ES2329514T3 - Mecanismo para la generacion de una fuerza de amortizacion para amortiguardor. - Google Patents
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Abstract
Mecanismo de generación de una fuerza de amortiguación para un amortiguador, comprendiendo el amortiguador una primera cámara de fluido (41), una segunda cámara de fluido (42), y un paso (2) que conecta la primera y segunda cámara de fluido (41, 42), comprendiendo el mecanismo: una válvula de amortiguación (10) que se opone a un caudal de fluido a través del paso (2, 20) desde la primera cámara de fluido (41) hacia la segunda cámara de fluido (42); y un carrete (17) que está dispuesto en el paso (2, 20) y se desplaza para reducir una sección de caudal del paso (2, 20) cuando se incrementa una presión de fluido en la primera cámara de fluido (41) más allá de una presión de fluido en la segunda cámara de fluido (42) mayor que una presión predeterminada; caracterizado por el hecho de que el carrete (17) tiene un orificio bypass (17c) que conecta la primera cámara de fluido (41) y la segunda cámara de fluido (42) al eludir la válvula de amortiguación (10) y una parte del paso (2, 20) del cual se reduce el área transversal de caudal por el carrete (17), cuando el carrete (17) se desplaza hacia una posición de funcionamiento predeterminada.
Description
Mecanismo para la generación de una fuerza de
amortización para amortiguador.
Esta invención se refiere a un mecanismo para la
generación de una fuerza de amortiguación proporcionado para un
amortiguador.
El documento US 2005/0115786 A1 muestra un
mecanismo para la generación de una fuerza de amortiguación según
el preámbulo de la reivindicación presente 1.
Un amortiguador hidráulico para un vehículo
comprende, por ejemplo, dos cámaras de fluido separadas en el
interior de un cilindro por un pistón, y un paso proporcionado a
través de un pistón que conecta estas cámaras de fluido. Una
válvula de amortiguación en forma de una válvula de láminas se
proporciona en una salida del paso para generar una fuerza de
amortiguación con relación al desplazamiento del pistón. La válvula
de láminas comprende por lo general una pluralidad de láminas
apiladas que tienen una parte circunferencial interior fijada, y
levanta una parte circunferencial exterior que abre el paso según un
diferencial de presión entre los lados curso arriba y curso abajo
de las láminas. Sin embargo, con esta construcción la fuerza de
amortiguación generada por la válvula de láminas tiende a ser
excesiva en una mitad para una zona de alta velocidad de
desplazamiento del pistón.
A fin de mejorar la característica de la fuerza
de amortiguación de una válvula de láminas para una válvula
amortiguadora, el documento JPH09-291961A, publicado
por la Oficina Japonesa de Patentes en 1997, propone una válvula de
láminas en el que la parte circunferencial interior no está fijada
sino soportada elásticamente por un muelle helicoidal.
En referencia a la figura 3, en un amortiguador
en el cual se instala esta válvula de láminas, se fija una tuerca
pistón cilíndrica N en un extremo de un vástago de pistón R que
penetra el pistón P. Una válvula de láminas L que cierra una salida
de un paso Po que atraviesa el pistón P se coloca en la
circunferencia exterior de la tuerca pistón N tal que puede
desplazarse en una dirección axial. Un muelle helicoidal S, un
extremo del cual está soportado por la tuerca pistón N, soporta de
forma elástica la parte circunferencial interior de la válvula de
láminas L vía un elemento de empuje M.
Cuando el pistón P se mueve hacia arriba en la
figura, el aceite de trabajo en una cámara de aceite por encima del
pistón P fluye hacia una cámara de aceite por debajo del pistón P
vía el paso Po y se genera una fuerza de amortiguación debido a la
resistencia del caudal de la válvula de láminas L en la salida del
paso Po. Cuando la velocidad de desplazamiento del pistón está en
una zona de baja velocidad, la parte circunferencial exterior de la
válvula de láminas L se dobla hacia abajo en la figura a partir de
la circunferencial interior soportada por el elemento de empuje M.
A medida que la velocidad de desplazamiento del pistón alcanza la
mitad en la zona de alta velocidad, la presión en el paso Po
resulta ser mayor que la fuerza elástica de un muelle helicoidal S
tal que la válvula de láminas L se repliega desde el pistón P hacia
abajo en una dirección axial junto con el elemento de empuje M.
Como resultado, el área de la abertura de la válvula de láminas L
resulta ser grande de modo que la fuerza de amortiguación se evita
que sea excesiva. Como se muestra en la figura 4, el incremento en
la fuerza de amortiguación es gradual con respecto a un incremento
en la velocidad de desplazamiento del pistón, incluso en el medio
hacia la zona de alta velocidad.
Esta estructura de válvula es efectiva para
suprimir un incremento excesivo en la fuerza de amortiguación
generada en la mitad hacia la zona de alta velocidad del
desplazamiento del pistón. Ya que la válvula de láminas L se
mantiene en una posición replegada una vez la velocidad de
desplazamiento del pistón ha alcanzado la mitad en la zona de alta
velocidad del desplazamiento del pistón, la característica de la
fuerza de amortiguación no varía mientras la velocidad de
desplazamiento del pistón varía en esta zona. Cuando se ajusta una
carga de muelle para obtener una fuerza de amortiguación preferible
en la zona de velocidad media, puede resultar por ello insuficiente
la fuerza de amortiguación en la zona de alta velocidad.
Es por lo tanto un objeto de esta invención
proporcionar un mecanismo para generar una fuerza de amortiguación
que realice diferentes características de fuerza de amortiguación en
la zona de velocidad media y la zona de alta velocidad del
desplazamiento del pistón tal que una fuerza de amortiguación
preferible se obtiene en cada una de las zonas de velocidad.
A fin de conseguir el objeto anterior, esta
invención proporciona un mecanismo para generar una fuerza de
amortiguación para un amortiguador de acuerdo con la reivindicación
presente 1.
Los detalles así como otras características y
ventajas de esta invención se exponen en el resto de la memoria y
se muestran en los dibujos que se acompañan.
La figura 1 es una vista en sección longitudinal
de las partes principales de un amortiguador que incluye un
mecanismo que genera una fuerza de amortiguación según esta
invención.
La figura 2 es una diagrama que muestra la
característica de una fuerza de amortiguación generada por el
mecanismo que genera una fuerza de amortiguación.
La figura 3 es una vista en sección longitudinal
de partes esenciales de un amortiguador que incluye un mecanismo
que genera una fuerza de amortiguación según la técnica
anterior.
La figura 4 es una diagrama que muestra la
característica de una fuerza de amortiguación generada por el
mecanismo que genera una fuerza de amortiguación según la técnica
anterior.
En referencia a la figura 1 de los dibujos, un
amortiguador hidráulico para un vehículo comprende un cilindro 40,
un pistón 1 alojado en el cilindro 40 de modo que se desliza
libremente en una dirección axial, y un vástago de pistón 5
conectado al pistón y que sobresale axialmente desde el cilindro
40.
El vástago de pistón 5 tiene una parte de
diámetro pequeño 5a formada en su extremo inferior mediante un
escalón 5b. La parte de diámetro pequeño 5a penetra en un agujero
pasante 1b formado en el pistón 1. Una parte cilíndrica 4a de una
tuerca pistón 4 está roscada a una parte de rosca macho en un
extremo inferior de la parte de diámetro pequeño 5a. La parte
circunferencial exterior 1f del pistón 1 se desliza sobre la
circunferencia interior del cilindro 40. El pistón 1 está fijado a
la parte de diámetro pequeño 5a.
El interior del cilindro 40 está separada por el
pistón 1 en una primera cámara de aceite 41 situada por encima del
pistón 1 y una segunda cámara de aceite 42 situada por debajo del
pistón 1. El aceite de trabajo está dispuesto en la primera cámara
de aceite 41 y la segunda cámara de aceite 42. La primera cámara de
aceite 41 y la segunda cámara de aceite 42 se comunican entre sí
mediante pasos 2 y pasos 1d formados respectivamente a modo de
orificios pasantes en el pistón 1.
Aunque no se muestra en los dibujos, se
proporciona un depósito o una cámara de aire dentro o fuera del
cilindro 40 como un componente conocido de un amortiguador
hidráulico para compensar la variación de capacidad en el cilindro
40 debido al alargamiento y contracción del vástago pistón 5 con
respecto al cilindro 40.
Una válvula de amortiguación 10 se proporciona
en las aberturas 3 de los pasos 2 en una cara final inferior 1a del
pistón 1 orientada hacia la segunda cámara de aceite 42. Además, una
válvula de amortiguación 100 se proporciona en aberturas de los
pasos 1d formados en una cara final superior del pistón 1 orientadas
hacia la primera cámara de aceite 41. El pistón 1 tiene un tramo
camisa en su extremo inferior y un espacio envuelto por el tramo
camisa se utiliza para alojar la válvula de amortiguación 10. Debido
a esta construcción, puede reducirse toda la longitud de un pistón
del amortiguador desde la cara final superior del pistón 1 hasta el
extremo inferior de la tuerca pistón 4 a la vez que se garantiza la
longitud de la superficie deslizante del pistón 1.
La válvula de amortiguación 10 genera una fuerza
de amortiguación durante el alargamiento del amortiguador, en el
que el pistón 1 se desplaza hacia arriba en la figura al resistir el
caudal del aceite de trabajo por el retroceso de la primera cámara
de aceite 41 hacia la segunda cámara de aceite 42 que se expande a
través de los pasos 2. La válvula de amortiguación 10 también
funciona como una válvula de retención que evita un caudal inverso
en los pasos 2.
La válvula de amortiguación 100 genera una
fuerza de amortiguación durante la contracción del amortiguador, en
el que el pistón 1 se desplaza hacia abajo en la figura al resistir
un caudal de aceite de trabajo por el retroceso de la segunda
cámara de aceite 42 hacia la primera cámara de aceite 41 que se
expande a través de los pasos 1d. La válvula de amortiguación 100
está constituida por una válvula de láminas y funciona también una
válvula de retención que evita un caudal inverso en los pasos 1d.
Están conformados orificios 100a de modo que la válvula de
amortiguación 100 no evita que el aceite de trabajo fluya a través
de los pasos 2.
La válvula de amortiguación 10 está constituida
por una válvula de láminas que tiene una pluralidad de láminas
apiladas 10a que cubren las aberturas de los pasos 2. Más en
particular, la válvula de amortiguación 10 comprende una arandela
7, las láminas 10a, una arandela 8, un elemento de empuje 11 y un
muelle helicoidal 15. La arandela 7, las láminas 10a, la arandela 8
y el elemento de empuje 11 están colocados en la circunferencia
exterior de una parte de diámetro pequeño 4c de la tuerca pistón 4,
que está formada de forma continua con la parte cilíndrica 4a y
sobresale hacia arriba. La arandela 7 está en contacto con la cara
final inferior 1a del pistón 1. Las láminas 10a están agarradas
entre las arandelas 7 y 8. El elemento de empuje 11 aplica una
fuerza elástica del muelle helicoidal 15 a la arandela 8 hacia
arriba.
El muelle helicoidal 15 está interpuesto entre
la parte discoidal 11a y un resalte 4b que está formado en la base
de la parte cilíndrica 4a de la tuerca pistón 4.
Un asiento de válvula circular 1c que se
prolonga hacia abajo está formado en la cara final inferior 1a del
pistón 1 para envolver las aberturas de los pasos 2 y orientar hacia
la circunferencia exterior de las láminas 10a. La válvula de
amortiguación 10 cierra las aberturas 3 de los pasos 2 al provocar
que las láminas 10a se asienten en el asiento de válvula 1c.
Además, aunque no se muestra en la figura, las láminas 10a tienen
una muesca diminuta o muescas diminutas en la circunferencia
exterior para conectar los pasos 2 y la segunda cámara de aceite 42
incluso cuando las aberturas 3 están cerradas por las láminas 10a.
También es posible la formación de un orificio diminuto u orificios
diminutos en el asiento de válvula 1c por estampación en vez de
proporcionar una muesca o muescas en las láminas 10a. Proporcionar
dicho paso o pasos que tengan un área de sección de caudal diminuta
en la válvula de amortiguación es conocido en la técnica.
El número de láminas 10a depende de la
característica de fuerza de amortiguación solicitada o, en otras
palabras, de la relación solicitada entre la velocidad de
desplazamiento del pistón y la fuerza de amortiguación generada.
Puede utilizarse una sola lámina dependiendo de la característica de
fuerza de amortiguación solicitada. Además, es posible apilar
múltiples láminas 10a que tengan diámetros diferentes dependiendo de
la característica de fuerza de amortiguación solicitada.
De acuerdo con la construcción de la válvula de
amortiguación 10 descrita anteriormente, la parte circunferencial
interior de las láminas 10a está presionada contra la cara final
inferior 1a del pistón 1 por el elemento de empuje 11 que aplica la
fuerza elástica del muelle helicoidal 15. De aquí en adelante, el
espesor de la arandela 7 está ajustado para que sea más pequeño que
la distancia desde la cara final inferior 1a del pistón hasta la
cresta del asiento de válvula 1c en la dirección axial,
proporcionando así una curvatura inicial en las láminas 10a.
Al regular la cantidad de la curvatura inicial,
puede regularse la presión de abertura con la cual las láminas 10a
se despegan del asiento de válvula 1c para abrir los pasos 2. La
cantidad de curvatura inicial puede regularse al alterar el espesor
de la arandela 7 o al apilar una pluralidad de arandelas 7. La
cantidad de curvatura inicial debería situarse por ello de tal
manera que se obtenga la mejor característica de fuerza de
amortiguación para el vehículo que utiliza el amortiguador. Las
arandelas 7 pueden omitirse dependiendo de la distancia en la
dirección axial desde la cara final inferior 1a hasta la cresta del
asiento de válvula 1c.
Un muelle discoidal, un muelle de láminas o un
material elástico tal como caucho pueden utilizarse para aplicar
fuerza elástica en las láminas 10a en vez de un muelle helicoidal
15.
A continuación, se proporciona un regulador
sensible a la presión 16 con el cual se describirá el amortiguador
hidráulico.
El regulador sensible a la presión 16 comprende
un elemento de separación de la cámara de presión 22, un separador
26, un tope de válvula 103 y una arandela 101, que se disponen por
encima del pistón 1. Estos elementos se colocan en la
circunferencia exterior de la parte de diámetro pequeño 5a del
vástago de pistón 5 en este orden anterior tal que el elemento de
separación de la cámara de presión 22 está en contacto con el
escalón 5b y agarrado entre el escalón 5b y la tuerca pistón 4
junto con el pistón 1. El pistón 1 tiene una cavidad 1e en la cara
final inferior 1a para acomodar la punta de la parte de diámetro
pequeño 4c de la tuerca pistón 4.
El tope de válvula 103 está orientado de cara a
la válvula de amortiguación 100 y mantiene una distancia
correspondiente con el espesor de la arandela 101 a partir de la
válvula de amortiguación 100 de modo que evita la deformación de la
válvula de amortiguación 100 más allá del tope de válvula 103.
El elemento de separación de la cámara de
presión 22 es un elemento cilíndrico que tiene una base 22a cuya
parte de diámetro pequeño 5a del vástago pistón 5 penetra. Un
saliente 22b que sobresale en una dirección radial está formada en
el extremo inferior de la circunferencia exterior de la base
22a.
El regulador sensible a la presión 16 comprende
además un carrete 17 y un muelle helicoidal 23. El carrete 17 tiene
una forma cilíndrica y está ajustado en la circunferencia exterior
22c del elemento de separación de la cámara de presión 22 de modo
que puede deslizarse libremente en la dirección axial. Un resalte
17b está formado en el extremo superior del carrete 17. Se
proporciona un espacio entre el resalte 17b y la superficie
circunferencial interior del cilindro 40 tal que el aceite de
trabajo puede fluir a través de este espacio. El muelle helicoidal
23 está interpuesto entre el resalte 17b y una parte circunferencial
exterior del extremo superior del pistón 1.
La circunferencia interior de un extremo
inferior 17a del carrete 17 está ajustada para tener un diámetro
mayor que la circunferencia exterior del elemento de separación de
la cámara de presión 22 tal que el saliente 22b del elemento de
separación de la cámara de presión 22 se desliza sobre la
circunferencia interior del extremo inferior 17a del carrete 17.
Según esta colocación, se forma una cámara de presión anular 24
entre la circunferencia interior del extremo inferior 17a del
carrete 17 y la circunferencia exterior del elemento de separación
de la cámara de presión 22. Un paso 5d está formado a través de la
parte de diámetro pequeño 5a del vástago de pistón 5 como un paso
piloto que introduce la presión de la segunda cámara de aceite 42
en la cámara de presión 24. Un paso 22d que conecta con el paso 5d a
la cámara de presión 24 está formado en el elemento de separación
de la cámara de presión 22.
El muelle helicoidal 23 aplica una fuerza
elástica sobre el carrete 17 en una dirección que provoca que el
carrete 17 se repliegue desde el pistón 1, o en otras palabras una
dirección que complementa la acción de la presión en la cámara de
presión 24. El desplazamiento del carrete 17 en esta dirección está
limitado por un anillo de tope 25 colocado en la circunferencia
exterior del elemento de separación de la cámara de presión 22.
Esta posición del carrete 17 se expresa como una posición
replegada.
La presión en la primera cámara de aceite 41
empuja el carrete 17 hacia abajo debido a la diferencia en las
áreas de recepción de presión orientadas hacia arriba y hacia abajo
del carrete 17. Por otro lado, la presión en la cámara de presión
24 y la fuerza elástica del muelle helicoidal 23 actúa hacia arriba
sobre el carrete 17. El carrete 17 se desplaza hacia abajo a lo
largo del elemento de separación de la cámara de presión 22 a
medida que la presión en la primera cámara de aceite 41 se
incrementa con respecto a la presión en la segunda cámara de aceite
42, provocando así que el extremo inferior 17a se aproxime a la
circunferencia exterior de la válvula de amortiguación 100 y
finalmente entra en contacto.
El caudal de aceite de trabajo entre la primera
cámara de aceite 41 y los pasos 2 se forma exclusivamente mediante
un espacio 20 entre el extremo inferior 17a del carrete 17 y la
circunferencia exterior de la válvula de amortiguación 100. A
medida que el carrete 17 se acerca a la válvula de amortiguación
100, por ello, el espacio 20 se estrecha y la resistencia de flujo
al aceite de trabajo que atraviesa el espacio 20 se incrementa. En
otras palabras, el espacio 20 controla la resistencia al flujo del
aceite de trabajo que atraviesa el paso 2.
Un orificio bypass 17c que conecta el interior y
el exterior del carrete 17 está formado en el carrete 17. El
orificio bypass 17c funciona como una válvula bypass que conecta el
paso 22d y la primera cámara de aceite 41 cuando el carrete 17 se
desplaza desde la posición replegada definida por el anillo de tope
25 hacia una posición predeterminada en la cual el extremo inferior
17a cierra casi el espacio 20.
La válvula de amortiguación 10 y el regulador
sensible a la presión 16 funcionan como se describe más
adelante.
Cuando el pistón 1 se desplaza hacia arriba en
el cilindro 40, o en otras palabras cuando se estira el
amortiguador, la primera cámara de aceite 41 se contrae y la
segunda cámara de aceite 42 se expande. Según esta acción, el
aceite de trabajo en la primera cámara de aceite 41 fluye hacia la
segunda cámara de aceite 42 vía el espacio 20, los pasos 2 y la
válvula de amortiguación 10.
Cuando la velocidad de desplazamiento del pistón
es muy baja, la presión de abertura que actúa sobre la válvula de
amortiguación 10 es demasiado baja para provocar que las láminas
10a, que están bajo la curvatura inicial, abran los pasos 2. El
aceite de trabajo en los pasos 2 fluye hacia la segunda cámara de
aceite 42 vía la(s) muesca(s)
\hbox{formada(s)} en las láminas 10a o el(los)
orificio(s) formado(s) en el asiento de válvula 1c
como se ha descrito anteriormente. Ya que el caudal de aceite de
trabajo que fluye hacia la segunda cámara de aceite 42 es muy
pequeño en esta situación, la fuerza de amortiguación generada por
la válvula de amortiguación 10 también es muy pequeña.
A medida que aumenta la velocidad de
desplazamiento del pistón, las láminas 10a se doblan hacia abajo
desde el reborde exterior de la arandela 8 y la sección de flujo
del aceite de trabajo que sale de los pasos 2 hacia la segunda
cámara de aceite 42 se incrementa. La fuerza de amortiguación
generada por la válvula de amortiguación 10 en esta situación
depende de la deformación elástica de las láminas 10a, y se
incrementa bruscamente con respecto a un incremento en la velocidad
de desplazamiento del pistón, como se muestra en la zona de baja
velocidad en la figura 2.
Cuando la velocidad de desplazamiento del pistón
alcanza la zona de velocidad media, el diferencial de presión entre
la primera cámara de aceite 41 y la segunda cámara de aceite 42 se
incrementa, y las láminas 10a se mueven hacia abajo en la figura 1
en contra de la fuerza elástica del muelle helicoidal 15. A medida
que las láminas 10a se mueven hacia abajo, la sección de flujo de
la abertura 3 de los pasos 2 se incrementa enormemente. En esta
situación, ya que la válvula de amortiguación 10 está completamente
abierta, el incremento en la fuerza de amortiguación con relación
al incremento en la velocidad de desplazamiento del pistón es mucho
más moderado que en la zona de baja velocidad, como se muestra en
la figura 2.
Cuando la velocidad de desplazamiento del pistón
alcanza la zona de alta velocidad, el diferencial de presión entre
la primera cámara de aceite 41 y la segunda cámara de aceite 42 se
incrementa y el regulador sensible a la presión 16 desplaza el
carrete 17 hacia abajo en la figura 1 desde la posición replegada en
contra de la fuerza elástica del muelle helicoidal 23. Como
resultado, el espacio 20 entre el extremo inferior 17a y la
circunferencia exterior de la válvula de amortiguación 100 se
estrecha, llevando a un notable incremento de la resistencia del
flujo del aceite de trabajo que se mueve desde la primera cámara de
aceite 41 hacia la segunda cámara de aceite 42.
Por consiguiente, la fuerza de amortiguación se
incrementa bruscamente tan pronto como la velocidad de
desplazamiento del pistón alcanza la zona de alta velocidad, tal
como se muestra en la figura 2. Por otro lado, el orificio bypass
17c del carrete 17 conecta el paso 22d y la primera cámara de aceite
41 inmediatamente antes de que se cierre el espacio 20. Como
resultado, un paso bypass que elude la válvula de amortiguación 10
está formado por el orificio bypass 17c, el paso 22d y el paso 5d.
El aceite de trabajo en la primera cámara de aceite 41 sale hacia
la segunda cámara de aceite 42 vía este paso bypass eludiendo la
válvula de amortiguación 10 una vez está cerrado el espacio 20. La
fuerza de amortiguación en esta situación depende de la sección del
orificio bypass 17c. Al ajustar adecuadamente la sección del
orificio bypass 17c, por ello, la fuerza de amortiguación generada
en la zona de alta velocidad se incrementa en un grado casi igual a
la de la zona de velocidad media con respecto a un incremento en la
velocidad de desplazamiento del pistón.
La carga de muelle del muelle helicoidal 25 se
ajusta por adelantado de manera que la diferencia entre la presión
de aceite en la primera cámara de aceite 41 y la presión de aceite
en la segunda cámara de aceite 42 introducida en la cámara de
presión 26 resulta ser más grande que la fuerza elástica del muelle
helicoidal 25 cuando la velocidad de desplazamiento del pistón
alcanza la zona de alta velocidad. Al ajustar la carga de muelle
del muelle helicoidal 25 de esta manera, el regulador sensible a la
presión 16 no funciona mientras la velocidad de desplazamiento del
pistón permanezca en la zona de velocidad media o por debajo, y se
genera la fuerza de amortiguación que acompaña el caudal de aceite
de trabajo desde la primera cámara de aceite 41 hacia la segunda
cámara de aceite 42 en estas zonas exclusivamente por la válvula de
amortiguación 10.
De acuerdo con este mecanismo de generación de
fuerza de amortiguación, por ello, las características diferentes
de la fuerza de amortiguación se obtienen en la zona de velocidad
baja, la zona de velocidad media y la zona de alta velocidad.
Cuando el pistón 1 se desplaza hacia abajo en la
figura 1 en el cilindro 40 o, en otras palabras, cuando se contrae
el amortiguador, la segunda cámara de aceite 42 se contrae y la
primera cámara de aceite 41 se expande. Según esta acción, el
aceite de trabajo en la segunda cámara de aceite 42 fluye hacia la
primera cámara de aceite 41 por los pasos 1d, y la válvula de
amortiguación 100 genera una fuerza de amortiguación.
Tal como se ha descrito anteriormente, según
este mecanismo de generación de fuerza de amortiguación, cuando la
velocidad de desplazamiento del pistón permanece dentro de la zona
de velocidad media, el grado de incremento de la fuerza de
amortiguación se contiene para que sea pequeño, mientras que cuando
la velocidad de desplazamiento del pistón alcanza la zona de alta
velocidad, la fuerza de amortiguación así como su grado de
incremento aumenta notablemente en comparación con la zona de
velocidad media. En consecuencia, se genera una fuerza de
amortiguación suficiente en la zona de alta velocidad del
desplazamiento del pistón para amortiguar por completo la vibración
del vehículo de manera que se obtiene un grado favorable de confort
de rodadura en el vehículo.
Además, cuando la amplitud de oscilación es
grande como el cuando el amortiguador alcanza la posición más
alargada y la velocidad de desplazamiento del pistón alcanza la zona
de alta velocidad, la fuerza de amortiguación se incrementa
bruscamente tal que la velocidad de desplazamiento del pistón cae de
inmediato. Un choque que acompaña el alargamiento total del
amortiguador puede por ello atenuarse.
El contenido de 2006-265157 de
Tokugan con fecha de solicitud 28 de septiembre de 2006 en Japón, y
2007-001126 de Tokugan con fecha de solicitud 9 de
Enero de 2007 se incorporan como referencia.
Aunque la invención se ha descrito anteriormente
con referencia a ciertas realizaciones de la invención, la
invención no está limitada a las realizaciones descritas
anteriormente. Pueden realizarse modificaciones y variaciones de
las realizaciones descritas anteriormente por aquellos expertos en
la materia, dentro del ámbito de las reivindicaciones.
Por ejemplo, en la realización descrita
anteriormente, el regulador sensible a la presión 16 está diseñado
para cerrar el espacio 20, si bien dicha construcción también es
posible al ajustar la sección del orificio bypass 17c tal que el
regulador sensible a la presión 16 no cierre el espacio 20 por
completo y permita que fluya algo de aceite de trabajo a través del
espacio 20 incluso cuando el carrete 17 está en la posición más
baja.
En la realización descrita anteriormente, las
láminas 10a de la válvula de amortiguación 10 están dispuestas para
desplazarse en la dirección axial, aunque esta invención no depende
de la estructura de la válvula de amortiguación. Incluso cuando
esta invención se aplica a un amortiguador provisto de una válvula
de amortiguación en el que la circunferencia interior de las
láminas se fija tal que la fuerza de amortiguación se genera
dependiendo solamente de la deformación elástica de las láminas, la
combinación del regulador sensible a la presión y el paso bypass
según esta invención puede variar la característica de la fuerza de
amortiguación en la zona de alta velocidad del desplazamiento del
pistón independientemente de las características de la fuerza de
amortiguación en las otras zonas de velocidad.
El mecanismo de generación de fuerza de
amortiguación según esta invención puede también aplicarse en la
creación de una fuerza de amortiguación durante la contracción de
un amortiguador. El regulador sensible a la presión puede colocarse
en una válvula base, en vez del pistón de las realizaciones
descritas anteriormente. En resumen, esta invención puede aplicarse
en cualquier mecanismo de generación de fuerza de amortiguación que
genere una fuerza de amortiguación que acompañe el caudal de un
fluido entre dos cámaras de fluido en un amortiguador.
Claims (10)
1. Mecanismo de generación de una fuerza de
amortiguación para un amortiguador, comprendiendo el amortiguador
una primera cámara de fluido (41), una segunda cámara de fluido
(42), y un paso (2) que conecta la primera y segunda cámara de
fluido (41, 42), comprendiendo el mecanismo:
una válvula de amortiguación (10) que se opone a
un caudal de fluido a través del paso (2, 20) desde la primera
cámara de fluido (41) hacia la segunda cámara de fluido (42); y
un carrete (17) que está dispuesto en el paso
(2, 20) y se desplaza para reducir una sección de caudal del paso
(2, 20) cuando se incrementa una presión de fluido en la primera
cámara de fluido (41) más allá de una presión de fluido en la
segunda cámara de fluido (42) mayor que una presión
predeterminada;
caracterizado por el hecho de que el
carrete (17) tiene un orificio bypass (17c) que conecta la primera
cámara de fluido (41) y la segunda cámara de fluido (42) al eludir
la válvula de amortiguación (10) y una parte del paso (2, 20) del
cual se reduce el área transversal de caudal por el carrete (17),
cuando el carrete (17) se desplaza hacia una posición de
funcionamiento predeterminada.
2. El mecanismo de generación de una fuerza de
amortiguación según se define en la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que la válvula de
amortiguación (10) comprende una válvula de láminas que se
proporciona en una abertura (3) del paso (2) en la segunda cámara
de fluido (42) y configurada para deformar elásticamente a fin de
incrementar una sección del caudal de fluido en el paso (2, 20) a
medida que aumenta un diferencial de presión entre la primera
cámara de fluido (41) y la segunda cámara de fluido (42).
3. El mecanismo de generación de una fuerza de
amortiguación según se define en la reivindicación 2,
caracterizado por el hecho de que la válvula de láminas está
además configurada para desplazarse en una dirección para que se
desacople de la abertura (3) a fin de incrementar la sección del
caudal de fluido en el paso (2, 20) cuando el diferencial de
presión entre la primera cámara de fluido (41) y la segunda cámara
de fluido (42) se incrementa más allá de un valor
predeterminado.
4. El mecanismo de generación de una fuerza de
amortiguación según se define en la reivindicación 3,
caracterizado por el hecho de que el amortiguador comprende
un cilindro (40) y un pistón (1) que está alojado en el cilindro
(40) de modo que se desliza libremente en el cilindro (40) y separa
la primera cámara de fluido (41) de la segunda cámara de fluido
(42) en el cilindro (40), y con respecto a una velocidad de
desplazamiento del pistón (1) en una dirección para contraer la
primera cámara de fluido (41) mientras se expande la segunda cámara
de fluido (42), la válvula de láminas está configurada para
deformarse elásticamente en una primera zona de velocidad y
desplazarse en la dirección para desacoplarse de la abertura (3) en
una segunda zona de velocidad que es mayor que la primera zona de
velocidad, y el carrete (17) está configurado para reducir la
sección de caudal del paso (2, 20) en una tercera zona de velocidad
que es mayor que la segunda zona de velocidad.
5. El mecanismo de generación de una fuerza de
amortiguación según se define en cualquiera de las reivindicaciones
1 a 4, caracterizado por el hecho de que el carrete (17) está
dispuesto entre el paso (2) y la primera cámara de fluido (41).
6. El mecanismo de generación de una fuerza de
amortiguación según se define en la reivindicación 5,
caracterizado por el hecho de que el carrete (17) tiene un
área de recepción para recibir la presión de fluido en la primera
cámara de fluido (41) y un área de recepción para recibir la presión
de fluido en la segunda cámara de fluido (42), y está configurado
para dosificar el paso (2, 20) al desplazarse en una dirección axial
del cilindro (40) dependiendo de las presiones que actúan sobre las
áreas de recepción de presión;
una cámara de presión (24) que está orientada
hacia el área de recepción de la presión de fluido en la segunda
cámara de fluido (42), siendo introducida la presión de fluido en la
segunda cámara de fluido (42) hacia la cámara de presión (24);
y
un muelle (23) que empuja el carrete (17) en una
dirección para abrir el paso (2, 20).
7. El mecanismo de generación de una fuerza de
amortiguación según se define en la reivindicación 6,
caracterizado por el hecho de que el amortiguador comprende
un cilindro (40), un pistón (1) que está alojado en el cilindro
(40) de modo oque se desliza libremente en el cilindro (40) y separa
la primera cámara de fluido (41) de la segunda cámara de fluido
(42) en el cilindro (40), y un vástago de pistón (5) que está
conectado al pistón (1) y penetra la primera cámara de fluido (41),
y el paso (2, 20) está formado a través del pistón (1) y el carrete
(17) está colocado sobre la circunferencia exterior de un elemento
de separación de la cámara de presión (22) fijado al vástago de
pistón (5).
8. El mecanismo de generación de una fuerza de
amortiguación según se define en la reivindicación 7,
caracterizado por un paso piloto (5d, 22d) que introduce la
presión de la segunda cámara de fluido (42) en la cámara de presión
(24).
9. El mecanismo de generación de una fuerza de
amortiguación según se define en la reivindicación 8,
caracterizado por el hecho de que el paso piloto (5d, 22d)
penetra el elemento de separación de la cámara de presión (22), y
el orificio bypass (17c) comprende un orificio pasante formado en el
carrete (17), un extremo del cual abre la primera cámara de fluido
(41) y otro extremo del cual está orientado hacia la circunferencia
exterior del elemento de separación de la cámara de presión
(22).
10. El mecanismo de generación de una fuerza de
amortiguación según se define en cualquiera de las reivindicaciones
7 a 9, caracterizado por el hecho de que un segundo paso (1d)
formado a través del pistón (1) permite fluir el fluido de trabajo
desde la segunda cámara de fluido (42) hacia la primera cámara de
fluido (41) y una segunda válvula de amortiguación (100) que ejerce
una resistencia predeterminada al aceite de trabajo que fluye a
través del segundo paso (1d).
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