ES2246902T3 - Cojinete de goma amortiguador hidraulicamente con elemento de desacoplamiento. - Google Patents

Abstract

Cojinete de goma amortiguador hidráulicamente con elemento de desacoplamiento (1), cuyo elastómero (10) dispuesto entre una parte interior (9) fundamentalmente en forma de cilindro y un casquillo exterior (14) cilíndrico y unido con la parte interior (9) mediante vulcanización, presenta cámaras para el alojamiento de un medio de amortiguación unidas a través de al menos un canal (12) dispuesto en un soporte del canal (11), en el que el elemento de desacoplamiento (1) está previsto para el desacoplamiento del efecto de amortiguación ocasionado por medio de la circulación del medio de amortiguación respecto a fuerzas introducidas radialmente en el cojinete con una amplitud de excitación reducida, en el que el elemento de desacoplamiento (1) está conformado como una pieza constructiva separada que se ha de disponer en una hendidura (13) en el soporte del canal (12) del cojinete con una carcasa (2, 3) en forma de bastidor, caracterizado porque el elemento de desacoplamiento (1) presenta una membrana (4) fijada en o dentro de la carcasa (2, 3) de modo que oscila libremente, a la que está asignada entre el soporte del canal (11) y el casquillo exterior (14) del cojinete una distancia radial, de manera que es posible un movimiento orientado radialmente de la membrana (4).

Description

Cojinete de goma amortiguador hidráulicamente con elemento de desacoplamiento.

La invención se refiere a un cojinete de goma amortiguador hidráulicamente con un elemento de desacoplamiento para el desacoplamiento de la acción de amortiguación del cojinete de goma respecto a fuerzas aplicadas radialmente en el cojinete con reducida amplitud de excitación.

Los cojinetes de goma se emplean en particular en la construcción de automóviles en las más diferentes formas y para las más diferentes finalidades. El empleo se realiza, por ejemplo, en la región de los ejes del vehículo o también en el alojamiento del grupo del vehículo. Habitualmente, los cojinetes están formados por una parte interior en forma de cilindro, que está rodeada al menos por secciones de un elastómero, y está unida con éste mediante vulcanización. Las piezas mencionadas anteriormente están alojadas exclusivamente por medio de un casquillo exterior igualmente cilíndrico. Para apoyar la acción de amortiguación, los cojinetes están conformados para determinadas finalidades de uso como cojinetes amortiguadores hidráulicamente, estando previstas en el elastómero cámaras para el alojamiento del medio de amortiguación, y estando unidas estas cámaras entre sí por medio de un canal que hace posible la circulación del medio de amortiguación. Mediante la oscilación de vaivén del medio de amortiguación en el canal se provoca en este caso una amortiguación de la masa.

Un problema de este tipo de cojinetes reside en el hecho de que su permanente carga dinámica lleva a un endurecimiento indeseado del cojinete, y con ello a una transmisión más intensa del sonido propagado por estructuras sólidas en el interior de un vehículo. Adicionalmente, las fuerzas que se producen en forma de cargas de impacto que se repiten de modo periódico, por ejemplo, a modo de oscilaciones con amplitudes reducidas, dentro de determinados intervalos de frecuencias, llevan asimismo a perjuicios acústicos indeseados. Debido a ello, se intenta desacoplar la acción de amortiguación de los cojinetes respecto a este tipo de oscilaciones. Para tal fin, se ha dado a conocer el hecho de proveer a los cojinetes amortiguadores hidráulicamente de un miembro o elemento de desacoplamiento.

Una solución empleada en este caso prevé para ello, entre otras cosas, una conformación especial del asiento encerrado en el elastómero. Según la solución, en el contorno exterior del asiento están dispuestos por secciones nervios que sobresalen radialmente que discurren en dirección axial, que también discurren a través del canal que sirve para la circulación del líquido de amortiguación. Para seguir garantizando la circulación del líquido, estos nervios están perforados múltiples veces. Entre los nervios se introduce una pieza insertada adecuada para las oscilaciones. Por medio de la pieza insertada se libera el flujo para el medio de amortiguación en el canal en caso de que se produzcan cargas en forma de oscilaciones de amplitud reducida para la consecución de una compensación de presión inmediata entre las cámaras del medio de amortiguación. La compensación de presión se realiza en este caso sin el flujo de flujos volumétricos dignos de mención del medio de amortiguación. La pieza insertada en forma de tira que se extiende prácticamente a lo largo de toda la longitud axial del cojinete está dispuesta en este caso entre los nervios de tal manera que sobresale en la dirección radial de un modo similar a una falda de goma.

En esta solución hay que ver como una desventaja, en particular, el coste de montaje que se incrementa de un modo considerable para el cojinete. Adicionalmente, el elemento de desacoplamiento requiere, por lo que se refiere a la distancia entre el bloque de goma con asiento y el casquillo exterior, de un espacio relativamente elevado. Las amplitudes que se han de desacoplar de un modo efectivo de esta manera, como consecuencia de recorridos tangenciales comparativamente largos de la pieza insertada que se mueve entre los nervios conformados en el asiento, están limitadas a un estrecho intervalo.

Del documento US 5 035 407 se conoce un cojinete genérico con amortiguación hidráulica que presenta dos canales de amortiguación para diferentes oscilaciones. En uno de los canales de amortiguación se encuentra un elemento para el control de la corriente de líquido en este caso, que evita el movimiento del líquido en este canal al producirse oscilaciones que son amortiguadas en el otro canal.

Por medio de la conformación del cuerpo de elastómero insertado en el elemento de control sólo se puede ejercer una influencia limitada en el intervalo de las oscilaciones que se pueden desacoplar.

El objetivo de la presente invención es crear un cojinete de goma amortiguador hidráulicamente con un elemento de desacoplamiento, que junto con una sencilla posibilidad de montaje del cojinete posea una medida elevada de flexibilidad por lo que se refiere al intervalo de las amplitudes que se pueden desacoplar.

El objetivo de la presente invención se consigue por medio de un cojinete con las características de la reivindicación principal. Por medio de las reivindicaciones subordinadas se indican configuraciones ventajosas o variantes de la invención.

Un ejemplo de realización del cojinete en el que se basa la invención está formado, de modo conocido, por una parte interior en forma de cilindro, un elastómero unido con esta parte interior mediante vulcanización, y un casquillo exterior que aloja la parte interior y el elastómero. Para la obtención del efecto de amortiguación hidráulico, en el elastómero están previstas cámaras para un medio de amortiguación, que puede circular a través de al menos un canal conformado en un soporte del canal que une las cámaras entre sí. Para la consecución del objetivo, el elemento de desacoplamiento está conformado como una pieza constructiva separada que hay que añadir en una hendidura prevista para ello. En este caso, el elemento de desacoplamiento está formado por una carcasa en forma de bastidor y una membrana fijada en la carcasa de modo que oscila libremente. El elemento de desacoplamiento y el alojamiento previsto en el soporte del canal para el elemento están conformados de tal manera que la membrana de la pieza constructiva dispuesta en el cojinete puede realizar un movimiento orientado radialmente entre el soporte del canal y el casquillo exterior.

La conformación conforme a la invención del cojinete trae consigo varias ventajas. El elemento de desacoplamiento realizado como pieza constructiva separada premontada es fácil de montar en el curso de la fabricación del cojinete. Al mismo tiempo, por medio de la selección de elementos de desacoplamientos conformados geométricamente de forma diferente, el cojinete se puede diseñar por lo que se refiere a su característica de modo flexible sin un coste elevado. En particular, por medio del grosor de la membrana del elemento de desacoplamiento, en este caso se puede ejercer una influencia de modo muy sencillo sobre la cantidad de líquido que se puede desacoplar, y con ello sobre las amplitudes y/o frecuencias que se pueden desacoplar de las cargas que aparecen. Gracias al hecho de que el desacoplamiento se controle por medio de un movimiento radial de una membrana sólo delgada, el requerimiento de espacio para el empleo del elemento de desacoplamiento entre el soporte del canal y el casquillo exterior del cojinete, además, es muy reducido. El grosor, que si bien es diferente dependiendo del ajuste, siempre es reducido, condiciona una inercia reducida de la disposición en los procesos dinámicos que se produzcan.

De modo correspondiente a una posible conformación de la invención, la hendidura para el alojamiento del elemento de desacoplamiento discurre paralela a los canales o al canal previsto entre las cámaras para la circulación del medio de amortiguación. En cualquier caso, sin embargo, por medio de la hendidura que aloja al elemento de desacoplamiento en el soporte del canal existe una unión adicional entre las cámaras de medio de amortiguación, por medio de la cual, en caso de que se produzcan amplitudes de excitación más pequeñas, y un movimiento de la membrana del elemento de desacoplamiento orientado radialmente ocasionado por éstas, se puede realizar una compensación de presión inmediata, sin que fluya una cantidad de medio de amortiguación digna de mención. En este caso, al hablar de amplitudes de excitación pequeñas, se han de entender efectos de fuerza que llevan a una compresión radial del cojinete de aproximadamente 0,1 mm o inferior.

Según una configuración ventajosa del cojinete, la carcasa en forma de bastidor del elemento de desacoplamiento presenta al menos una hendidura por medio de la que la pieza constructiva está fijada a un talón previsto para esta finalidad en la región de su alojamiento en el cojinete montado de modo fijo por lo que se refiere a su posición. Esta hendidura en la carcasa del elemento de desacoplamiento puede estar realizada, por ejemplo, en forma de una entalladura tallada en el contorno de la carcasa en forma de bastidor. Por medio de la posibilidad de una fijación de la posición de todo el elemento de desacoplamiento en el soporte del canal se incrementa adicionalmente la facilidad de montaje del cojinete.

En una variante especialmente ventajosa, la membrana del elemento de desacoplamiento presenta en su superficie, a ambos lados, al menos un talón que actúa como distanciador respecto al casquillo exterior y al soporte del canal. Con ello, en particular en el caso de cojinetes con una gran sección transversal de goma y una elevada longitud unida a ello de la membrana del elemento de desacoplamiento, se evita un combado indeseado de la membrana. Además, por medio de la forma, número y tipo de la disposición de los talones, se proporciona otra posibilidad de ajuste para el comportamiento de desacoplamiento. Sin embargo, también se puede influir sobre el comportamiento de oscilación de la membrana, y con ello también sobre el comportamiento de desacoplamiento del elemento, de un modo similar, conformando la membrana no de modo plano, sino, por ejemplo ondulada completamente o por secciones, o estructurada de un modo comparable.

La carcasa del elemento de desacoplamiento puede estar conformada según una conformación posible de la invención a partir de dos elementos de bastidor, entre los que está fijada la membrana. Para la fijación de la membrana entre las partes de la carcasa se puede pensar en diferentes posibilidades. De este modo, la unión de las partes del bastidor, y la inmovilización que va unida con ella, se puede realizar por medio de cierres de clip que mantengan juntas las partes del bastidor, que están conformados o bien en una de las mitades de la carcasa, o bien en las dos. Esta conformación se puede mejorar de un modo especialmente sencillo en su montaje por medio del hecho de que las partes del bastidor se unan en un lado por medio de charnelas, y la fijación de la membrana se realice por medio del abatimiento de las piezas una sobre otra y el encajado por medio del cierre o de los cierres por clip.

También se puede pensar en fijar la membrana por medio de un apriete sencillo entre las partes de la carcasa en forma de bastidores. Finalmente, también se puede pensar en conformar la carcasa como un elemento de bastidor de una pieza, y fijar la membrana, en tanto que esté hecha de goma, en el bastidor de este elemento por medio de la vulcanización. Para la carcasa se pueden usar diferentes materiales, por ejemplo plástico o metal, independientemente de si ésta está conformada en una pieza o en dos piezas. También se puede pensar en fabricar la carcasa y la membrana a partir de dos plásticos diferentes dentro de un procedimiento de dos componentes empleando la técnica de inyección.

La invención se explica a continuación con más detalle a partir de un ejemplo de realización. En los dibujos correspondientes se muestra:

Fig. 1a, 1b: el elemento de desacoplamiento conformado como pieza constructiva separada,

Fig. 2: el elemento de desacoplamiento en una vista frontal,

Fig. 3: el elemento de desacoplamiento en una representación en sección con una sección a lo largo de la línea A-A de la Figura 2,

Fig. 4: el elemento de desacoplamiento en una representación en sección con una sección a lo largo de la línea C-C de la Figura 3,

Fig. 5: el cojinete amortiguador hidráulicamente con el alojamiento para el elemento de desacoplamiento.

Las Figuras 1a y 1b muestran el elemento de desacoplamiento 1 del cojinete conforme a la invención, que, tal y como se puede reconocer, está conformado como una parte constructiva separada. En el ejemplo representado, la carcasa 2, 3 del elemento de desacoplamiento 1 está formada por dos elementos en forma de bastidor unidos por medio de una charnela 7, por medio de cuyo abatimiento se fija una membrana 4 entre ellos. La membrana 4 está formada preferentemente por un elastómero. Después del abatimiento de las partes del bastidor 2, 3 una sobre otra se sujetan éstas por medio de un cierre de clip 6 previsto para ello, y con ello fijan entre sí la membrana 4. Adicionalmente, la membrana 4 también puede estar unida por medio de la vulcanización con las partes de la carcasa 2, 3. Sobre la superficie de la membrana 4 está previsto un talón 5, cuya función se explica con más detalle conjuntamente con las explicaciones de la Figura 3. Las partes de la carcasa 2, 3 del elemento de desacoplamiento 1 en forma de bastidor, que están hechas de plástico o de metal duro, presentan respectivamente en el centro de sus lados longitudinales una entalladura 8. Por medio de esta entalladura 8 se fija el elemento de desacoplamiento 1 en el montaje del cojinete a un talón conformado para ello en la hendidura 13 para el alojamiento del elemento de desacoplamiento 1.

La Figura 2 ilustra de nuevo la conformación del elemento de desacoplamiento 1 en una vista frontal. En la representación, las partes del bastidor 2, 3 están abatidas una sobre otra, y la membrana 4 está fijada entre sí por medio del cierre de los cierres de clip 6.

La función especial del talón 5 que se puede reconocer ya en la Figura 1 en la superficie de la membrana 4 se vuelve a poner de manifiesto por medio de la representación proporcionada en la Figura 3. En el caso de la representación de la Figura 3 se trata de una representación en sección, en la que la sección se ha guiado a lo largo de la línea A-A según la Figura 2. A partir de la Figura se puede ver que en ambos lados de la superficie de la membrana está conformado respectivamente un talón 5. Este talón 5 sirve como separador respecto al casquillo exterior del cojinete 14 (en el lado del radio de curvatura exterior), o bien respecto al soporte del canal 11 con la hendidura 13 conformada en su interior (en el lado del radio de curvatura inferior). En particular, en el caso de cojinetes de mayor sección transversal en los que el elemento de desacoplamiento 1, que une entre sí las cámaras de amortiguación opuestas entre sí, presenta una cierta longitud, por medio de este distanciador se evita un combado de la membrana 4. Además de la variación del grosor de la membrana 4, por medio del número de distanciadores, así como por medio del tipo de su disposición, o por medio de su conformación, se puede ejercer una influencia, asimismo, sobre la cantidad de líquido que se puede desacoplar.

En la Figura 4 se vuelve a representar el elemento de desacoplamiento 1 en una representación en sección en una sección guiada a lo largo de la línea C-C de la Figura 3. Se puede reconocer, además de las partes del bastidor 2, 3, la membrana 4 inmovilizada entre sí, así como los cierres de clip 6 para el cierre de la carcasa 2, 3.

La representación de la Figura 5 muestra la construcción fundamental del cojinete amortiguador hidráulicamente poniendo de manifiesto la hendidura 13 conformada en el soporte del canal 11 para el alojamiento del elemento de desacoplamiento 1. El cojinete está formado, de modo conocido, por el casquillo interior 9 cilíndrico, por el elastómero 10 unido con el casquillo interior, por un soporte del canal 11 que rodea las dos partes, cuyos canales 12 tallados en su interior unen entre sí las cámaras que no se pueden reconocer en la representación para el alojamiento del medio de amortiguación, así como por un casquillo del cojinete 14 exterior que aloja todas las piezas mencionadas anteriormente. A diferencia de la conformación conocida del estado de la técnica de un cojinete de este tipo, en el cojinete conforme a la invención está conformada en el soporte del canal 11 una hendidura 13 para el alojamiento del elemento de desacoplamiento 1, que une asimismo entre sí las cámaras de medio de amortiguación. La figura muestra el cojinete en una representación en sección (sección axial), sin incluir el elemento de desacoplamiento 1. Por medio del elemento de desacoplamiento 1 que se ha de añadir posteriormente, al producirse cargas con amplitudes reducidas se hace posible una compensación de presión inmediata entre las cámaras para el medio de amortiguación, de tal manera que entre las partes de la carcasa 2, 3 del elemento de desacoplamiento, la membrana 4 fijada de modo que puede oscilar libremente, como consecuencia de las fuerzas que actúan, realiza un movimiento radial en la dirección del soporte del canal 1 o del manguito exterior 14. Gracias a ello se hace posible la compensación de presión por medio de la unión creada en forma de la hendidura 13, sin que en los canales del medio de amortiguación 12 completamente libres circule un flujo volumétrico digno de mención del medio de amortiguación. En caso de mayores amplitudes se produce por primera vez un movimiento digno de mención del medio de amortiguación entre las cámaras a través de los canales 12, gracias a lo cual se produce el efecto de la amortiguación de masas. El grado del desacoplamiento del efecto de amortiguación referido a la amplitud de las fuerzas que actúan, tal y como ya se ha explicado, debido a la conformación especial del cojinete, es especialmente dependiente del grosor de la membrana 4 del elemento de desacoplamiento 1. Dependiendo de la conformación de la membrana 4 se desacoplan de un modo especialmente efectivo amplitudes de excitación que provocan una compresión radial del cojinete de hasta 0,1 mm. Sin embargo, se puede conseguir un efecto de desacoplamiento con un dimensionamiento adecuado del elemento de desacoplamiento 1 también para las amplitudes de excitación con una compresión del resorte ligeramente más elevada.

Lista de los símbolos de referencia usados

1

Elemento de desacoplamiento

2

Carcasa, parte del bastidor

3

Carcasa, parte del bastidor

4

Membrana

5

Talón

6

Cierre de clip

7

Charnela

8

Hendidura

9

Parte interior

10

Elastómero

11

Soporte del canal

12

Canal

13

Hendidura

14

Casquillo exterior

Claims (12)

1. Cojinete de goma amortiguador hidráulicamente con elemento de desacoplamiento (1), cuyo elastómero (10) dispuesto entre una parte interior (9) fundamentalmente en forma de cilindro y un casquillo exterior (14) cilíndrico y unido con la parte interior (9) mediante vulcanización, presenta cámaras para el alojamiento de un medio de amortiguación unidas a través de al menos un canal (12) dispuesto en un soporte del canal (11), en el que el elemento de desacoplamiento (1) está previsto para el desacoplamiento del efecto de amortiguación ocasionado por medio de la circulación del medio de amortiguación respecto a fuerzas introducidas radialmente en el cojinete con una amplitud de excitación reducida, en el que el elemento de desacoplamiento (1) está conformado como una pieza constructiva separada que se ha de disponer en una hendidura (13) en el soporte del canal (12) del cojinete con una carcasa (2, 3) en forma de bastidor, caracterizado porque el elemento de desacoplamiento (1) presenta una membrana (4) fijada en o dentro de la carcasa (2, 3) de modo que oscila libremente, a la que está asignada entre el soporte del canal (11) y el casquillo exterior (14) del cojinete una distancia radial, de manera que es posible un movimiento orientado radialmente de la membrana (4).

2. Cojinete de goma amortiguador hidráulicamente con elemento de desacoplamiento (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque la hendidura (13) para el alojamiento del elemento de desacoplamiento (1) discurre equidistante o paralela respecto al canal o canales (12) previstos para la circulación del medio de amortiguación entre las cámaras.

3. Cojinete de goma amortiguador hidráulicamente con elemento de desacoplamiento (1) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la carcasa (2, 3) en forma de bastidor del elemento de desacoplamiento (1) presenta al menos una hendidura (8), por medio de la que el elemento de desacoplamiento (1) dispuesto en el cojinete está fijado a un talón que existe para esta finalidad en la región de la hendidura (13).

4. Cojinete de goma amortiguador hidráulicamente con elemento de desacoplamiento (1) según la reivindicación 3, caracterizado porque el elemento de desacoplamiento (1), para su fijación al talón previsto para ello, presenta en el contorno de su carcasa (2, 3) en forma de bastidor al menos una entalladura (8).

5. Cojinete de goma amortiguador hidráulicamente con elemento de desacoplamiento (1) según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la membrana (4) del elemento de desacoplamiento (1) presenta en su superficie, a ambos lados, al menos un talón (5) que actúa como distanciador respecto al casquillo exterior (14) y al soporte del canal (11).

6. Cojinete de goma amortiguador hidráulicamente con elemento de desacoplamiento (1) según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la carcasa (2, 3) en forma de bastidor del elemento de desacoplamiento (1) está formada por una primera (2) y una segunda parte del bastidor (3), entre las que está fijada la membrana (4).

7. Cojinete de goma amortiguador hidráulicamente con elemento de desacoplamiento (1) según la reivindicación 6, caracterizado porque las partes del bastidor (2, 3) que fijan la membrana (4) se mantienen sujetas después del montaje del cojinete por medio de uno o varios cierres de clip (6) conformados en al menos una parte del bastidor (2).

8. Cojinete de goma amortiguador hidráulicamente con elemento de desacoplamiento (1) según la reivindicación 6 ó 7, caracterizado porque las partes del bastidor (2, 3) que conforman la carcasa en forma de bastidor del elemento de desacoplamiento (1) están unidas entre ellas en al menos un lado por al menos una charnela (7).

9. Cojinete de goma amortiguador hidráulicamente con elemento de desacoplamiento (1) según la reivindicación 6, caracterizado porque la membrana (4) está fijada entre las partes del bastidor (2, 3) de la carcasa, haciendo para ello que las partes del bastidor (2, 3) se inmovilicen una dentro de otra.

10. Cojinete de goma amortiguador hidráulicamente con elemento de desacoplamiento (1) según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el efecto de desacoplamiento ocasionado por medio del elemento de desacoplamiento (1) es variable por lo que se refiere a la geometría del cojinete y/o a las cargas que se esperan en su empleo dependiendo del grosor de la membrana (4).

11. Cojinete de goma amortiguador hidráulicamente con elemento de desacoplamiento (1) según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la membrana (4) del elemento de desacoplamiento (1) está formada por un elastómero, y su carcasa (2, 3) está formada por plástico o un metal duro.

12. Cojinete de goma amortiguador hidráulicamente con elemento de desacoplamiento (1) según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la membrana (4) y la carcasa (2, 3) están formadas por diferentes plásticos, inyectados en un procedimiento de dos componentes.