámaras llenas de aceite están conectadas
entre sí a través de un paso sin la presencia de mangueras de
conexión entre las mismas, en el que los dos acumuladores
oleoneumáticos están sensiblemente alojados en el interior de la
camisa exterior durante una condición de funcionamiento, y en el
que al menos uno de los acumuladores oleoneumático está provisto de
un pistón flotante desplazable axialmente por efecto de la presión
ejercida durante el funcionamiento.
Gracias a estas características, se obtiene un
dispositivo de suspensión más robusto y protegido de golpes que
permite reducir el espacio de ubicación en el vehículo al ser
instalado así como el número de elementos necesarios para el
montaje del conjunto, en particular, la conexión de los dos
acumuladores oleoneumáticos con el cilindro de suspensión como ya
se ha expuesto anteriormente, y que pretende además reducir el
número de posibles averías. Al estar ambos acumuladores
oleoneumáticos escondidos interiormente se evita también la
manipulación no deseada de terceras personas que podrían dañar el
conjunto del dispositivo durante operaciones de montaje.
Preferentemente, la cámara de gas presurizado en
los dos acumuladores esta completamente aislada de la cámara
opuesta de aceite mediante una membrana elástica de caucho
sintético o similar, aunque también puede estar dicha membrana de
caucho sustituida por un pistón flotante con sus correspondientes
juntas de estanquidad y que se desliza por el interior del tubo de
superficie pulida.
En una realización preferida del dispositivo de
la invención, el segundo acumulador oleoneumático está formado en
el interior de la propia carcasa exterior, estando tal acumulador
dividido con respecto a la cámara susceptible de ser llenada de
aceite mediante una pared de separación transversal que incluye el
paso a través del cual puede circular el aceite.
En una realización alternativa de la invención,
los dos acumuladores oleoneumáticos están formados en el interior
del émbolo axialmente desplazable que incluye un paso a través del
cual puede circular el aceite entre las cámaras de ambos
acumuladores y la cámara conformada en el interior de la camisa
exterior.
Preferentemente, los pasos entre las diferentes
cámaras susceptibles de llenarse de aceite están provistas de
sendas válvulas de regulación variable del paso de aceite en los
dos sentidos.
Otras características y ventajas del cilindro de
suspensión oleohidráulico objeto de la presente invención
resultarán evidentes a partir de la descripción de una realización
preferida, pero no exclusiva, que se ilustra a modo de ejemplo no
limitativo en los dibujos que se acompañan, en los cuales:
Figura 1.- Es una vista en sección transversal
de una primera realización de un cilindro de suspensión
oleohidráulico de acuerdo con la presente invención;
Figuras 2a y 2b.- Es una vista de detalle
aumentada en sección transversal de una válvula de doble sentido
situada en cada orificio de comunicación de entrada y salida para
el paso de aceite en dos posiciones de funcionamiento;
Figura 3.- Muestra un gráfico correspondiente a
la relación entre peso a soportar el dispositivo y la longitud de
carrera del émbolo; y
Figura 4.- Es una vista en sección transversal
correspondiente a una segunda realización del cilindro de
suspensión oleohidráulico de la invención.
Tal como se muestra en la figura 1, una primera
realización de un cilindro de suspensión oleohidráulico, en
particular ideado para utilizarse en un vehículo, como por ejemplo
un remolque de un vehículo tractor, permitiendo una gran variación
entre el peso en vacío y la carga máxima admisible con un descenso
de la altura de dicho vehículo reducida o despreciable con respecto
a la carrera del mismo, está provisto del cilindro de suspensión
que está formado por una camisa o cuerpo cilíndrico (1) y un émbolo
(3) externo deslizante hueco en cuyo interior existen dos cámaras o
volúmenes que conforman uno de los dos acumuladores oleoneumáticos
con una membrana de caucho (11) separadora de los dos fluidos gas y
aceite. La camisa (1) tiene internamente una cámara de aceite (6)
que incluye un tabique separador (2) que incorpora un orificio de
llenado de aceite (10) y otro orificio dispuesto de forma axial y
longitudinal que incorpora una válvula (8) que a su vez comunica
con el volumen (7b) que está separado del volumen de gas (7a) por
medio de un pistón flotante (9) con juntas de estanqueidad (9a)
formando, formando el volumen (7a) y (7b) el segundo acumulador
oleoneumático y que forma como parte integrante del cuerpo del
cilindro de suspensión. Cada volumen de gas de cada acumulador esta
conectado con sendas válvulas de llenado o de precarga de gas (12).
Como se ve en la Fig. 1 la carrera o distancia de suspensión o de
amortiguación total se ha representado por la cota (Lt).
Entre el cilindro hidráulico (1) y émbolo (3) se
disponen elementos cuya configuración y función es sobradamente
conocidas en el sector, tales como aros de guía (15), un rascador de
limpieza (16) y juntas de estanqueidad (17).
La otra solución propuesta y que también
incorpora los dos acumuladores oleoneumáticos se muestra en la
figura 4. En este diseño el émbolo (3) conlleva una prolongación
interna que conforma el segundo acumulador oleoneumático, siendo el
primer acumulador oleoneumáticos aquel que está situado en el
interior del embolo (3) en su parte superior. En este caso, la
cámara susceptible de ser llenada con aceite (6) rodea en parte el
exterior del acumulador y se comunica con las dos cámaras de aceite
de los respectivos acumuladores a través del orificio (19) y desde
éste a través de los orificios (18) y de las válvulas (8). En esta
solución también se dispone del orificio de llenado de aceite (10)
y de los agujeros de anclaje y fijación del cilindro de suspensión
al vehículo (20). En este diseño se observa que las válvulas de
carga de gas de los acumuladores oleoneumáticos están totalmente
aisladas del exterior, consiguiéndose con ello una total seguridad
contra cualquier acto de manipulación indebida.
En esta otra realización alternativa del otro
cilindro de suspensión oleohidráulico, como puede verse en la
figura 4 en el que se emplean las mismas referencias numéricas para
designar elementos o partes comunes con respecto a la realización
anteriormente descrita en la figura 1, a diferencia de la anterior
realización uno de los acumuladores oleoneumáticos está situado en
el émbolo (3), en la parte externa mientras que el otro ocupa la
parte interna del cilindro de suspensión y solidario al anterior
existiendo entre ambos el conducto (19) de comunicación de la cámara
de aceite (6) con las respectivas cámaras de aceite (7b) y (5b) a
través de los dos conductos (18) que incorporan cada uno las
correspondientes válvulas de efecto anti-rebote.
En referencia a la realización de la figura 1,
la cámara de gas presurizado en uno de los acumuladores está
completamente aislada de la cámara opuesta de aceite mediante una
membrana elástica (11) de caucho sintético o similar, mientras que
en el segundo acumulador oleoneumático la separación entre las
cámaras de aceite y gas se lleva a cabo mediante un pistón (9)
flotante con sus correspondientes juntas de estanquidad (9a) y que
se desliza por el interior del tubo de superficie pulida, como se
aprecia en la segunda realización.
En las figuras 2a y 2b se ha representado la
citada válvula (8) en una primera condición correspondiente a la
entrada libre de aceite al acumulador (figura 2a) mientras que la
segunda condición representa una condición de salida restringida de
aceite desde el acumulador (figura 2b). Estas válvulas (8) de libre
paso de aceite en un sentido y restringido en sentido opuesto
tienen la utilidad fundamental de evitar el efecto rebote oscilante
reduciendo el tiempo de oscilación de la suspensión cuando el
vehículo a sobrepasado un obstáculo o bache.
La figura 3 consiste en un gráfico en el que se
ha representado en curvas de trazo continuo la relación existente
entre los diferentes valores de carga F1, F2, F3 y las carreras de
desplazamiento del embolo L1, L2, y L3, siendo Lt, la carrera total,
de la realización mostrada en la figura 1 y 4 siendo:
F1: Peso del vehículo vacío;
F2: Peso del vehículo cargado;
F3: Sobrecarga de inercia con vehículo cargado
en movimiento;
L1: Carrera del émbolo correspondiente desde
vehículo vacío hasta vehículo con carga cercana al valor
máximo;
L2: Carrera del émbolo correspondiente desde la
carga cercana a la máxima hasta la carga máxima incluida la fuerza
de inercia.
L3: Carrera correspondiente a la cantidad de
volumen de aceite que se introduce en el acumulador de baja presión
al mismo tiempo que el acumulador de alta presión almacena el
volumen de aceite correspondiente a la carrera L2;
Lt: Carrera total de desplazamiento del émbolo
que coincide con el desplazamiento volumétrico máximo de aceite de
la cámara (6);
P1: Curva de compresión del Nitrógeno del
acumulador de baja presión;
P2: Curva de compresión del Nitrógeno del
acumulador de alta presión.
A medida que el vehículo se carga se llega al
punto en el que las dos curvas se cortan, a partir del cual empieza
a actuar el acumulador cargado con gas a una presión más alta. Al
ser la curva "P2" en esta zona más plana que la curva
"P1", puede observarse que para un mismo desplazamiento del
émbolo o variación de volumen de aceite en el interior de la cámara
(6) del cilindro, la variación de presión es más pequeña en el
acumulador de alta presión que en el de baja presión. Por lo tanto,
la suspensión no se hará mas dura respecto a las condiciones de
circulación del vehículo en vacío.
La línea discontinua es la continuación de la
curva (P1) y representa el elevado valor de sobreesfuerzo necesario
para alcanzar toda la carrera Lt en el caso de no disponer del
segundo acumulador de precarga de gas alta.
Los detalles, las formas, las dimensiones y
demás elementos accesorios, así como los materiales empleados en la
fabricación del cilindro de suspensión oleohidráulico de la
invención podrán ser convenientemente sustituidos por otros que sean
técnicamente equivalentes y no se aparten de la esencialidad de la
invención ni del ámbito definido por las reivindicaciones que se
incluyen a continuación.
Claims (5)
1. Cilindro de suspensión oleohidráulico, apto
para su uso en un vehículo permitiendo una gran variación entre el
peso en vacío y la carga máxima admisible con un descenso de la
altura de dicho vehículo reducida o despreciable con respecto a la
carrera del mismo, estando dicho cilindro provisto de un cilindro
hidráulico formado por una camisa exterior cilíndrica (1) que
incluye interiormente una cámara para el llenado de aceite (6),
caracterizado por el hecho de que comprende:
un único émbolo (3) interiormente hueco
axialmente desplazable a lo largo de dicha camisa exterior provisto
de al menos un acumulador oleoneumático y;
un segundo acumulador oleoneumático, estando
cada uno de lost dos acumuladores oleoneumáticos formados por
sendas dos cámaras, una de ellas (5, 7a) llena de gas presurizado
precargado a un valor de presión determinado mientras que la otra
(5b, 7b) llena de aceite, en el que sendas dos cámaras llenas de
aceite (5b, 7b) están conectadas entre sí a través de un paso sin la
presencia de mangueras de conexión entre las mismas,
en el que los dos acumuladores oleoneumáticos
están alojados en el interior de la camisa exterior durante una
condición de funcionamiento, y
en el que al menos uno de los acumuladores
oleoneumático está provisto de un pistón flotante desplazable
axialmente por efecto de la presión ejercida durante el
funcionamiento.
2. Cilindro de suspensión oleohidráulico según
la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la
cámara de gas presurizado alojada en el émbolo (3) comprende una
membrana elástica (11) tal que separa la cámara susceptible de ser
llenada de aceite (5b) y la propia cámara de gas presurizado
(5a).
3. Cilindro de suspensión oleohidráulico según
la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el
segundo acumulador oleoneumático está formado en el interior de la
propia camisa exterior (1), estando tal acumulador dividido con
respecto a la cámara (6) susceptible de ser llenada de aceite
mediante una pared de separación transversal (2) que incluye el
paso a través del cual puede circular el aceite.
4. Cilindro de suspensión oleohidráulico según
la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los
dos acumuladores oleoneumáticos están formados en el interior del
émbolo (3) axialmente desplazable que incluye un paso a través del
cual puede circular el aceite entre ambas las cámaras de ambos
acumuladores y la cámara conformada en el interior de la camisa
exterior (1).
5. Cilindro de suspensión oleohidráulico según
la reivindicaciones 1, caracterizado por el hecho de que los
pasos entre las diversas cámaras susceptibles de llenarse de aceite
(5b, 7b) están provistas de sendas válvulas de regulación variable
(8) del paso de aceite en los dos sentidos.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20091021 Kind code of ref document: A1 |
|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2326943B1 Country of ref document: ES |