ES2256120T3 - Direccion asistida hidraulica con valvula de sobrepresion. - Google Patents
Direccion asistida hidraulica con valvula de sobrepresion.Info
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Abstract
Un sistema de dirección de energía hidráulica (10) para girar las ruedas orientables de un vehículo, y dicho sistema incluye: un mecanismo de dirección (12) que cuenta con un motor hidráulico que se puede activar para girar las ruedas orientables del vehículo y con una válvula de dirección (42) con el fin de controlar el flujo de fluido hacia el motor hidráulico, y dicho mecanismo de dirección cuenta con una entrada (38) que se encuentra en comunicación con una fuente de fluido (18) y con una salida (40) para dirigir el fluido desde el mecanismo de dirección de regreso a la fuente de fluido (18), y dicho mecanismo de dirección es sensible a las fluctuaciones de presión que ocasionan ruido durante el funcionamiento de la dirección; y una válvula de regulación de la presión (14) que presenta un estado inactivado y una pluralidad de estados activados, dicha válvula de regulación de la presión (14), cuando se encuentra en estado activado, restringe el flujo de fluido a través de la válvula de regulación de la presión (14), dicha válvula de regulación de la presión (14) se puede operar progresivamente desde el estado activado hasta un primer estado activado, a medida que se incrementa el diferencial de presión entre la entrada (38) y la salida (40) del mecanismo de dirección (12), dicha válvula de regulación de la presión (14) incrementa el flujo de fluido a través de la válvula de regulación de la presión (14), a medida que la válvula de regulación de la presión (14) es operada progresivamente desde el estado inactivado hasta el primer estado activado, y dicha válvula de regulación de la presión (14) cuando se encuentra en el primer estado activado proporciona una comunicación fluida entre la entrada (38) y la salida (40) del mecanismo de dirección y hace que el flujo de fluido circunvale el mecanismo de dirección (12), con el fin de minimizar las fluctuaciones de presión en el mecanismo de dirección (12); y dicha válvula de regulación de la presión (14) se puede operar desde elprimer estado activado hasta un segundo estado activado, y dicha válvula de regulación de la presión (14) bloquea el flujo de fluido a través de la válvula de regulación de la presión (14) cuando ésta se encuentra en el segundo estado.
Description
Dirección asistida hidráulica con válvula de
sobrepresión.
La presente invención hace referencia a un
sistema de dirección de energía hidráulica para girar las ruedas
orientables de un vehículo.
Se conoce un mecanismo de dirección para girar
las ruedas de un vehículo que funciona por medio de energía
hidráulica. El mecanismo de dirección de energía hidráulica está
asociado a una bomba que puede ser impulsada por el motor del
vehículo. El mecanismo de dirección de energía hidráulica, con el
fin de ayudar al conductor del vehículo a la hora de girar las
ruedas orientables del vehículo, utiliza un fluido hidráulico
presurizado procedente de la bomba.
El mecanismo de dirección de energía hidráulica
incluye un motor hidráulico y una válvula de dirección con el fin de
controlar el flujo de fluido hacia el motor hidráulico. El motor
hidráulico cuenta con dos secciones de cámara que se encuentran
separadas por un pistón axialmente desplazable. La diferencia de
presión de fluido en las secciones de cámara respectivas hace que
el pistón se desplace axialmente lo que provoca el movimiento de las
ruedas orientables del vehículo. La resistencia al movimiento de las
ruedas orientables ocasiona un incremento de la presión en la
entrada del mecanismo de dirección. Dicho incremento de presión
puede provocar cierta inestabilidad en la dirección del vehículo y
algún ruido
audible.
audible.
Por ejemplo, la Patente US 3 242 824 A describe
un sistema de dirección de energía hidráulica que utiliza una
válvula de regulación de la presión incorporada a la envuelta de la
camisa de la válvula de modo que, a un nivel predeterminado de
presión, se establece una derivación desde la fuente de presión
hasta la línea de retorno de la presión. Esto permite el uso de una
única bomba de suministro en los vehículos tipo tractor.
En especial, la Patente US 3242824 A (D1)
describe un sistema de dirección de energía hidráulica para girar
las ruedas orientables de un vehículo, y dicho sistema consta
de:
- un mecanismo de dirección que incluye un motor
hidráulico que se puede accionar para girar las ruedas orientables
de un vehículo y una válvula de dirección para controlar la
activación del motor hidráulico mediante el control del flujo de
fluido hacia el motor hidráulico, y dicho mecanismo de dirección
cuenta con una entrada que se encuentra en comunicación con una
fuente de fluido y una salida para dirigir el fluido desde el
mecanismo de dirección de regreso a la fuente de fluido;
- y una válvula de regulación de la presión que
presenta un estado inactivado y unos estados activados, dicha
válvula de regulación de la presión en su estado inactivado
restringe el flujo de fluido a través de la válvula de regulación de
la presión y en su estado activado permite el flujo de fluido a
través de la válvula de regulación de la presión, y dicha válvula de
regulación de la presión se desplaza de forma progresiva desde el
estado inactivado a un estado activado a medida que aumenta el
diferencial de presión entre la entrada y la salida del mecanismo de
dirección, y dicha válvula de regulación de la presión cuando se
encuentra en un estado activado proporciona una comunicación fluida
entre la entrada y la salida del mecanismo de dirección.
Asimismo, a título de ejemplo, el documento EP 0
818 380 A2 describe un aparato de dirección de energía hidráulica
que cuenta con un mecanismo de compensación de la fuerza fácilmente
ajustable en el que se realiza una operación de ajuste en relación
con un orificio, el cual permite optimizar las características de
dirección. Existe una válvula de control de la presión hidráulica
que está acoplada a una válvula de control rotatorio que proporciona
un conducto de conexión entre una cámara interna y un mecanismo de
compensación de la fuerza.
De conformidad con la presente invención, se
proporciona un sistema de dirección de energía hidráulica con una
válvula de regulación de la presión tal y como se reseña en la 1ª
reivindicación. Las materializaciones preferentes se describen en
las reivindicaciones adjuntas.
La presente invención consiste en un sistema de
dirección de energía hidráulica para girar las ruedas orientables de
un vehículo. Dicho sistema incluye un mecanismo de dirección que
cuenta con un motor hidráulico y una válvula de dirección con el fin
de controlar la activación del motor hidráulico mediante el control
del flujo de fluido hacia el motor hidráulico. El motor hidráulico
cuando es activado hace girar las ruedas orientables de un vehículo.
El mecanismo de dirección cuenta con una entrada, que se encuentra
en comunicación con una fuente de fluido, y con una salida para
dirigir el fluido desde el mecanismo de dirección hacia un depósito.
El mecanismo de dirección es sensible a las fluctuaciones de la
presión que pueden ocasionar ruido durante el funcionamiento de la
dirección.
El sistema incluye de forma adicional una válvula
de regulación de la presión que cuenta con un estado activado y unos
estados activados. En su estado inactivado, dicha válvula de
regulación de la presión restringe el flujo de fluido a través de la
válvula de regulación de la presión. Y en su estado activado, la
válvula de regulación de la presión permite el flujo de fluido a
través de la válvula de regulación de la presión. Dicha válvula de
regulación de la presión se desplaza de forma progresiva desde el
estado inactivado a un estado activado a medida que aumenta el
diferencial de presión entre la entrada y la salida del mecanismo de
dirección. Dicha válvula de regulación de la presión, cuando se
encuentra en un estado activado, proporciona una comunicación
fluida entre la entrada y la salida del mecanismo de dirección con
el fin de minimizar las fluctuaciones de presión en el mecanismo de
dirección.
Las características precedentes y otras
características de la presente invención resultarán evidentes para
los profesionales del sector mediante la lectura de la siguiente
descripción de la presente invención en referencia a las Figuras
adjuntas, en las que:
La Figura 1 es una ilustración esquemática del
mecanismo de dirección utilizado en el sistema de la presente
invención.
La Figura 2 es una ilustración de un mecanismo de
dirección utilizado en el sistema de la presente invención.
La Figura 3 es una ilustración de una
materialización de la válvula de regulación de la presión del
sistema de la presente invención.
La Figura 4 es una ilustración de una parte de la
válvula de regulación de la presión del sistema de la presente
invención.
La Figura 5 es un gráfico que describe el flujo
de fluido hidráulico a través de la válvula de regulación de la
presión del sistema de la presente invención.
La Figura 1 es una ilustración esquemática de un
sistema de dirección de energía hidráulica (10) realizado de
conformidad con la presente invención. El sistema (10) incluye un
mecanismo de dirección hidráulico (12) y una válvula de regulación
de la presión (14). El mecanismo de dirección (12) y la válvula de
regulación de la presión (14) se encuentran en conexión paralela
entre sí en el sistema (10). Tanto el mecanismo de dirección (12)
como la válvula de regulación de la presión (14) reciben fluido
desde una bomba (16) que está conectada con un depósito de fluido
(18).
Una línea de alimentación (86) se extiende desde
el depósito (18) hasta la entrada de la bomba (16). La salida de la
bomba (16) se encuentra en comunicación fluida con un conducto (88).
El conducto (88) comunica con los conductos (90 y 92) con el fin de
dirigir el fluido hacia el mecanismo de dirección (12) y la válvula
de regulación de la presión (14), respectivamente. El conducto (90)
comunica con una entrada (38) del mecanismo de dirección (12), y el
conducto (92) comunica con una entrada (50) de la válvula de
regulación de la presión (14).
El conducto (94) se encuentra en comunicación
fluida con las salidas (40 y 52) del mecanismo de dirección (12) y
la válvula de regulación de la presión (14), respectivamente. Un
primer conducto (96) y un segundo conducto (98) se extienden desde
las salidas (40 y 52) del mecanismo de dirección (12) y la válvula
de regulación de la presión (14), respectivamente, y comunican con
el conducto (94). El conducto (94) comunica con el depósito
(18).
La Figura 2 ilustra el mecanismo de dirección
(12) del sistema (10). Tal y como reconocerán los profesionales del
sector, el mecanismo de dirección (12) de la Figura 2 se reseña
únicamente a título ilustrativo. El sistema (10) de la presente
invención puede incorporar cualquier mecanismo de dirección
hidráulico adecuado.
El mecanismo de dirección (12) cuenta con una
envuelta (20) con una superficie cilíndrica interna (22) que define
una cámara. Existe un pistón (24) que está situado en el interior de
la cámara y que divide la cámara en unas secciones de cámara
opuestas (26 y 28). Una sección de cámara (26 o 28) está situada en
cada extremo del pistón (24). El pistón (24) crea un sello entre las
secciones de cámara respectivas (26 y 28) y es capaz de un
movimiento axial en el interior de la cámara. Dicho movimiento axial
del pistón (24) es provocado por un diferencial de presión en el
pistón (entre las secciones de cámara (26 y 28)). A medida que el
pistón (24) se desplaza axialmente, se produce un incremento del
volumen de una de las secciones de la cámara (26 o 28) y un descenso
correspondiente del volumen de la otra sección de la cámara (26 o
28).
Existe una serie de dientes de cremallera (30)
que están formados en la periferia del pistón (24). Los dientes de
cremallera (30) se engranan con los dientes (32) formados en un
mecanismo dentado (34). El mecanismo dentado (34) está fijado a un
eje de salida (36) que se extiende hacia el exterior a través de una
abertura (que no se ilustra) situada en la envuelta (20). El eje de
salida (36) está conectado convencionalmente a un brazo de
dirección (que no se ilustra) y que está conectado asimismo con la
articulación de la dirección (que no se ilustra) del vehículo. Por
lo tanto, a medida que gira el mecanismo dentado (34), el eje de
salida (36) es rotado con el fin de operar la articulación de la
dirección. Como resultado, se giran las ruedas orientables.
La envuelta (20) del mecanismo de dirección (12)
incluye la entrada (38) y la salida (40). La entrada (38) se
encuentra en comunicación fluida con la bomba (16) y se encuentra
asimismo en comunicación fluida con una válvula de control
direccional (42) del mecanismo de dirección (12).
La válvula de control direccional (42) es
conocida también como válvula de dirección. La válvula de control
direccional (42) incluye unos elementos relativamente rotatorios (42
a, 42 b). El elemento de válvula (42 a) gira en respuesta a la
rotación del volante del vehículo. El elemento de válvula (42 b)
gira de acuerdo con un procedimiento de seguimiento tal y como se
conoce. Los elementos de válvula (42 a, 42 b) dirigen el flujo de
fluido hidráulico hacia una de las secciones de cámara (26 o
28).
El flujo de fluido hidráulico hacia una de las
secciones de cámara (26 o 28) incrementa la presión en el interior
de dicha sección de cámara (26 o 28) y hace que el pistón (24) se
desplace axialmente. El pistón (24) se desplaza axialmente hasta que
la presión en el interior de las secciones de cámara (26 y 28) se
iguala o hasta que el pistón se desplaza hasta un límite. El
elemento de válvula (42 b) gira debido al desplazamiento axial del
pistón (24) que ocasiona la rotación del tornillo (42 c), que está
conectado con el elemento de válvula (42 b) y que hace girar éste. A
medida que el volumen de una de las secciones de cámara (26 o 28)
aumenta con el fin de albergar el incremento de fluido, el volumen
de la otra sección de cámara (26 o 28) disminuye. El fluido
hidráulico fluye desde la sección de cámara cuyo volumen está
disminuyendo hacia la válvula de control direccional (42). Este
fluido sale de la válvula de control direccional (42) y de la
envuelta (20) del mecanismo de dirección (12) a través de la salida
(40).
La Figura 3 ilustra una materialización de la
válvula de regulación de la presión (14) del sistema (10). Los
profesionales del sector reconocerán que el sistema (10) puede
incorporar una válvula de regulación de la presión con una
configuración diferente.
La válvula de regulación de la presión (14)
incluye un cuerpo de válvula (44), un obturador de válvula (46), y
una unidad de vástago de válvula (48). El cuerpo de válvula (44) es
un cuerpo cilíndrico hueco formado por una superficie cilíndrica
externa (45) y una superficie cilíndrica interna (47). Existe una
cámara de válvula cilíndrica (54) que es definida por la superficie
cilíndrica interna (47).
El cuerpo de válvula (44) incluye tres aberturas.
Una primera abertura se encuentra roscada con el fin de albergar el
obturador de válvula (46). La primera abertura está situada en un
primer extremo (53) del cuerpo de válvula cilíndrico (44) y está
definida por la superficie cilíndrica interna (47) del cuerpo de
válvula (44). La segunda y la tercera aberturas forman la entrada de
válvula (50) y la salida de válvula (52), respectivamente. La
entrada de válvula (50) es una abertura que se extiende a través de
las superficies cilíndricas (45 y 47) del cuerpo de válvula (44) y
que permite el flujo de fluido hacia una cámara de válvula
cilíndrica (54). La salida de válvula (52) está situada en un
segundo extremo (58) del cuerpo de válvula (44) y permite el flujo
de fluido hacia fuera de la cámara (54).
Existe un reborde (56) que se extiende
radialmente hacia el interior desde la superficie cilíndrica interna
(47) hasta la cámara de válvula cilíndrica (54) en el segundo
extremo (58) del cuerpo de válvula (44) cerca de la salida de
válvula (52). El reborde (56) se extiende axialmente a lo largo de
aproximadamente el 20% de la longitud de la cámara (54). El reborde
(56) presenta una superficie de reborde cilíndrica que se extiende
axialmente (57) y una superficie de reborde anular que se extiende
radialmente (59). El diámetro de la cámara (54) se ve reducido en la
zona que contiene el reborde (59) del 25% al 40%. El diámetro de la
salida de válvula (52) es aproximadamente el 50% del diámetro de la
cámara (54) en la zona del reborde (56).
Existe una ranura (60) situada en la superficie
cilíndrica externa (45) del cuerpo de válvula (44) entre la entrada
de válvula (50) y la salida de válvula (52). De manera preferente,
la ranura (60) está situada en la zona del cuerpo de válvula (44)
localizada en las proximidades del reborde (56). La ranura (60)
contiene un sello para establecer un sellado entre el cuerpo de
válvula (44) y el conducto (98) que puede ser acoplado a la válvula
de regulación de la presión (14).
El obturador de válvula (46) presenta una sección
roscada (49) con el fin de conectarse con la primera abertura del
cuerpo de válvula (44). Existe un sello (62) colocado entre el
cuerpo de válvula (44) y el obturador de válvula (46) con el fin de
sellar la conexión roscada.
La unidad de vástago de válvula (48) incluye un
vástago de válvula (64), un disco de paso (66), y un resorte
primario (68). El vástago de válvula (64) es una varilla cilíndrica
larga que cuenta con un primer extremo (65) que está roscado y un
segundo extremo (67) con un cilindro de sellado (70). El cilindro de
sellado (70) es una sección cilíndrica del vástago de válvula (64)
que se extiende radialmente hacia el exterior desde la varilla
cilíndrica y cuenta con un diámetro más elevado que el diámetro de
la salida de válvula (52).
Tal y como se ilustra en la Figura 4, el disco de
paso (66) presenta una abertura circular central (72) y una
pluralidad de álabes de flujo (74). Los álabes de flujo son cuatro
aberturas semicirculares que están igualmente espaciadas entre sí
alrededor de la abertura (72), que se extienden radialmente hacia el
exterior desde la abertura (72), y que se encuentran en comunicación
fluida con la abertura (72). Los álabes de flujo son opcionales. La
abertura (72) del disco de paso (66) presenta un tamaño adecuado
para albergar la varilla cilíndrica del vástago de válvula (70),
pero
un tamaño suficientemente pequeño como para ser sellado mediante el cilindro de sellado (70) cuando el cilindro de sellado (70) se acopla al lado inferior del disco de fluido (66), tal y como se ilustra en la Figura
3. Si se proporcionan los álabes de flujo (74), los álabes de flujo (74) no se sellan mediante el acoplamiento del cilindro de sellado (70) al lado inferior del disco de paso (66), tal y como se ilustra en la Figura 3.
un tamaño suficientemente pequeño como para ser sellado mediante el cilindro de sellado (70) cuando el cilindro de sellado (70) se acopla al lado inferior del disco de fluido (66), tal y como se ilustra en la Figura
3. Si se proporcionan los álabes de flujo (74), los álabes de flujo (74) no se sellan mediante el acoplamiento del cilindro de sellado (70) al lado inferior del disco de paso (66), tal y como se ilustra en la Figura 3.
El disco de paso (66) cuenta con un diámetro
externo que es mayor que el diámetro del cuerpo de válvula (44)
medido en el reborde (56), pero es menor que el diámetro del cuerpo
de válvula (44) medido lejos del reborde (56).
El resorte primario (68) es un muelle de
comprensión comprimido helicoidalmente. El diámetro de la hélice del
resorte primario (68) es lo suficientemente amplio como para
albergar la varilla cilíndrica de la varilla de la válvula (64),
pero es lo suficientemente pequeño para adaptarse al interior de la
cámara (54) del cuerpo de válvula (44).
Cuando se monta la unidad de vástago de válvula
(48), el vástago de válvula (64) se inserta en la abertura (72) del
disco de paso (66) de modo que el disco de paso (62) descansa en una
primera superficie (76) del cilindro de sellado (70). El vástago de
válvula (64) se inserta entonces a través de la hélice del resorte
primario (68) hasta que un extremo del resorte primario (68)
descansa en el disco de paso (66). Existe una tuerca de retención
(78) que se encuentra roscada al primer extremo (65) del vástago de
válvula (64). La tuerca de retención (78) entra en contacto con el
otro extremo del resorte primario (68) y comprime el resorte
primario (68) entre la tuerca de retención (78) y el disco de paso
(66). La tuerca de retención (78) se puede apretar o aflojar en el
primer extremo (65) del vástago de válvula (64), con el fin de
ajustar el nivel de compresión del muelle primario (68). El muelle
primario comprimido (68) fuerza al disco de paso (66) contra una
primera cara de sellado (76) del cilindro de sellado (70).
Cuando se monta la válvula de regulación de la
presión (14), se coloca una cuña cilíndrica ajustable (80) en la
superficie que se extiende radialmente (59) del reborde (56) del
cuerpo de la válvula. La unidad de vástago de válvula (48) es
entonces colocada en la cámara (54), de modo que el disco de paso
(66) es presionado contra la cuña ajustable (80). Existe un resorte
secundario (84) que está colocado en el primer extremo (65) del
vástago de válvula (64) por encima de la tuerca de retención (78) y
que está acoplado al obturador de válvula (46). El resorte
secundario (84) es un muelle de compresión helicoidal. Cuando el
obturador de válvula (46) es roscado en el cuerpo de válvula (44),
el resorte secundario fuerza al vástago de válvula (64) a alejarse
del obturador de válvula (46) y a acercarse a la salida de válvula
(52), de modo que el disco de paso (66) ejerce un sellado contra la
cuña ajustable (80).
Durante el funcionamiento del sistema de
dirección de energía hidráulica (10) del vehículo, la bomba (16)
extrae fluido hidráulico del depósito (18) y lo bombea hasta el
conducto (88) y los conductos (90 y 92). El fluido presuriza las
entradas (38 y 50) del mecanismo de dirección (12) y la válvula de
regulación de la presión (14), respectivamente. El fluido hidráulico
fluye a través del mecanismo de dirección (12) y sale del mecanismo
de dirección a través de la salida (40) hacia el conducto (96). Si
la válvula de regulación de presión (14) cuenta con unos álabes de
flujo (74) en el disco de paso (66) o la válvula de regulación de la
presión (14) se encuentra en estado activado, el fluido sale de la
válvula de regulación de la presión a través del conducto (98). El
fluido hidráulico entra en el conducto (94) y es devuelto al
depósito
(18).
(18).
Cuando se produce un incremento de presión en el
mecanismo de dirección (12) debido a la resistencia a la rotación de
las ruedas orientables del vehículo, la presión aumenta en los
conductos (88, 90, 92) y la presión aumenta en la entrada (38) del
mecanismo de dirección y en la entrada (50) de la válvula de
regulación de la presión. Dicho aumento de presión en la entrada
(50) de la válvula de regulación de presión (14) incrementa la
presión en la cámara (54) de la válvula de regulación de la presión
(14). Cuando se alcanza un diferencial predeterminado de presión en
la válvula de regulación de la presión (14) (entre la entrada (50) y
la salida (52)), la válvula de regulación de la presión (14) se
activa. El diferencial predeterminado de presión al que se activa la
válvula de regulación de la presión es asimismo el diferencial de
presión en el mecanismo de dirección (12), puesto que la presión en
la entrada (50) de la válvula de regulación de la presión (14) se
corresponde con la presión en la entrada (38) del mecanismo de
dirección y la presión en la salida (52) de la válvula de regulación
de la presión (14) se corresponde con la presión en la salida (40)
del mecanismo de dirección. Por lo tanto, la válvula de regulación
de la presión (14) se activa cuando existe un diferencial
predeterminado de presión en el mecanismo de dirección
(12).
(12).
El funcionamiento de la válvula de regulación de
la presión (14) se describe en referencia a las Figuras 3 - 5. En un
estado inactivado, la primera cara de sellado (76) del cilindro de
sellado (70) es presionada contra el disco de paso (66), de modo que
la primera cara de sellado (76) bloquea completamente la abertura
(72) situada en el disco de paso (66). Si el disco de paso (66)
cuenta con álabes de flujo (74), existe un flujo restringido de
fluido a través de la válvula de regulación de la presión (14)
cuando la válvula de regulación de la presión (14) se encuentra en
un estado inactivado, en la medida en que el fluido fluye a través
de los álabes de flujo (74) del disco de paso (66). Si el disco de
paso (66) no cuenta con álabes de flujo (74), todo el flujo de
fluido a través de la válvula de regulación de la presión (14) es
bloqueado cuando la válvula de regulación de la presión (14) se
encuentra en un estado inactivado.
Cuando se alcanza el diferencial predeterminado
de presión entre la entrada de válvula (50) y la salida de válvula
(52), el vástago de válvula (64), con inclusión del cilindro de
sellado (70), se desplaza en sentido descendente alejándose del
disco de paso (66). El movimiento descendente hace que el cilindro
de sellado (70) deje de estar en contacto con el disco de paso (66),
lo que permite el flujo del fluido hidráulico a través de la
abertura (72) hasta la salida de válvula (52). Este flujo de fluido
hidráulico reduce el diferencial de presión entre las entradas (38 y
50) y las salidas (40 y 52) del mecanismo de dirección (12) y de la
válvula de regulación de la presión (14). La constante elástica del
resorte primario (68), la tensión aplicada sobre el resorte primario
(68) por parte de la tuerca de retención (78), y la zona de
superficie del cilindro de sellado (70) sujeta a la presión del
fluido hidráulico determinan el diferencial predeterminado de
presión de acuerdo con el cual el vástago de válvula (64) se
desplaza de forma
descendente.
descendente.
La válvula de regulación de la presión (14)
presenta una pluralidad de estados activados. La válvula de
regulación de la presión (14) se activa cuando el vástago de válvula
(64) se desplaza alejándose del disco de paso (66). A medida que el
diferencial de presión en la válvula de regulación de la presión
(14) aumenta, el vástago de válvula (64) se desplaza progresivamente
alejándose del disco de paso (66) y acercándose al segundo extremo
(58) del cuerpo de válvula (44).
Cuando se encuentra en un estado activado, la
cantidad de flujo a través de la válvula de regulación de la presión
(14) está limitado por el más pequeño de dos huecos. El primer hueco
está formado entre la primera cara de sellado (76) del cilindro de
sellado (70) y el disco de paso (66). El segundo hueco está formado
entre una segunda cara de sellado (82) del cilindro de sellado (70)
y el segundo extremo (58) del cuerpo de válvula (44).
Tal y como se ilustra en la Figura 5, cuando el
diferencial de presión en la válvula de regulación de la presión
(14) alcanza el nivel predeterminado (representado por A), la
válvula de regulación de la presión (14) es activada y el fluido
comienza a fluir a través de la válvula de regulación de la presión
(14). El flujo de fluido a través de la válvula de regulación de la
presión (14) aumenta a medida que se incrementa el diferencial de
presión hasta que se alcanza un segundo diferencial predeterminado
de presión (representado por B). El segundo nivel predeterminado de
presión se produce cuando existe una cantidad igual de flujo de
fluido a través de tanto el primer hueco como del segundo hueco.
Después de alcanzar el segundo diferencial predeterminado de
presión, un incremento adicional en el diferencial de presión hace
que el cilindro de sellado (70) se desplace progresivamente hacia el
segundo extremo (58) del cuerpo de válvula (44) y comience a
restringir el flujo de fluido a través de la válvula de regulación
de la presión (14). Cuando la válvula de regulación de la presión
(14) se activa de modo que la segunda cara de sellado (2) ejerce un
sellado contra el segundo extremo (58) del cuerpo de válvula (44)
(representado por C), el flujo de fluido a través de la válvula de
regulación de la presión (14) está completamente
bloqueado.
bloqueado.
A medida que el conductor del vehículo gira el
volante, se produce un desplazamiento rotatorio relativo de los
elementos de válvula (42 a, 42 b). La válvula opera en función del
incremento de presión en la sección de cámara (26 o 28) para un
desplazamiento rotatorio dado de los elementos de válvula (42 a, 42
b). Las fluctuaciones menores en el desplazamiento rotatorio de los
elementos de válvula (42 a y 42 b) pueden ocasionar amplias
fluctuaciones en la presión existente en las secciones de cámara (26
o 28), en especial, a presiones elevadas. Dichas fluctuaciones de
presión pueden ocasionar ruido y cierta inestabilidad en el
vehículo. La válvula de regulación de la presión (14) reduce las
fluctuaciones de presión a presiones elevadas mediante la provisión
de cierta comunicación fluida entre la entrada del mecanismo de
dirección (38) y la salida del mecanismo de dirección
(40).
(40).
Las citadas fluctuaciones de presión que se deben
reducir se pueden producir a presiones diferentes en diferentes
vehículos. El ajuste del resorte primario (68) situado en la válvula
de regulación de la presión (14) cambiará la presión a la que se
activa la válvula de regulación de la presión (14). Por lo tanto, la
válvula de regulación de la presión (14) puede ser utilizada en
diferentes vehículos y se puede ajustar al vehículo específico en
el que se vaya a utilizar.
Los profesionales del sector comprenderán, a
partir de la anterior descripción de la invención, las mejoras, los
cambios y las modificaciones englobados por las reivindicaciones
adjuntas.
Claims (9)
1. Un sistema de dirección de energía hidráulica
(10) para girar las ruedas orientables de un vehículo, y dicho
sistema incluye:
un mecanismo de dirección (12) que cuenta con un
motor hidráulico que se puede activar para girar las ruedas
orientables del vehículo y con una válvula de dirección (42) con el
fin de controlar el flujo de fluido hacia el motor hidráulico, y
dicho mecanismo de dirección cuenta con una entrada (38) que se
encuentra en comunicación con una fuente de fluido (18) y con una
salida (40) para dirigir el fluido desde el mecanismo de dirección
de regreso a la fuente de fluido (18), y dicho mecanismo de
dirección es sensible a las fluctuaciones de presión que ocasionan
ruido durante el funcionamiento de la dirección;
y una válvula de regulación de la presión (14)
que presenta un estado inactivado y una pluralidad de estados
activados, dicha válvula de regulación de la presión (14), cuando se
encuentra en estado activado, restringe el flujo de fluido a través
de la válvula de regulación de la presión (14), dicha válvula de
regulación de la presión (14) se puede operar progresivamente desde
el estado activado hasta un primer estado activado, a medida que se
incrementa el diferencial de presión entre la entrada (38) y la
salida (40) del mecanismo de dirección (12), dicha válvula de
regulación de la presión (14) incrementa el flujo de fluido a través
de la válvula de regulación de la presión (14), a medida que la
válvula de regulación de la presión (14) es operada progresivamente
desde el estado inactivado hasta el primer estado activado, y dicha
válvula de regulación de la presión (14) cuando se encuentra en el
primer estado activado proporciona una comunicación fluida entre la
entrada (38) y la salida (40) del mecanismo de dirección y hace que
el flujo de fluido circunvale el mecanismo de dirección (12), con el
fin de minimizar las fluctuaciones de presión en el mecanismo de
dirección (12);
y dicha válvula de regulación de la presión (14)
se puede operar desde el primer estado activado hasta un segundo
estado activado, y dicha válvula de regulación de la presión (14)
bloquea el flujo de fluido a través de la válvula de regulación de
la presión (14) cuando ésta se encuentra en el segundo estado.
2. El sistema de dirección de energía hidráulica
realizado de conformidad con la 1ª reivindicación,
caracterizado de forma adicional porque:
la válvula de regulación de la presión (14)
incluye un vástago de válvula (64) que se puede desplazar con el fin
de controlar el flujo de fluido a través de la válvula de regulación
de la presión (14).
3. El sistema de dirección de energía hidráulica
realizado de conformidad con la 2ª reivindicación,
caracterizado de forma adicional porque:
existe un resorte (68) que responde al
diferencial de presión y que controla el desplazamiento del vástago
de válvula (64).
4. El sistema de dirección de energía hidráulica
realizado de conformidad con la 3ª reivindicación,
caracterizado de forma adicional porque:
el diferencial de presión de acuerdo con el cual
se desplaza el vástago de válvula (64) se puede ajustar.
5. El sistema de dirección de energía hidráulica
realizado de conformidad con la 1ª reivindicación,
caracterizado de forma adicional porque:
la válvula de regulación de la presión (14)
cuando se encuentra en estado inactivado bloquea el flujo de fluido
a través de la válvula de regulación de la presión (14).
6. El sistema de dirección de energía hidráulica
realizado de conformidad con la 5ª reivindicación,
caracterizado de forma adicional porque:
la válvula de regulación de la presión (14)
cuenta con un vástago de válvula (64) y un disco de paso (66), y en
el estado inactivado el vástago de válvula (64) se asienta contra el
disco de paso (66) con el fin de bloquear el flujo de fluido a
través de la válvula de regulación de la presión (14).
7. El sistema de dirección de energía hidráulica
realizado de conformidad con la 1ª reivindicación,
caracterizado de forma adicional porque:
la válvula de regulación de la presión (14)
cuenta con un vástago de válvula (64) y un disco de paso (66), y una
pluralidad de álabes de flujo (74) que se extienden a través del
disco de paso (66), y en el estado inactivado el vástago de válvula
(64) se asienta contra el disco de paso (66), permitiendo un flujo
de fluido restringido a través de la válvula de regulación de la
presión (14).
8. El sistema de dirección de energía hidráulica
realizado de conformidad con la 1ª reivindicación,
caracterizado de forma adicional porque:
la válvula de regulación de la presión (14)
cuenta con un vástago de válvula (64) y un disco de paso (66), y en
el primer estado activado el vástago de válvula (64) está separado
del disco de paso (66) con el fin de permitir el flujo de fluido a
través de la válvula de regulación de la presión (14).
9. El sistema de dirección de energía hidráulica
realizado de conformidad con la 1ª reivindicación,
caracterizado de forma adicional porque:
la válvula de regulación de la presión (14)
cuenta con un cuerpo de válvula (64) y un vástago de válvula (64), y
dicho cuerpo de válvula (64) define una cámara (54) y presenta un
extremo (58) con una salida de válvula (52), y dicho vástago de
válvula (64) está situado en el interior de la cámara (54) del
cuerpo de válvula (44), y en el segundo estado activado el vástago
de válvula (64) se asienta contra el extremo (58) del cuerpo de
válvula (44) con el fin de bloquear el flujo de fluido a través de
la salida de válvula (52).
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