ES2248651T3 - Muelle neumatico de fuelle tubular rodante. - Google Patents
Muelle neumatico de fuelle tubular rodante.Info
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Abstract
Muelle neumático (2) de fuelle tubular rodante, en el que su fuelle tubular rodante (4) está montado de manera hermética a la presión y resistente a la tracción por uno de sus extremos en una placa de cubierta (8) y por su otro extremo en un pistón de rodadura (6) en el que el diámetro del fuelle tubular rodante (4) es más pequeño en su extremo vuelto hacia el pistón de rodadura (6) que en su extremo alejado de la placa de cubierta (8), en el que el fuelle tubular rodante (4) - en estado sin presión - presenta un claro salto de diámetro en su zona (32) vuelta hacia el pistón de rodadura (6), y el pistón de rodadura (6) tiene en su extremo superior una cavidad periférica (10) para recibir el extremo del fuelle rodante que ha de aplicarse de manera hermética a la presión y resistente a la tracción por medio de un anillo de apriete (12b) asentado por fuera, caracterizado porque el pistón de rodadura presenta un reborde (14) para desviar el fuelle rodante (4), correspondiendo el diámetro exterior (20) del reborde (14) aproximadamente al diámetro exterior (24) del anillo de apriete aprisionado (12b) y al diámetro de rodadura (DK, 20) del pistón (6), y porque ya en estado sin presión el fuelle tubular rodante (4) sale radialmente de su zona de fijación al pistón de rodadura (6) bajo un ángulo de aproximadamente 90º - referido al eje longitudinal del muelle neumático -.
Description
Muelle neumático de fuelle tubular rodante.
La invención parte de un muelle neumático de
fuelle tubular rodante según el preámbulo de la reivindicación
principal.
Un fuelle tubular rodante usual presenta una
pared cilíndrica que está fijada axialmente sobre un pistón de
rodadura. La mayoría de los tipos de muelles neumáticos de fuelle
tubular rodante funcionan exclusivamente en estado solicitado con
presión. En el estado sin presión no es posible sin más medidas que
el fuelle tubular rodante ruede sobre el pistón de rodadura.
Un estado sin presión puede presentarse, por
ejemplo, en trabajos de mantenimiento. Si se eleva un vehículo sobre
una plataforma elevadora, se estiran los muelles neumáticos
(descargados del peso del vehículo y arrastrados por el peso del
eje). Si se deposita después nuevamente el vehículo con muelles
neumáticos sin presión, resultan en fuelles tubulares rodantes
convencionales unas recalcaduras incontrolables que conducen desde
el deterioro hasta la destrucción del muelle neumático.
En el documento EP 0 548 581 B1 se describe un
sistema de muelle neumático que presenta un fuelle tubular rodante,
una tapa de muelle neumático y un pistón de muelle neumático, en el
que la sujeción del fuelle rodante no está orientada - como es usual
- en dirección axial, sino en dirección radial (véanse allí, por
ejemplo, la figura 1 y la figura 4). La orientación radial de la
fijación de muelle rodante tiene la ventaja de que resulta necesario
tan sólo una desviación de 90º para el proceso de rodadura. La
salida de la zona de sujeción orientada transversalmente al eje no
requiere aún - considerado en solitario - ninguna condición previa
para una rodadura sin presión. Considerado adicionalmente, el
documento EP 0 548 581 B1, figura 1, representa muy certeramente el
estado de cosas (sin presión: líneas continuas; solicitado con
presión: líneas de trazos). En estado sin presión (líneas continuas)
resulta un marcado acodamiento del fuelle rodante que sale de la
zona de fijación. En el recalcado sin presión del muelle neumático
no queda garantizada una rodadura impecable del fuelle sobre la
pared del pistón. No existe ninguna contribución constructiva al
problema de "rodadura sin presión". En particular, el detalle
constructivamente importante de la sujeción del muelle rodante no se
pone en ninguna relación con la salida radial en estado sin presión.
No se manifiesta nada sobre el modo en que puede aparecer el fuelle
tubular rodante en estado no incorporado.
El sistema de muelle neumático del género
expuesto, descrito en el documento WO 00/43692, presenta también un
fuelle de muelle neumático, una tapa de muelle neumático, un pistón
de muelle neumático y, además, una guía exterior.
Para evitar en sistemas de muelles neumáticos de
esta clase provistos de guía exterior la formación de pliegues y
codos que se presenta en ciertas circunstancias durante el
funcionamiento sin presión, el fuelle del muelle neumático presenta
una zona "dinámica", experimentando el pliegue de rodadura
durante el proceso de contracción y expansión elásticas una
variación de su diámetro. A este fin, el fuelle del muelle neumático
es de configuración sustancialmente cónica en su zona dinámica. Esta
variación del diámetro del pliegues de rodadura en la zona de una
carrera de contracción/expansión elástica provoca una progresión de
la acción del muelle. Es decir que la evitación de la formación de
pliegues y codos temida durante el funcionamiento sin presión está
forzosamente acoplada a una característica progresiva del muelle.
Sin embargo, una característica progresiva del muelle no es siempre
deseable, puesto que la dureza de un muelle progresivo varía según
la posición cero. Además, solamente es posible un ajuste de
amortiguador óptimo a una única dureza del muelle, de modo que,
también por motivos del ajuste del amortiguador, una característica
de muelle progresiva no parece ser particularmente deseable.
El problema de la invención consiste en
garantizar también en un muelle neumático de fuelle tubular rodante
con curva característica no progresiva una rodadura impecable en
estado exento de presión.
Debido a la vinculación - citada en la
reivindicación 1 - de las características: "Salto de diámetro del
fuelle rodante en la zona de su fijación del lado del pistón" y
"salida radial del fuelle rodante desde el pistón de rodadura",
se garantiza de forma fiable la seguridad deseada contra acodamiento
en estado sin presión del muelle neumático, incluso sin guía
exterior.
Debido a la vinculación de estás características
según la invención se asegura que se proporcione la orientación
radial en el sitio de fijación incluso en estado sin presión, con lo
que el muelle puede ser desviado sin problemas hacia ambos
lados.
El fuelle tubular rodante presenta al menos en su
extremo de fijación un estrechamiento - preferiblemente curvado en
forma convexa -, estando la zona de sujeción provista de un diámetro
más pequeño, mientras que el cuerpo restante del fuelle presenta un
diámetro mayor con configuración cilíndrica. Debido a la clase
especial de la sujeción en el extremo del pistón de rodadura, la
desviación del fuelle rodante es de sólo alrededor de 90º. El
diámetro exterior del reborde situado en el extremo del pistón
corresponde aquí aproximadamente al diámetro de rodadura del pistón.
Además, el diámetro exterior del reborde corresponde aproximadamente
al diámetro exterior del anillo de apriete aprisionado. La cavidad
periférica (= zona de sujeción) y el reborde están configurados de
modo que ya en estado sin presión se presenta un claro salto de
diámetro entre el diámetro de sujeción y el diámetro restante del
fuelle.
En la realización práctica de la invención se han
manifestado como especialmente ventajosos los dimensionamientos
indicados en las reivindicaciones subordinadas:
La diferencia de diámetro del fuelle rodante y el
pistón de rodadura es aproximadamente igual al óctuplo del espesor
de pared del fuelle rodante, siendo el espesor de pared del fuelle
rodante de aproximadamente 1,5 a 6 mm, es decir:
D_{D}-D_{K} \simeq 12 a
48 mm.
48 mm.
La zona cónica del fuelle rodante es más pequeña
que el doble de la diferencia de diámetro del fuelle rodante y el
pistón de rodadura, es decir: L_{\ddot{u}} < 24 a
96 mm.
96 mm.
El producto del diámetro del fuelle rodante y el
espesor de pared de dicho fuelle es mayor que la longitud cilíndrica
del fuelle rodante, es decir: L_{cil} < 1,5 D_{D} a 6 D_{D}
[mm].
Comparado con el estado de la técnica citado, se
logra con el muelle neumático según la invención un comportamiento
de rodadura más favorable, especialmente en caso de que el muelle
neumático esté exento de presión. Ejerciendo fuerzas sobre el pistón
de rodadura, es posible un plegado sin presión mientras se conserva
un pequeño radio de rodadura. En el enrollamiento sin presión se
evita un acodamiento del fuelle.
Un ejemplo de ejecución de la invención está
representado en los dibujos y se explica con más detalle en la
descripción siguiente. Muestran:
La figura 1, un fuelle tubular rodante,
(parcialmente) en sección longitudinal;
La figura 2, la sección longitudinal a través de
un muelle neumático, sin presión;
La figura 3, la sección longitudinal a través de
un muelle neumático bajo presión de funcionamiento, a la izquierda
en posición de reposo y a la derecha en estado comprimido; y
La figura 4, un fragmento de la sección
longitudinal representada en la figura 2 a través del muelle
neumático.
El fuelle tubular rodante 4 según la invención
representado en la figura 1 no presenta - como es usual en fuelles
tubulares rodantes - rebordes extremos. De este modo, es posible
fabricar fuelles tubulares rodantes como tramos de un tubo flexible
sinfín. Mientras que los fuelles tubulares rodantes convencionales
son de configuración puramente cilíndrica, el fuelle tubular rodante
4 según la invención presenta un estrechamiento aproximadamente
cónico (zona cónica, 32) en su extremo "inferior" vuelto hacia
el pistón de rodadura. El estrechamiento existe ya en estado no
sujeto exento de presión. La zona "superior" 18 del fuelle
tubular rodante 4 es cilíndrica - como en los fuelles tubulares
rodantes convencionales -.
La figura 2 muestra el mismo fuelle tubular
rodante 4, pero en estado montado, es decir, como parte de un muelle
neumático 2. El fuelle 4 está fijado de manera hermética a la
presión en su extremo "superior" a una tapa (placa de cubierta)
8 y en su extremo "inferior" a un pistón de rodadura 6, en cada
caso con un anillo de apriete 12a, 12b. La configuración estrechada
y la clase de sujeción en el pistón de rodadura 6 tienen la
consecuencia de que ya en el estado sin presión el fuelle tubular
rodante 4 sale casi en ángulo recto del sitio de sujeción en el
pistón de rodadura 6.
"L_{cil}" indica la zona cilíndrica 18 del
fuelle tubular rodante 4, mientras que "L_{ü}" significa la
longitud axial de la zona aproximadamente cónica 32. Con
"D_{D}" se designa el diámetro de la zona cilíndrica 18;
"D_{K}" es el diámetro del pistón de rodadura 6. "30"
designa el espesor de pared del fuelle tubular rodante 4.
La figura 3 muestra la misma estructura básica de
un muelle neumático 2, constituido por placa de cubierta 8, fuelle
rodante 4 y pistón de rodadura 6. Debido a la solicitación del
muelle neumático 2 con aire comprimido, el fuelle rodante 4 está
correspondientemente inflado hacia fuera (lado izquierdo). El lado
derecho de la figura 3 representa el estado comprimido del muelle
neumático 2 solicitado con presión.
Se desprenden de la figura 4 los dos detalles
esenciales de la invención, a saber, el estrechamiento de la zona
"inferior" 32 del fuelle rodante y la clase de sujeción del
fuelle rodante 4 en el pistón de roda-
dura 6.
dura 6.
Como ya se ha explicado en relación con la figura
1, la zona "superior" 18 del fuelle tubular rodante 4 es de
configuración cilíndrica (L_{cil}). La zona cilíndrica 18 va
seguida hacia abajo por la zona (de transición) aproximadamente
cónica (L_{ü}) 32. El fuelle rodante 4 está sujeto de manera
hermética a la presión en su extremo superior a la placa de cubierta
(situada arriba) (tapa) 8 por medio de un anillo de apriete.
El extremo inferior del fuelle tubular rodante 4
está montado también de manera hermética a la presión y resistente a
la tracción en el fuelle de rodadura 6 por medio de un anillo de
apriete 12b. A efectos de fijación del fuelle tubular rodante 4, el
pistón de rodadura 6 presenta en su extremo superior una cavidad
periférica (ranura) 10. Esta cavidad 10 sirve para recibir el
extremo inferior del fuelle tubular rodante 4, sobre el cual se
asienta y se comprime por todos los lados el anillo de apriete
12b.
La cavidad periférica (ranura 10) está limitada
por un reborde 14 que forma el borde superior del pistón de rodadura
6. El diámetro exterior 20 del reborde 14 corresponde
aproximadamente al diámetro exterior 24 del anillo de apriete 12b y,
además, al diámetro de rodadura (D_{K}) 22 del pistón 6. La
cavidad periférica (= zona de sujeción) 10 y el reborde 14 están
configurados de modo que (ya) en estado sin presión se presenta un
claro salto de diámetro entre el diámetro cilíndrico (D_{K}) 28 de
la zona cilíndrica 18 del fuelle y el diámetro 26 en la zona de
sujeción del fuelle 4 en el pistón 6, con lo que el extremo del
fuelle rodante sujeto por medio del anillo de apriete 12b es
desviado en 90º y está orientado en dirección vertical (radial)
hacia fuera.
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
2 \+ Muelle neumático\cr 4 \+ Fuelle tubular rodante, fuelle
rodante\cr 6 \+ Pistón de rodadura\cr 8 \+ Placa de cubierta\cr
10 \+ Cavidad, ranura, zona de sujeción\cr 12a,12b \+ Anillo de
apriete\cr 14 \+ Reborde\cr 16 \+ Estrechamiento (cónico) del
fuelle rodante\cr 18 \+ Zona cilíndrica del fuelle rodante
(L _{cil} )\cr 20 \+ Diámetro exterior del reborde\cr 22 \+
Diámetro de rodadura del pistón (D _{K)} \cr 24 \+ Diámetro
exterior del anillo de apriete\cr 26 \+ Diámetro de sujeción del
fuelle\cr 28 \+ Diámetro del fuelle en la zona cilíndrica,\cr \+
diámetro restante del fuelle (D _{D} )\cr 30 \+ Espesor de pared
del fuelle rodante\cr 32 \+ Longitud cónica (zona cónica) del
fuelle\cr \+ rodante
(L _{\ddot{u}} )\cr}
Claims (5)
1. Muelle neumático (2) de fuelle tubular
rodante, en el que
su fuelle tubular rodante (4) está montado de
manera hermética a la presión y resistente a la tracción por uno de
sus extremos en una placa de cubierta (8) y por su otro extremo en
un pistón de roda-
dura (6)
dura (6)
en el que el diámetro del fuelle tubular rodante
(4) es más pequeño en su extremo vuelto hacia el pistón de rodadura
(6) que en su extremo alejado de la placa de cubierta (8),
en el que el fuelle tubular rodante (4) - en
estado sin presión - presenta un claro salto de diámetro en su zona
(32) vuelta hacia el pistón de rodadura (6), y
el pistón de rodadura (6) tiene en su extremo
superior una cavidad periférica (10) para recibir el extremo del
fuelle rodante que ha de aplicarse de manera hermética a la presión
y resistente a la tracción por medio de un anillo de apriete (12b)
asentado por
fuera,
fuera,
caracterizado porque el pistón de rodadura
presenta un reborde (14) para desviar el fuelle ro-
dante (4),
dante (4),
correspondiendo el diámetro exterior (20) del
reborde (14) aproximadamente al diámetro exterior (24) del anillo de
apriete aprisionado (12b) y al diámetro de rodadura (D_{K}, 20)
del pistón (6), y porque
ya en estado sin presión el fuelle tubular
rodante (4) sale radialmente de su zona de fijación al pistón de
rodadura (6) bajo un ángulo de aproximadamente 90º - referido al eje
longitudinal del muelle neu-
mático -.
mático -.
2. Muelle neumático de fuelle tubular rodante
según la reivindicación 1, caracterizado porque
- -
- el fuelle tubular rodante (4) es de configuración cilíndrica en la zona de carrera (18) del pliegue de rodadura y
- -
- en la zona de transición (32) desde la zona (18) del fuelle tubular rodante (4) vuelta hacia la placa de cubierta (8) hasta el punto de salida del fuelle rodante (4) desde el pistón de rodadura (6) - considerado en sección longitudinal del muelle neumático - resulta un redondeamiento convexo.
3. Muelle neumático de fuelle tubular rodante
según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la
diferencia de diámetro del fuelle rodante (4) y el pistón de
rodadura (6) es aproximadamente igual al óctuplo del espesor de
pared (30) del fuelle rodante (4), siendo el espesor de pared (30)
del fuelle rodante (4) de aproximadamente 1,5 a 6 mm, es
decir:
D_{D} - D_{K} = 12 a 48 mm.
D_{D} - D_{K} = 12 a 48 mm.
4. Muelle neumático de fuelle tubular rodante
según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque
la zona estrechada (L_{\ddot{u}}, 32) del fuelle rodante (4) es
menor que el doble de la diferencia de diámetro del fuelle rodante
(4) y el pistón de rodadura (6), es decir: L_{\ddot{u}} < 24 a
96 mm.
5. Muelle neumático de fuelle tubular rodante
según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque
el producto del diámetro (D_{D}, 28) del fuelle rodante y el
espesor de pared (30) del fuelle rodante por mm es mayor que la
longitud cilíndrica (L_{cil}, 18) del fuelle rodante, es decir:
L_{cil} < 1,5 D_{D} a 6 D_{D} [mm].
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