MXPA01004413A - Amortiguador de aire para una parte estructural con soporte movil, en particular en automoviles - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un amortiguador de aire para una parte estructural soportada en forma movible en automóviles, caracterizado porque el amortiguador de aire comprende:un cilindro hueco (12) cerrado en un extremo deéste;una tapa de cierre (14, 14a) montada en el otro extremo del cilindro (12);un pistón (16) guiado por deslizamiento dentro del cilindro y tiene una barra (26) que se extiende hacia fuera del cilindro a través de la tapa (14, 14a);un receso anular en la circunferencia del pistón (16);un anillo obturador anular (10) en el receso, el cual engrana herméticamente al pared interior del cilindro (12) y la parte inferior del receso, en donde la extensión axial del anillo obturador es menor que la del receso (18, 18a);al menos una ranura axial en la parte inferior del receso (18, 18a) y al menos una ranura radial en las paredes del receso, las cuales se comunican con la ranura axial y con la sección transversal de la ranura axial cambiando de una pared del receso a la otra pared;en donde el anillo obturador tiene forma de bloque y estáhecho de un elastómero termoplástico, el anillo obturador es revestido con una capa que tiene rozamientos estáticos por deslizamiento aproximadamente iguales con la pared interior del cilindro y la parte inferior del receso.

Description

AMORTIGUADOR DE AIRE PARA UNA PARTE ESTRUCTURAL CON SOPORTE MÓVIL, EN PARTICULAR EN AUTOMÓVILES La invención trata de un amortiguador de aire para una parte estructural con soporte móvil, en particular en automóviles, de acuerdo con la reivindicación 1. Los amortiguadores de aire de este tipo ya son conocidos, por ejemplo en DE 295 18 171 o DE 43 19 641. El atraso en el movimiento del pistón se produce por medio de un conducto de rebose que se define en una ranura anular o cavidad anular del pistón. Un anillo de cierre se asienta en la cavidad donde la extensión axial del anillo de cierre es más pequeña que la de la cavidad. De ese modo, el anillo de cierre se desliza a cualquiera de las paredes de la cavidad durante el movimiento de vaivén del pistón. Las paredes de la cavidad tienen ranuras de manera que el aire pueda fluir de un lado del pistón al otro. Si las ranuras en el fondo y las paredes de la cavidad tienen dimensiones apropiadas, el efecto regulador puede ser diferente para lograr diferentes eficiencias de amortiguamiento en las direcciones respectivas de desplazamiento. Es necesario obtener armonía entre la velocidad en que el pistón se desplaza y el área o longitud transversal del conducto de rebose. Si no se consigue esto, pueden ocurrir interrupciones intermedias durante su movimiento. La parte estructural oscila gradualmente al paro final mientras realiza "movimientos alternativos". Este problema se agrava aún más si la .fuerza que actúa en el amortiguador de aire es de una magnitud diferente. Se obtiene el mejor comportamiento si los diámetros del cilindro son grandes. Sin embargo, por lo general no existe el espacio requerido. ' ' También se sabe que los amortiguadores de aire están integrados con un muelle tensor o muelle de compresión que se encuentra entre un espacio cerrado del cilindro y el pisón. Ambos el amortiguador de aire mismo, con o sin muelle, constituye un sistema de oscilación que es contrario a una acción suave de amortiguamiento. Además, el muelle forma una fuente potencial de ruido. Es el objetivo de la invención proporcionar un amortiguador de aire que produce un atraso eficiente aún si las aceleraciones son mayores y que no constituya un sistema de oscilación. Además, el fin es minimizar la generación de ruido en el amortiguador de aire. Este objetivo se obtiene por medio de las características de la reivindicación 1. El amortiguador de aire de la invención forma un anillo de cierre de tipo bloque hecho de un elastómero termoplástico que coopera con la pared del cilindro para una fuerza de compresión determinada. El anillo de cierre está recubierto con una capa adecuada que le proporciona una propiedad de deslizamiento que produce aproximadamente el mismo valor ya sea que exista una fricción estática que una fricción deslizante. En otras -palabras, el anillo de cierre esencialmente no tiene torsión de arranque. Por lo tanto, no ocurren los tan llamados efectos de vibración que dan como resultado generación de ruido. De hecho, cabe la posibilidad de lograr fricción uniforme mediante el uso de lubricantes. Sin embargo, los lubricantes, tienen diferentes viscosidades dependiendo de la temperatura. Además, existe el riesgo de que el conducto de rebose reduzca en tamaño o incluso se obstruya por el lubricante. Asimismo, los lubricantes no son convenientes si se emplea el freno de aire en el alcance visual ya que existe el peligro de contaminación. El amortiguador de aire de la invención ayuda a obtener una fricción uniforme que esencialmente no depende de la temperatura, con dureza de Shore que cambia con la temperatura obteniéndose sólo un impacto mínimo sobre la presión. De ese modo, existen dos factores que influencian el comportamiento de amortiguamiento y el índice de amortiguamiento del amortiguador de aire, que son la diferencia de presión entre los espacios separados del cilindro y la fricción Cualquier oscilación que pueda ocurrir se suaviza tiediante la fricción, que también necesita ser superada cuando el amortiguador de aire requiere ser desplazado. Para hacer posible la producción de una fricción determinada, el anillo de cierre tiene que ser un anillo moldeado que se someta a una fuerza determinada de compresión. Sin embargo, esa fuerza debe reproducirse independientemente de la temperatura. En ese caso, no ocurre un comportamiento de oscilación indeseable, ni se generará un ruido indeseable. El revestimiento que se usa para el anillo de cierre en este caso y que satisfacerá los requisitos es un revestimiento de polímero con base en polisiloxanos. El anillo se hace de un material que tiene un ajuste de compresión permanente incluso a altas temperaturas. Es frecuente que la fuerza de desplazamiento producida por el amortiguador de aire sea más grande en una dirección que en la otra. Esto se puede hacer por medio de un muelle. Como alternativa o en adición, de acuerdo con un aspecto de la invención, el fondo de la cavidad puede tener una forma cónica. De esta manera, se produce en la cavidad una fuerza compresiva que es alta de forma diferente dependiendo del lugar del anillo de cierre y, de ahí, alta fricción diferente. Un muelle helicoidal que imparte una dirección preferida de desplazamiento al cilindro se puede integrar en el cilindro o fuera de éste. Un muelle helicoidal, cuando es parte del cilindro, puede ocasionar algunos problemas . Primero y sobretodo, el muelle es una fuente de ruido. De ese modo, se puede escuchar un ruido de golpeteo si el amortiguador de aire es sacudido en un recorrido tranquilo. El muelle empieza a oscilar mientras golpea contra la varilla del pistón o la pared del cilindro. Un muelle de compresión es relativamente inestable y, cuando se acciona, llega rápidamente a su punto de pandeo. En este punto, el muelle tiende a alejarse hacia un lado. También puede golpear contra la varilla del pistón o la pared del cilindro. Además, se puede producir el ruido de la fricción o de zumbido. Cuando se acciona la varilla del pistón, se produce ruido entre la espiga y las vueltas del muelle. El efecto es más pesado si las superficies son rugosas y el muelle empieza a zumbar, lo que hace sentir que él mismo es un ruido de chirrido. A fin de superar el problema descrito, un aspecto de la invención hace que la varilla del pistón tenga salientes alargadas en la misma mediante las cuales las vueltas del muelle se acoplan si éstas son liberadas.

Debe observarse en el presente que el muelle experimenta un alargamiento del diámetro de vuelta esencialmente en la región intermedia si el muelle es comprimido mientras que sus vueltas finales permanecen esencialmente tal como se encontraban antes. Sin embargo, si el extremo del muelle también se mueve en relación con la varilla del pistón, debe tenerse cuidado de que no ocurra un acoplamiento libre entre la vuelta del muelle y la varilla del pistón aún en la condición relajada. En este punto, es necesario considerar las tolerancias al fabricar la varilla del pistón y también el muelle. Por lo tanto,, se recomienda que aunque las salientes deben extenderse a lo largo de la varilla del pistón sobre una longitud mayor, las vueltas finales del muelle no deben acoplarse con ninguna de las salientes . De acuerdo con la invención, otra mejora es que el muelle helicoidal está rebajado y sólo la parte rebajada se acopla a las salientes. Solamente las vueltas intermedias de devanado cerrado del muelle se acoplan a las salientes contra zumbido que, por lo demás, también pueden ser flexibles a fin de acomodar una superposición mayor de las vueltas. Por ejemplo, esto se puede realizar por medio de alargamiento a través de aberturas. Es preferible que el muelle tenga una forma simétrica para que no haya problema por la posición en que se desliza sobre la varilla del pistón. De acuerdo con otro aspecto de la invención, el cable en. espiral tiene un revestimiento plástico. De preferencia, el muelle está enrollado de un cable en espiral. Esto ayuda a obtener un buen efecto de deslizamiento entre el muelle y las salientes contra zumbido . El ruido de fricción y el ruido de cascabeleo también se pueden producir en la región guía entre la tapa y la espiga del pistón. Para reducción del espacio perjudicial, la tapa o el espacio cerrado pueden tener porciones adecuadas "de espiral que eviten el ruido de cascabeleo. A fin de reducir la fricción y el ruido que éste ocasiona, los extremos de la porción de espiral que se acoplan a las superficies de la varilla del pistón pueden tener forma esférica. A continuación se explicará la invención en detalle con referencia a las formas de realización que se muestran en las ilustraciones. La Figura 1 muestra el esquema de una primera forma de realización de un amortiguador de aire de la invención. La Figura 2 muestra el esquema de una segunda form de realización de un amortiguador de aire de la invención.

La Figura 3 muestra el esquema de una tercera forma de realización de un amortiguador de aire de la invención . La Figura 4 muestra el esquema de una cuarta forma de realización de un amortiguador de aire de la invención . La Figura 5 muestra una vista de extremo del amortiguador de aire de la invención con una tapa especial . Con referencia a las Figuras 1 a 4, un amortiguador de aire generalmente está designado con el . Tiene un cilindro 12 que se puede estar cerrado en el extremo inferior y puede estar cerrado por una tapa 14 en el extremo superior que está abierto. La tapa 14 está asentada en el cilindro 12 por medio de una conexión de presión (sin número) los cuales pueden fabricarse de un material plástico. Alojado en el cilindro se encuentra un pistón 16 que tiene una ranura anular relativamente ancha 18 y 18a. y. La ranura anular tiene asentado en su interior un anillo de cierre 20 parecido a bloque. El anillo de cierre en forma de bloque 20 es cilindrico en su interior y es' cilindrico en una porción de su exterior y cónico en su porción 22 de manera que cierta clase de saliente se recargue en la pared del cilindro 12. El anillo de cierre 20 está colocado entre el fondo de la ranura 18 y 18a y la pared del cilindro bajo cierta fuerza de contacto para producir cierta fuerza friccional. El anillo de cierre 20 recibe tratamiento con un revestimiento de polímero sobre una base de polisiloxano, lo que asegura que no haya necesidad de superar ninguna torsión de arranque si el pistón 16 debe desplazarse. Más aún, el material del anillo de cierre, que es un polímero termoplástico, ha sido seleccionado de manera que siga existiendo ajuste de compresión alta aún a altas temperaturas. El fondo y la pared de la ranura circular 18 y 18a tienen en su interior un conducto de puente 24 sobre el que pasa el aire si el pistón 16 se desplaza en el cilindro 12. Tal disposición de un conducto de puente, por ejemplo, ya se conoce en DE 43 19 641 o DE 295 18 171. Como se puede ver en la Figura 2 el fondo de la ranura anular 18a es cónico. De ese modo, la fuerza de contacto disminuye y también la fricción si el anillo de cierre se desplaza desde la posición que se muestra en la Figura 2 a una posición en que llega a apoyarse en la pared contrario de la ranura. De esta forma, la fuerza de desplazamiento requerida difiere, dependiendo de la dirección de desplazamiento del pistón 16. El pistón 16 está equipado con una varilla de pistón 26 que pasa la tapa 14 a través de una abertura 28 y se ajusta con un resquicio 30 para conexión, por ejemplo, para una parte estructural que necesita activarse, por ejemplo, una aleta de una guantera o similar mientras que el cilindro 12 se conecta a una parte fija al vehículo. La conexión para estas partes también se puede hacer en forma inversa. Es también posible amortiguar otras partes del automóvil. Por ejemplo, la varilla de pistón 26 puede tener la forma de una dobla T o rectangular o en forma de K o circular en la sección transversal, lo que no se muestra en detalle en las Figuras 1 a 4. La Figura 5 muestra por ejemplo, una forma de doble T. Un muelle helicoidal 32 se coloca entre la tapa 14 y la superficie del pistón 16 que está dirigido hacia la misma. En las Figuras 1 a 4, el muelle se muestra en una condición relajada. En la Figura 1, la cara inferior de la tapa ha formado en la misma por lo menos una saliente en forma de anillo 36 que rodea la vuelta más elevada del muelle 32 al rodearla. La vuelta más baja del muelle 32 se encuentra afuera de un resalto axial 38 del pistón 16, que ocasiona que el muelle 32 se coloque lateralmente en este punto. Dos balancines contra zumbidos diametralmente opuestos 40, 42 se forman paralelos al eje sobre la varilla del pistón 26 en la forma de realización de las Figuras 1 y 2. Los balancines contra zumbidos 40, 42 se extienden a lo largo de una gran loncfitud dentro del muelle 32, pero reducen su ancho hacia la tapa 14 en la tercera superior. Las vueltas respectivas del muelle 32, cuando se encuentran en su posición relajada de las Figuras 1 y 2, se apoyan en las salientes 40, 42 casi en un contacto sin fuerza. De esta forma se evita que el muelle 32 oscile o se pandee a los lados cuando se encuentra bajo compresión. Por cierto, el material del muelle 32 viene con un recubrimiento de plástico de fácil deslizamiento para que un contacto entre las vueltas del muelle y las salientes 40, 42 esencialmente no produzca fricción. Esto evita cualquier chirrido o zumbido de las vueltas del muelle. La forma de realización de la Figura 3 se distingue de la forma de realización de la Figura 2 por el hecho de que el muelle 32a no tiene forma cilindrica, sino tiene una forma rebajada. De ese modo, solamente las vueltas intermedias del muelle 32a simétricamente diseñado se apoyarán en las salientes contra zumbidos 40, 42. La característica peculiar de la forma de realización de la Figura 4 es que las salientes contra zumbidos 40b, 42b están formadas en forma flexible por un agujero con salida axialmente paralelo 46 y 48 en una dirección radial. El contorno exterior de las salientes 40b, 42b corresponde al de las salientes 40, 42 de- las formas de realización antes descritas. Esto permite acomodar un gran campo de tolerancia de acción del muelle sin riesgo de la superposición, y de ahí, que la fricción del muelle sea demasiado muy pronunciada sobre las salientes. En la Figura 5 se ilustra el extremo superior del cilindro 12 para un amortiguador de aire que corresponde al de las Figuras 1, amortiguador que está cerrado por una tapa 14a en el presente. La varilla del pistón 26 tiene forma de doble T y tiene salientes contra zumbidos diametralmente opuestos 40, 42 que corresponden a las de las formas de realización de las Figuras 1 a 3. El borde de la abertura 28a tiene forma o en el mismo porciones de espiral en forma de U 50, 52 incluyendo patas apropiadas que sujetan los retículos de la forma de doble T desde afuera. Los extremos de las porciones en espiral tienen forma esférica como se muestra en el número 54. Los elementos en espiral 50, 52 ayudan a guiar la varilla del pistón 26 a manera de evitar el ruido de cascabeleo entre la varilla del pistón 26 y el borde de la abertura. Debido a las porciones en forma esférica 54, esta región produce solamente poca fricción.

Claims (13)

1. REIVINDICACIONES 1. Un amortiguador de aire para una parte estructural con soporte móvil, que comprende las siguientes características: - un cilindro hueco cerrado en un extremo del mismo - __ una tapa instalada en el otro extremo del cilindro - un pistón que es guiado en forma deslizable dentro del cilindro y que tiene una varilla que se alarga hacia fuera del cilindro a través de la tapa - una cavidad anular en la circunferencia del pistón - un anillo de cierre anular en la cavidad que se acopla obturando la pared interior del cilindro y la parte inferior de la cavidad, siendo la extensión axial del anillo de cierre menor que la de la cavidad - por lo menos una ranura axial en la parte inferior de la cavidad y por lo menos una ranura radial en las paredes de la cavidad que comunica con la ranura axial, cambiando la sección transversal de la ranura axial de una pared de la cavidad a la otra pared, el amortiguador definiendo un sistema de oscilación, que se caracteriza en que el anillo de cierre parecido a bloque está hecho de elastómero termoplástico que coopera con la pared del cilindro y la parte inferior de la cavidad con una fricción predeterminada, el anillo de cierre está revestido con una capa " que tiene una fricción estática con la pared y la parte inferior de la cavidad que es aproximadamente igual al patín de las partes, la porción de fricción del amortiguador tiene un tamaño tal que estabiliza el sistema de oscilación.
2. 2. El amortiguador de aire de la reivindicación 1, en donde el anillo de cierre está revestido ccn un polímero sobre base de polisiloxano.
3. 3. El amortiguador de aire de la reivindicación 1 o 2, en donde el material del anillo de cierre tiene un alto ajuste de compresión en altas temperaturas.
4. 4. El amortiguador de aire de la reivindicación 1, en donde la parte inferior de la cavidad tiene una forma cónica .
5. 5. El amortiguador de aire de la reivindicación 1, en donde el muelle helicoidal se localiza entre la tapa de cierre y el pistón y la varilla del pistón tiene salientes alargadas diametralmente colocadas que se extienden en paralelo al eje de la varilla, las salientes se acoplan al devanado del muelle helicoidal si el muelle se encuentra relajado.
6. 6. El amortiguador de aire de la reivindicación 5, en donde el muelle helicoidal está rebajado entre sus extremos y la porción rebajada se acopla a las salientes si el muelle helicoidal se relaja.
7. 7. El amortiguador de aire de la reivindicación 6, en donde las salientes son resilientes en dirección radial por medio de agujeros con salida alargados.
8. 8. El amortiguador de aire de la reivindicación 5, en donde el muelle helicoidal tiene revestimiento plástico .
9. 9. El amortiguador de aire de la reivindicación 8, en donde el muelle helicoidal se fabrica de un cable en espiral revestido de plástico.
10. 10. El amortiguador de aire de la reivindicación 6, en donde el muelle rebajado es simétrico.
11. 11. El amortiguador de aire de la reivindicación 1, en donde el borde interior de la abertura de la tapa de cierre tiene porciones resilientes que se acoplan a las superficies de la varilla del pistón.
12. 12. El amortiguador de aire de la reivindicación 11, en donde la varilla del pistón tiene forma de doble T en la sección transversal y se incluyen dos porciones en espiral con forma en U diametralmente opuestas, una pata de la misma se acopla a la parte exterior del retículo del perfil en forma de doble T.
13. 13. El amortiguador de aire de la reivindicación 11 o 12, en donde los extremos de acoplamiento de las porciones en espiral son esféricos. RESUMEN Un amortiguador de aire para una parte estructural con soporte móvil, que comprende las siguientes características : - un cilindro hueco cerrado en un extremo del mismo - una tapa instalada en el otro extremo del cilindro - un pistón que es guiado en forma deslizable dentro del cilindro y que tiene una varilla que se alarga hacia fuera del cilindro a través de la tapa - una cavidad anular en la circunferencia del pistón - un anillo de cierre anular en la cavidad que se acopla obturando la pared interior del cilindro y la parte inferior de la cavidad, siendo la extensión axial del anillo de cierre menor que la de la cavidad - por lo menos una ranura axial en la parte inferior de la cavidad y por lo menos una ranura radial en las paredes de la cavidad que comunica con la ranura axial, cambiando la sección transversal de la ranura axial de una pared de la cavidad a la otra pared, el amortiguador definiendo un sistema de oscilación, en donde el anillo de cierre parecido a bloque está hecho de elastómero termoplástico que coopera con la pared del cilindro y la parte inferior de la cavidad con una fricción predeterminada, el anillo de cierre está revestido con una capa que tiene una fricción estática con la pared y la parte inferior de la cavidad que es aproximadamente igual al patín de las partes, la porción de fricción del amortiguador tiene un tamaño tal que estabiliza el sistema de oscilación.