ES2200392T3 - Esfera o acumulador de membranas, por ejemplo, para suspension hidroneumatica de vehiculo automovil. - Google Patents

Esfera o acumulador de membranas, por ejemplo, para suspension hidroneumatica de vehiculo automovil.

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ES2200392T3 ES98958282T ES98958282T ES2200392T3 ES 2200392 T3 ES2200392 T3 ES 2200392T3 ES 98958282 T ES98958282 T ES 98958282T ES 98958282 T ES98958282 T ES 98958282T ES 2200392 T3 ES2200392 T3 ES 2200392T3
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Abstract

LA PRESENTE INVENCION SE REFIERE A UNA ESFERA PARTICULARMENTE NEUMATICA. ESTA ESFERA COMPRENDE UNA ENVOLTURA RIGIDA (1) Y UNA MEMBRANA FLEXIBLE DEFORMABLE (2) COLOCADA DENTRO DE ESTA ENVOLTURA PARA DEFINIR UNA CAMARA SUPERIOR (4) Y UNA CAMARA INFERIOR (5), COMPRENDIENDO LA ESFERA EN LA CAMARA SUPERIOR (4), MEDIOS (6, 7, 8) ASOCIADOS CON LA ENVOLTURA (1) O CON LA MEMBRANA (2) PARA PERFORAR LA MEMBRANA (2), EN CASO DE PRESION EXCESIVA, EN LA CAMARA INFERIOR (5) Y, DE ESTE MODO, REDUCIR LA PRESION EN ESTA CAMARA.

Description

Esfera o acumulador de membranas, por ejemplo, para suspensión hidroneumática de vehículo
automóvil.
La presente invención se refiere a un acumulador o una esfera neumática para una suspensión hidroneumática del vehículo automóvil, por ejemplo.
De manera clásica, una esfera neumática comprende una envuelta exterior rígida, por ejemplo metálica, compuesta de una parte superior y de una parte inferior unidas entre sí o formadas monobloque, y una membrana flexible deformable fijada en el interior de la envuelta, al nivel de la zona de unión entre las partes superior e inferior. La membrana define así una cámara superior destinada a recibir un gas y una cámara inferior destinada a recibir, por ejemplo, un líquido. En este caso, la cámara inferior comunica por intermedio de un terminal de enchufe con, por ejemplo, el circuito hidráulico de la suspensión de un vehículo.
Tal esfera se utiliza ya para reemplazar el muelle de una suspensión del tipo Mac Pherson.
En el interior de la esfera, la presión del líquido está comprendida generalmente entre 0 y 250 bares en funcionamiento normal.
De manera accidental, la presión puede aumentar considerablemente, pudiendo alcanzar varias veces la presión de utilización.
Se ha podido constatar entonces que la esfera estalla y que los componentes interiores son expulsados violentamente de la esfera.
Esto constituye un peligro importante para el usuario del vehículo.
La invención tiene así por objeto evitar los inconvenientes antes citados y proponer una esfera principalmente neumática para una suspensión hidroneumática de vehículo automóvil, por ejemplo, que permite evitar la eyección de residuos de piezas durante la apertura de la esfera sometida a una presión excepcional, contribuyendo así esta esfera a la seguridad del usuario del vehículo.
La invención se refiere pues a una esfera neumática, que comprende una envuelta rígida y una membrana flexible deformable dispuesta en el interior de esta envuelta para definir una cámara superior destinada a contener un gas a presión y una cámara inferior destinada a recibir, por ejemplo, un líquido, caracterizada porque comprende, en la cámara superior, un medio asociado a la envuelta o a la membrana para perforar dicha membrana en caso de sobrepresión en la cámara inferior y reducir así la presión en esta cámara.
En un primer modo de realización, este medio es un casquete asociado a la parte superior de la envuelta y que presenta al menos un agujero.
En un segundo modo de realización, este medio es un casquete asociado a la parte superior de la envuelta y teniendo, en su cara cóncava, al menos una garra o análoga en saliente hacia el interior de la envuelta.
De manera preferida, el casquete presenta, en su cara convexa, al menos una ranura que termina en un agujero practicado en el casquete.
Según un modo preferido de realización, el casquete presenta tres ranuras radiales, cada una de las cuales termina en un agujero practicado en el casquete.
En una variante de realización, el casquete se hace solidario por su borde de un inserto anular rígido que sirve para fijar el borde periférico de la membrana sobre la envuelta y para reducir el volumen muerto en la cámara superior.
En otra variante de realización, el casquete es sensiblemente hemisférico y forma un inserto anular rígido que sirve para fijar el borde periférico de la membrana sobre la envuelta y reducir el volumen muerto en la cámara superior.
Por último, cuando la cámara superior contiene un gas a presión, la misma es obturada con preferencia por un elemento inamovible, principalmente soldado sobre la envuelta.
Se comprenderá mejor la invención y otros fines, ventajas y características de la misma aparecerán más claramente con la lectura de la siguiente descripción, relativa a modos no limitativos de realización de la invención, y en los que:
La figura 1 representa en corte axial un primer modo de realización de la esfera según la invención, con la membrana en posición de reposo sobre la semivista izquierda y con la membrana en posición baja extrema sobre la semivista derecha.
La figura 2 es una vista en perspectiva del casquete representada en la figura 1.
La figura 3 es una vista en perspectiva del casquete según un segundo modo de realización de la esfera de la invención.
La figura 4 es una vista en perspectiva de un casquete y de un inserto según un tercer modo de realización de la esfera de la invención.
La figura 5 es una vista en corte axial de la esfera según la invención, conforme a la figura 1, con la membrana en posición alta extrema representada parcialmente.
Los elementos comunes a las diferentes figuras serán designados por las mismas referencias.
Con referencia a la figura 1, la esfera según la invención incluye una envuelta externa 1, por ejemplo metálica, que tiene una forma general sensiblemente aplanada.
La envuelta 1 incluye una parte superior 11 y una parte inferior 12 separadas por una zona de unión 13.
La parte inferior 12 presenta una forma sensiblemente hemisférica, truncada en su base para la fijación del terminal de enchufe 14.
En el ejemplo de realización ilustrado en la figura 1, la parte superior 11 de la envuelta 1 presenta una forma convexa cuya curvatura se orienta hacia el interior de la esfera.
La esfera incluye igualmente una membrana flexible deformable 2 que se fija en el interior de la envuelta 1, al nivel de la zona de unión 13.
En el ejemplo de realización ilustrado en la figura 1, la membrana 2 se fija en el interior de la envuelta por medio de un inserto 3. Así, el inserto anular rígido 3 está conformado de manera que retenga el borde periférico 21 de la membrana 2 contra la superficie interna de la envuelta 1. Tiene igualmente por objeto colmar el volumen muerto situado principalmente encima del borde periférico 21.
La membrana 2 define así una cámara superior 4 que contiene un gas y una cámara inferior 5 destinada a recibir, por ejemplo, un líquido.
Cuando la esfera está destinada a ser utilizada en una suspensión hidroneumática de vehículo automóvil, la cámara superior 4 contiene un gas a presión que se inyecta por un orificio 15 situado en la cima de la envuelta 1.
En el ejemplo representado en la figura 1, la membrana 2 es del tipo multicapas. Es estanca y no es por tanto necesario reinyectar gas, después de la fabricación de la esfera. Esta es la razón por la que el orificio 15 se obtura por un elemento inamovible 16 que puede soldarse principalmente.
La cámara inferior 5 de la esfera comunica, por intermedio de un terminal de conexionado, con el circuito hidráulico de la suspensión del vehículo (no representado).
La esfera según la invención incluye igualmente un casquete 6 que se coloca contra la parte superior 11 de la envuelta 1, al nivel de su cima.
Este casquete 6 es retenido en la posición ilustrada en la figura 1 por medio del inserto 3. En el ejemplo ilustrado en la figura 1, el borde 65 del casquete 6 se fija en el interior de un vaciado practicado en el borde superior del inserto 3.
El casquete 6 incluye, en su cara convexa 60, un agujero 61 y una ranura 62 que se extiende desde la cima 63 del casquete frente al orificio 15 hasta el agujero 61.
Como lo ilustra de manera más precisa la figura 2, el casquete 6 presenta con preferencia tres agujeros 61 y tres ranuras radiales 62, cada una de las cuales se extiende desde la cima 63 del casquete 6 hasta un agujero 61.
Estas ranuras 62 tienen por objeto facilitar el paso del gas al interior de la cámara superior 4, cuando se inyecta el mismo a través del orificio 15.
Bajo el efecto de la presión del líquido que pasa por el terminal 14, la membrana 2 es desplazable en el interior de la envuelta 1 entre una posición extrema baja, representada en la semivista derecha de la figura 1 y una posición alta extrema, representada en la figura 5.
En posición baja extrema, la membrana 2 presenta una forma general hemisférica.
La figura 1 muestra que la membrana 2 es más espesa en su zona central 22, en la que se aloja un tetón de fijación 23 solidario de una placa en forma de disco 24 que se fija bajo esta zona central 22.
Cuando la membrana está en posición baja extrema, esta placa 24 está en contacto con el terminal de enchufe 14.
En la posición alta extrema ilustrada en la figura 5, es la parte superior de la zona central 22 de la membrana 2 la que está en contacto con el centro del casquete 6. La membrana no está en contacto con los orificios 61 en esta posición.
En la semivista izquierda de la figura 1, la membrana 2 está representada en una posición intermedia.
En condiciones normales de funcionamiento, la membrana 2 se desplaza pues entre su posición baja extrema y su posición alta extrema. La presión en el interior de la envuelta 1 está comprendida entonces entre 0 y 250 bares.
De manera excepcional, la presión del líquido en el interior de la envuelta 1 puede aumentar de manera considerable.
En este caso, la membrana 2 viene a adosarse contra el casquete 6 y una parte de la membrana penetra en el interior de los agujeros 61.
Bajo el efecto de la presión que reina en la cámara inferior 5, la membrana 2 está perforada al nivel de los orificios 61.
Así, si la envuelta externa 1 se fisura bajo el efecto de la presión, el gas se escapa de la envuelta sin crear detonación, y seguidamente el líquido sale de la envuelta 1.
La perforación de la membrana 2, en caso de sobrepresión en el interior de la envuelta 1, permite liberar progresivamente la energía hidráulica haciendo caer la presión en la cámara 5, lo que suprime todo riesgo de eyección de residuos de piezas y principalmente de la placa 24.
Se va a describir ahora otro modo de realización de la esfera según la invención con referencia a la figura 3.
El casquete 7 presenta una forma sensiblemente hemisférica. Está destinado a colocarse contra la pared interna de la cámara superior 4 de la esfera según la invención.
En su parte superior, el casquete 7 presenta elementos similares a los del casquete 6 ilustrado en la figura 1. Presenta así, en su cara convexa 70, tres ranuras radiales 72 que se extienden cada una desde la cima 73 del casquete hasta un agujero 71.
La parte inferior del casquete 7 desempeña la misma función que el inserto anular 3 previsto en el modo de realización ilustrado en la figura 1. Así, el casquete 7 retiene el borde periférico 21 de la membrana 2 contra la superficie interna de la envuelta 1, gracias a su borde inferior 74. Adicionalmente, el casquete permite colmar el volumen muerto situado encima del borde periférico de la membrana.
En caso de sobrepresión, la esfera según la invención equipada de un casquete 7 se comporta como se ha explicado para la esfera ilustrada en la figura 1.
La figura 4 ilustra también otro modo de realización del casquete y del inserto de la esfera según la invención.
El casquete 8 está destinado a hacerse solidario del inserto 9, como el casquete 6 ilustrado en la figura 1 que está soportado por el inserto 3.
En este ejemplo de realización, el casquete 8 incluye, en saliente sobre su cara cóncava, al menos una garra 81 o análoga.
En el ejemplo ilustrado en la figura 4, el casquete 8 incluye tres garras 81.
El casquete 8 incluye igualmente, en su cara convexa 80, tres ranuras 82 que se extienden cada una desde la cima 83 del casquete hasta un agujero 84.
En el ejemplo ilustrado en la figura 4, las garras 81 están en el borde de los agujeros 84.
El inserto anular 8 incluye un reborde 91 destinado a mantener el borde periférico de la membrana contra la superficie interna de la envuelta 1.
El inserto 9 presenta, en su borde superior 92, unos orificios 93 en los que pueden encajarse las garras 81 del casquete 8 que se hace entonces solidario del inserto 9 por su borde 85. El conjunto formado por el casquete 8 y el inserto 9 presenta entonces una forma sensiblemente hemisférica, como el conjunto formado por el casquete 6 y el inserto 3 ilustrado en la figura 1.
El comportamiento de la esfera según la invención, equipada del casquete y del inserto ilustrados en la figura 4, es el siguiente.
En funcionamiento normal, la membrana deformable 2 puede desplazarse en el interior de la envuelta 1 entre una posición baja extrema en la que está en contacto con el terminal de enchufe 14 y una posición alta extrema en la que la parte superior de su zona central 22 se pone en contacto con el centro del casquete.
Sin embargo, en esta posición alta extrema, la membrana 2 no se pone nunca en contacto con las garras 81. Nos encontramos en la situación ilustrada en la figura 5, para el casquete 6 representado en la figura 1.
Sin embargo, en caso de sobrepresión en la cámara inferior 5, la membrana 2 viene a adosarse contra el casquete 8. La membrana es perforada entonces por las garras 81.
Como para el modo de realización de la esfera ilustrado en la figura 1, la perforación de la membrana en caso de sobrepresión en el interior de la esfera permite evitar la eyección de residuos de piezas de la esfera.
En los ejemplos ilustrados en las figuras, el medio que permite perforar la membrana en caso de sobrepresión está asociado a la envuelta. Se podría prever igualmente otros medios de perforación de la membrana, asociados a la membrana misma.
En estos ejemplos, la parte superior 11 de la envuelta 1 presenta una forma convexa y un inserto está previsto para colmar el volumen muerto situado encima del borde periférico de la membrana.
Sin embargo, la invención no se limita a este modo de realización. Se puede prever otras formas de la envuelta que permitan igualmente reducir el volumen muerto y por tanto la fatiga de la membrana.
En particular, la parte superior de la envuelta puede formar en sección axial una línea en S, siendo retenido entonces el borde periférico de la membrana por un collarín circular fijado al nivel de la zona de unión entre las partes superior e inferior de la envuelta. Se puede remitir principalmente a este respecto a la solicitud de patente francesa nº 2 741 913.
La invención puede aplicarse igualmente a esferas clásicas que no tienen disposiciones particulares para reducir la fatiga de la membrana.
Por otro lado, la envuelta externa 1 puede ser realizada en cualquier material apropiado, por ejemplo en acero o material inoxidable. La membrana puede ser del tipo multicapas, por ejemplo, con dos capas de caucho rodeando a una capa de alcohol polivinílico. Puede ser igualmente del tipo monocapa, por ejemplo, de poliuretano o nitrilo.
Por último, se ha calificado las diferentes partes de la esfera de "superior" o "inferior", pero la esfera puede disponerse de cualquier manera, por ejemplo inclinada, horizontal o cabeza abajo.
Por último, las referencias insertas después de las características técnicas que figuran en las reivindicaciones tienen por único fin facilitar la comprensión de estas últimas y no deberían limitar su alcance.

Claims (8)

1. Esfera neumática, que comprende una envuelta rígida (1) y una membrana flexible deformable (2) dispuesta en el interior de esta envuelta para definir una cámara superior (4), destinada a contener un gas a presión y una cámara inferior (5) destinada a recibir, por ejemplo, un líquido, caracterizada porque comprende, en la cámara superior (4), un medio (6, 7, 8) asociado a la envuelta (1) o a la membrana (2) para perforar dicha membrana en caso de sobrepresión en la cámara inferior (5) y reducir así la presión en esta cámara.
2. Esfera según la reivindicación 1, caracterizada porque el medio es un casquete (6, 7) asociado a la parte superior de la envuelta (1) y que presenta al menos un agujero (61, 71).
3. Esfera según la reivindicación 1, caracterizada porque el medio es un casquete (8) asociado a la parte superior de la envuelta (1) y que tiene, en su cara cóncava, al menos una garra (81) o análoga en saliente hacia el interior de la envuelta (1).
4. Esfera según la reivindicación 2 ó 3, caracterizada porque el casquete (6, 7, 8) presenta, en su cara convexa (60, 70, 80), al menos una ranura (62, 72, 82) que termina en un agujero (61, 71, 84) practicado en el casquete.
5. Esfera según la reivindicación 4, caracterizada porque el casquete (6, 7, 8) presenta tres ranuras radiales (62, 72, 82), cada una de las cuales termina en un agujero (61, 71, 84) practicado en el casquete.
6. Esfera según una de las reivindicaciones 2 a 5 caracterizada porque el casquete (6, 8) se hace solidario por su borde (65, 85) de un inserto anular rígido (3, 9) que sirve para fijar el borde periférico (21) de la membrana (2) sobre la envuelta (1) y para reducir el volumen muerto en la cámara superior (4).
7. Esfera según una de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizada porque el casquete (7) es sensiblemente hemisférico y forma un inserto anular rígido que sirve para fijar el borde periférico (21) de la membrana (2) sobre la envuelta (1) y reducir el volumen muerto en la cámara superior (4).
8. Esfera según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque la cámara superior (4) que contiene el gas a presión es obturada por un elemento inamovible (16), principalmente soldado.
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