ES2208332T3 - Cojinete hidraulico controlable, especialmente para vehiculos de motor. - Google Patents
Cojinete hidraulico controlable, especialmente para vehiculos de motor.Info
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Abstract
Cojinete hidráulico controlable, en especial para automóviles, con una cámara de trabajo y una cámara de compensación de forma anular colocada alrededor de la cámara de trabajo, que se llenan con un fluido electro- reológico y se unen entre sí mediante un conducto de carga en forma de tobera anular, en el que el conducto de carga presenta dos electrodos colocados uno en frente del otro para generar un campo de alta tensión dentro del conducto de carga, caracterizado porque el conducto de carga (8) en su extensión longitudinal está configurado en forma de espiral alrededor de la cámara de trabajo (1) pasando entre ésta y la cámara de compensación (2), en el que la pared del conducto de carga (8) está formada por una capa portadora (10) eléctricamente aislante, que se prevé a ambos lados con capas de revestimiento (11, 12) conductoras formadas por electrodos.
Description
Cojinete hidráulico controlable, especialmente
para vehículos de motor.
La invención se refiere a un cojinete hidráulico
controlable en especial para vehículos de motor, con un cajón de
aire comprimido y una cámara de compensación anular dispuesta
alrededor del cajón de aire comprimido, que se llenan con un fluido
electro-reológico y se comunican mediante un
conducto de carga con forma de tobera anular, en el que el conducto
de carga presenta dos electrodos, colocados uno frente a otro, para
generar un campo de alta tensión dentro del conducto de carga.
Un cojinete genérico para motores de este tipo se
conoce, por ejemplo, por las patentes DE 41 22 360 y DE 196 17 839.
Los cojinetes hidráulicos controlables se emplean para obtener
propiedades de amortiguación que se ajusten a las diferentes
condiciones de funcionamiento usando un único cojinete hidráulico.
Normalmente el fluido se desplaza de un lado para otro entre el
cajón hidráulico y la cámara de compensación a través del conducto
de carga situado entre ambas cámaras, debido a las vibraciones a las
que está sometido el cojinete hidráulico. Este movimiento de un lado
para otro del fluido tiene un efecto atenuante sobre las
vibraciones, en especial, en el caso de bajas frecuencias y de las
correspondientes grandes amplitudes. La situación y la altura de la
máxima amortiguación posible (frecuencia de resonancia) está
determinada por los parámetros longitud del canal, sección
transversal del canal y viscosidad del fluido. Dado que en los
cojinetes hidráulicos convencionales, tanto la longitud del canal
como la sección transversal del canal son fijas, sólo se puede
cambiar la frecuencia y amplitud de la atenuación máxima mediante
una modificación de la viscosidad del fluido empleado. En el estado
actual de la técnica, existen a este respecto materiales especiales
conocidos como fluidos electro-reológicos, en los
que la solicitación con un campo eléctrico provoca una variación de
la viscosidad. La variación de la viscosidad se produce de forma
proporcional a la intensidad del campo eléctrico, teniendo lugar la
reacción del fluido en milisegundos.
Sin embargo, en la práctica se ha demostrado que
la intensidad necesaria para producir una variación de la viscosidad
del campo eléctrico dentro del conducto de carga equipado con
electrodos exige tensiones muy altas, ya que, por un lado, para una
variación de la viscosidad se requiere un paso estrecho entre los
dos electrodos, colocados uno frente al otro y, por otro lado, no
obstante un paso estrecho redunda en un caudal de fluido escaso en
el conducto de carga, por lo que esta escasa cantidad de fluido
influye de manera negativa en las propiedades amortiguadoras del
cojinete hidráulico en cuestión. En la variante de diseño dada a
conocer como solución en la patente DE 196 17 839, se propone un
conducto de carga relativamente largo con el correspondiente paso
estrecho, quedando la generación del campo de alta tensión a cargo
de un electrodo de paso anular y de un contraelectrodo. Dicha
solución adolece de una seria desventaja y es que la longitud del
conducto de carga impone una gran altura en el diseño del cojinete
hidráulico.
El objetivo de la presente invención es, en
consecuencia, mejorar el diseño de un cojinete hidráulico de tipo
genérico, de forma que se consiga un conducto de carga con paso
estrecho y con la longitud suficiente para que se disponga de la
cantidad necesaria de fluido apta para generar las propiedades de
amortiguación deseadas, al mismo tiempo que el cojinete hidráulico
ha de ser compacto y fácil de montar y económico de fabricar para
lograr una alta fiabilidad de funcionamiento.
Este objetivo se alcanza en combinación con las
características genéricas mediante la enseñanza técnica dada a
conocer en la parte caracterizadora de la reivindicación principal.
Conforme a la publicación según la invención, el conducto de carga
está configurado en su extensión longitudinal en forma de espiral
alrededor de la cámara de trabajo, pasando entre ésta y la cámara de
compensación, para lo cual la pared del canal está formada por una
capa portadora eléctricamente aislante, que se prevé a ambos lados
con capas de revestimiento conductoras formadas por electrodos.
Mediante la configuración según la invención del
conducto de carga en forma de espiral, puede conseguirse un canal
especialmente largo en un espacio mínimo, en el que al mismo tiempo
el paso entre las paredes opuestas del conducto de carga puede ser
especialmente pequeño. La bobina en forma de espiral de las paredes
del canal consigue adicionalmente el objetivo de la invención de que
la capa de revestimiento conductora de electricidad colocada a cada
lado de la pared del canal genere de forma automática en caso de
carga positiva o negativa una carga opuesta de las paredes opuestas
del canal. De esta manera, mediante la aplicación de una tensión a
una capa de revestimiento puede generarse de la forma más fácil un
campo de tensión eléctrico, que puede conducir a una variación de la
viscosidad del fluido que se encuentra en el conducto de carga.
Otras configuraciones especiales del objeto de la
invención resultan de las características de las reivindicaciones
subordinadas junto con la enseñanza técnica de la reivindicación
principal.
Se ha demostrado que resulta especialmente
conveniente configurar la capa portadora y las capas conductoras de
revestimiento como cinta laminada flexible de una sola pieza. Una
cinta flexible de este tipo puede fabricarse de manera sencilla y
manipularse sin problema desde el punto de vista de la producción
técnica. Un configuración especialmente económica del cojinete
hidráulico según la invención surge además si la cinta laminada que
forma las paredes del conducto de carga se aloja en su lado estrecho
en una placa de aislamiento, para lo cual en las placas de
aislamiento se perfora una ranura correspondiente a las formas de
espiral del conducto de carga, en la que se introduce el lado
estrecho superior o inferior respectivamente de la cinta laminada.
Ambas placas de aislamiento, por ejemplo de un material cerámico,
hacen innecesario tras el montaje un aislamiento continuado de
ambas capas de revestimiento que se encuentran sobre la cinta
laminada; asimismo la cinta laminada flexible se fija de manera
eficaz en las ranuras perforadas en las placas de aislamiento.
La conexión necesaria para la solicitación con
energía eléctrica de las capas de revestimiento colocadas a ambos
lados de la capa portadora se realiza de manera conveniente
mediante una conexión eléctrica colocada en el lado exterior del
cojinete hidráulico.
A continuación se explica un ejemplo de
realización del objeto de la invención mediante los dibujos
adjuntos.
Se muestran:
Figura 1 una sección de un cojinete hidráulico
controlable, según la invención y
Figura 2 una sección horizontal a través del
cojinete hidráulico de la figura 1 en la zona del conducto de carga
en forma de espiral a lo largo de la línea de corte
B-B de la figura 1.
El ejemplo de realización presentado en las
figuras muestra un cojinete hidráulico controlable especialmente
para su introducción como soporte motor en automóviles, que presenta
una cámara de trabajo 1 y una cámara de compensación 2 exterior
concéntrica y coaxial alrededor de la cámara de trabajo 1, que se
llenan con un fluido electro-reológico. La
terminación superior de la cámara de trabajo 1 está formada
mediante una pared de caucho 3. En el lado exterior del cojinete
hidráulico la cámara de compensación 2 está cerrada mediante una
membrana de caucho 4 adicional. Ambas piezas de caucho 3 y 4 están
realizadas de una sola pieza y unidas de forma fija con un elemento
de soporte 5 colocado en la parte superior central, que puede
fijarse al motor o a otra pieza de apoyo con ayuda del taladro
roscado 6 dispuesto en el elemento de soporte 5. La membrana de
caucho 4 se fija a una placa base 7 con su extremo inferior libre de
la pared de caucho 3, por lo cual la placa base constituye al mismo
tiempo el cierre inferior de la cámara de trabajo 1.
De la visión de conjunto de las figuras 1 y 2 es
evidente que conforme a la configuración según la invención en un
espacio intermedio entre la membrana de caucho 3 superior y la placa
base inferior 7 está colocado un conducto de carga 8 de forma
anular, cuya pared está formada por una cinta laminada 9 continua
flexible. La cinta laminada 9 está formada por una capa portadora 10
colocada en el centro y dos capas de revestimiento 11 y 12
colocadas sobre los lados anchos de la capa portadora 10. Para
alojar la cinta laminada 9 y para formar el conducto de carga en
forma de espiral, el cojinete según la invención esta provisto de
una placa de aislamiento 13 entre la pared de caucho 3 y la cinta
laminada 9, en la que acorde a la configuración del canal de forma
de espiral se ha introducido una ranura de forma de espiral 14 para
alojar el lado estrecho de la cinta laminada. Del mismo modo que la
placa base 7, la placa de aislamiento 13 se fabrica preferentemente
de cerámica. En la placa base 7, de manera análoga a la ranura 14
en la placa de aislamiento 13 descrita arriba, se perfora también
una ranura de forma de espiral 15, que aloja el lado inferior de la
cinta laminada 9 en su montaje conjunto.
De la figura 1 es además visible que las capas de
revestimiento 11 y 12 colocadas sobre la capa portadora 10 están
unidas respectivamente mediante un cable eléctrico de unión con un
contacto eléctrico 16, 17 respectivo al lado exterior del cojinete
hidráulico. A los correspondientes contactos eléctricos 16 y 17 se
aplica una tensión positiva y negativa respectivamente, de esta
manera se cargan de forma opuesta ambas capas de revestimiento 11 y
12 de la cinta laminada. Mediante la bobina de forma de espiral de
la cinta laminada 9 resulta de forma automática una carga negativa
y positiva respectivamente de las paredes opuesta del canal. De
esta manera se crea un campo de tensión eléctrica, por lo cual una
variación de este campo de tensión debido a las propiedades
especiales del fluido electro-reológico conduce a
una variación de la viscosidad de este fluido. La configuración en
forma de espiral permite realizar por primera vez un conducto de
carga largo correspondiente con un paso especialmente pequeño
dentro del canal 0,5 mm hasta 2,0 mm, preferiblemente 1 mm y, al
mismo tiempo, disponer sobre toda la longitud del canal un campo de
tensión eléctrica. Es claramente visible a partir de las figuras que
el cojinete hidráulico según la invención corresponde en su
dimensión total a los cojinetes hidráulicos tradicionales
introducidos hasta ahora.
Mediante la configuración especial y el paso
pequeño del canal resulta como ventaja adicional que las elevadas
tensiones necesarias para otros cojinetes de tipo genérico no son
necesarias en el cojinete según la invención. Al mismo tiempo
existe, sin embargo, una cantidad de fluido suficiente dentro del
conducto de carga 8 para no influir en general de forma negativa en
las propiedades de amortiguación del cojinete. El material de la
cinta flexible necesario para la pared del canal puede fabricarse de
manera sencilla e introducirse sin problemas en las ranuras
correspondientes 14 y 15 de la placa de aislamiento 13 y de la placa
base 7 respectivamente.
En el estado de montaje final conjunto del
cojinete según la invención no hay ninguna pieza móvil, de manera
que se excluye cualquier ruido que pueda surgir eventualmente.
- 1.
- Cámara de trabajo
- 2.
- Cámara de compensación
- 3.
- Pared de caucho
- 4.
- Membrana de caucho
- 5.
- Elemento de soporte
- 6.
- Taladro roscado
- 7.
- Placa base
- 8.
- Cinta laminada
- 9.
- Capa portadora
- 10.
- Capa de revestimiento
- 11.
- Capa de revestimiento
- 12.
- Placa de aislamiento
- 13.
- Ranura
- 14.
- Ranura
- 15.
- Contacto eléctrico
- 16.
- Contacto eléctrico
Claims (5)
1. Cojinete hidráulico controlable, en especial
para automóviles, con una cámara de trabajo y una cámara de
compensación de forma anular colocada alrededor de la cámara de
trabajo, que se llenan con un fluido
electro-reológico y se unen entre sí mediante un
conducto de carga en forma de tobera anular, en el que el conducto
de carga presenta dos electrodos colocados uno en frente del otro
para generar un campo de alta tensión dentro del conducto de carga,
caracterizado porque el conducto de carga (8) en su
extensión longitudinal está configurado en forma de espiral
alrededor de la cámara de trabajo (1) pasando entre ésta y la
cámara de compensación (2), en el que la pared del conducto de carga
(8) está formada por una capa portadora (10) eléctricamente
aislante, que se prevé a ambos lados con capas de revestimiento
(11, 12) conductoras formadas por electrodos.
2. Cojinete hidráulico controlable según la
reivindicación 1, caracterizado porque la capa portadora (10)
y las capas de revestimiento (11, 12) conductoras forman una cinta
laminada flexible (9).
3. Cojinete hidráulico controlable según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las capas de
revestimiento (11, 12) colocadas a ambos lados de la capa portadora
(10) se prevén cada una con una conexión eléctrica (16, 17)
colocada en el lado exterior del cojinete hidráulico.
4. Cojinete hidráulico controlable según la
reivindicación 2, caracterizado porque la cinta laminada (9)
que forma las paredes del conducto de carga (8) está alojada por
sus lados estrechos en una placa de aislamiento respectiva (7, 13),
en el que en las placas de aislamiento (7, 13) respectivas se
perfora una ranura correspondiente a la forma de espiral del
conducto de carga (8), en la que se aloja el lado estrecho de la
cinta laminada superior y/o inferior respectivamente.
5. Cojinete hidráulico controlable según una de
las reivindicaciones anteriores 1 a 4, caracterizado porque
la distancia entre las capas de revestimiento (11, 12) conductoras
opuestas del conducto de carga (8) en la zona de los espirales del
canal es de entre 0,5 y 2,0 mm, preferiblemente 1 mm.
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