ES2321157T3 - Bastidor de carroceria de vehiculo. - Google Patents
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Abstract
Bastidor de carrocería de vehículo que tiene una estructura de refuerzo incluyendo un elemento de refuerzo (1, 31) que interconecta dos puntos a reforzar del bastidor de carrocería de vehículo (101A) y que tiene unos medios de generación de fuerza de amortiguamiento que generan una fuerza de amortiguamiento viscoso contra la deformación axial del elemento de refuerzo (1, 31) producida por el movimiento relativo entre estos puntos del bastidor de carrocería de vehículo (101A) durante la marcha del vehículo (100) para reducir la deformación por vibración del bastidor de carrocería de vehículo (101A), caracterizado porque los medios de generación de fuerza de amortiguamiento incluyen un amortiguador hidráulico (32), en particular un amortiguador de aceite, para generar la fuerza de amortiguamiento por medio de un líquido hidráulico, donde el amortiguador hidráulico (32) tiene un cilindro (36), un pistón (41), un vástago de pistón (33), cámaras de aceite (S1, S2) definidas por el pistón (41), y al menos un orificio (41a, 41b), y ambas cámaras de aceite (S1, S2) están en comunicación mutua a través del orificio (41a, 41b), y donde ambas cámaras de aceite (S1, S2) son presurizadas por un pistón libre (47).
Description
Bastidor de carrocería de vehículo.
La presente invención se refiere a un bastidor
de carrocería de vehículo según la porción de preámbulo de la
reivindicación 1.
Un bastidor de carrocería de vehículo según la
porción de preámbulo de la reivindicación 1 se conoce por US
6.007.123.
En vehículos, como los automóviles, la
carrocería del vehículo se refuerza con un elemento de refuerzo
hecho de metal con el fin primario de aumentar la rigidez de la
carrocería del vehículo. A este elemento de refuerzo se le aplica
principalmente una fuerza axial, y por ejemplo, los dos elementos de
refuerzo 101 están instalados cruzados en un compartimiento motor
del automóvil como se representa en la figura 18, y alternativamente
el elemento de refuerzo 201 se instala sobre la superficie inferior
de la parte delantera del automóvil como se representa en la figura
19.
Sin embargo, el elemento de refuerzo
convencional se hace integralmente de un cuerpo elástico tal como
metal. Por lo tanto, la energía generada a causa de la deformación
se acumula casi tal cual en el elemento de refuerzo produciendo el
fenómeno de que esta energía acumulada es liberada de nuevo como
resiliencia. La repetición de la deformación por vibración del
elemento de refuerzo permite incrementar la velocidad de deformación
dinámica deteriorando la conducibilidad y la comodidad de marcha del
vehículo.
Así, cuando se mejore la rigidez del elemento de
refuerzo con el fin de mantener pequeña la cantidad absoluta de la
deformación del elemento de refuerzo, surgirán problemas como el
mayor peso y concentración de esfuerzos en la periferia de las
piezas de montaje.
En vista de los problemas anteriores, un
objetivo de esta invención es proporcionar una estructura de
refuerzo mejorada para un vehículo que tiene una mejor
conducibilidad y una mayor comodidad de marcha del vehículo,
evitando, sin embargo, el aumento de peso y la concentración de
esfuerzos en la periferia de las piezas de montaje.
Este objetivo se logra de manera novedosa por
una estructura de refuerzo de una carrocería de vehículo que tiene
las características de la reivindicación 1.
Consiguientemente, la estructura de refuerzo
inventada de una carrocería de vehículo para reforzarlo contra las
cargas axiales que actúan en dicha carrocería de vehículo incluye
(entre otros) un elemento de refuerzo que tiene unos medios de
generación de fuerza de amortiguamiento para generar una fuerza de
amortiguamiento viscoso contra dicha carga axial aplicada al
elemento de refuerzo.
La fuerza de amortiguamiento viscoso generada
por los medios de generación de fuerza de amortiguamiento puede
suprimir la velocidad y el rebasamiento de la deformación axial del
elemento de refuerzo. Esto ayuda a reducir la deformación por
vibración de la carrocería de vehículo sin mejorar extremadamente la
rigidez estática del elemento de refuerzo con el fin de mejorar la
conducibilidad y la comodidad de marcha del vehículo.
Adicionalmente, dado que no hay necesidad de mejorar excesivamente
la rigidez estática, se puede evitar el aumento de peso y la
concentración de esfuerzos en la periferia de las piezas de montaje
del elemento de refuerzo. Así, no se necesita una deformación
importante de la carrocería de vehículo y el vehículo se puede
mejorar sin producir un aumento de peso y una concentración de
esfuerzos en la periferia de las piezas de montaje.
Según una realización preferida de la estructura
de refuerzo, el elemento de refuerzo interconecta paredes opuestas,
en particular extremos abiertos de la estructura de refuerzo de la
carrocería de vehículo, donde se produce una deformación axial del
elemento de refuerzo por una fuerza de compresión axial o una fuerza
de tensión axial generada por un movimiento relativo entre las
paredes opuestas de la estructura de refuerzo.
Así, en esta realización, la estructura de
carrocería de vehículo se forma acoplando los lados opuestos del
bastidor de carrocería de vehículo, en particular los extremos
abiertos del bastidor de carrocería de vehículo conjuntamente con el
elemento de refuerzo de vehículo que tiene los medios de generación
de fuerza de amortiguamiento para generar la fuerza de
amortiguamiento viscoso contra la deformación axial.
En consecuencia, la vibración de la carrocería
de vehículo en conexión con el movimiento de los lados opuestos del
bastidor de la carrocería de vehículo puede ser absorbida
efectivamente por la fuerza de amortiguamiento generada por los
medios de generación de fuerza de amortiguamiento del elemento de
refuerzo de vehículo. Esto ayuda a reducir la vibración de la
carrocería de vehículo con el fin de mejorar la conducibilidad y la
comodidad de marcha del vehículo.
Según otra realización preferida, la estructura
de refuerzo incluye un primer elemento del elemento de refuerzo,
unido a una de las paredes opuestas de la estructura de refuerzo, y
un segundo elemento, unido a la otra pared respectiva de las paredes
opuestas de la estructura de refuerzo, donde los elementos primero y
segundo están dispuestos en una relación predeterminada uno con otro
y los medios de generación de fuerza de amortiguamiento están
adaptados para generar una fuerza de restablecimiento contra un
movimiento relativo del primer y el segundo elemento.
Según otra realización preferida, los medios de
generación de fuerza de amortiguamiento incluyen un amortiguador
hidráulico o un amortiguador de aceite para generar la fuerza de
amortiguamiento por medio de un líquido hidráulico y al menos un
orificio.
Dado que los medios de generación de fuerza de
amortiguamiento incluyen el amortiguador hidráulico o un
amortiguador de aceite para generar la fuerza de amortiguamiento con
líquido y orificios, el grado de libertad para establecer las
características amortiguadoras se puede mejorar, mientras que las
características de amortiguamiento se pueden estabilizar.
Dentro de esta realización, una característica
de la fuerza de amortiguamiento en un lado de compresión de la
deformación axial de los medios de generación de fuerza de
amortiguamiento es diferente de la del lado de tensión de la
deformación axial de los medios de generación de fuerza de
amortiguamiento.
Dado que las características de la fuerza de
amortiguamiento de los medios de generación de fuerza de
amortiguamiento se varían en los lados de tensión y compresión de la
deformación axial, respectivamente, se puede lograr características
de amortiguamiento más ideales para la configuración de entrada
introducida en la carrocería de vehículo en la marcha real del
vehículo.
Los medios de generación de fuerza de
amortiguamiento pueden incluir un cilindro y un vástago alargado,
donde el vástago alargado está interconectado a un vástago de pistón
del amortiguador hidráulico. También pueden incluir un pistón
montado dentro del cilindro, donde el vástago de pistón se extiende
fuera del cilindro del pistón, dos cámaras llenas de un líquido
hidráulico y dispuestas en lados opuestos del pistón en el cilindro,
donde se han formado orificios en el pistón para comunicar ambas
cámaras, y una cámara de gas cargada definida por el pistón libre
dispuesto en el cilindro. También pueden incluir unos medios de
cancelación de fuerza axial adaptados para cancelar la fuerza de
empuje axial del vástago de pistón con la presión dentro de la
cámara de gas en la condición descargada en la que no se aplica
fuerza axial a ningún extremo del amortiguador hidráulico, donde
los medios de cancelación de fuerza axial incluyen un elemento
elástico para empujar el pistón y vástago de pistón en una
dirección. Así, en una condición descargada con la que no se aplica
fuerza axial al amortiguador hidráulico, la fuerza axial del vástago
de pistón producida por la presión dentro de la cámara de gas es
cancelada por los medios de cancelación de fuerza axial. Por lo
tanto, se puede reducir la entrada excesiva en la carrocería de
vehículo. Además, la longitud del amortiguador hidráulico se puede
aproximar al tamaño establecido en la condición descargada,
facilitando por ello el montaje del elemento de refuerzo de vehículo
sobre la carrocería de vehículo.
La presente invención se explica a continuación
con más detalle con respecto a sus varias realizaciones en unión con
los dibujos acompañantes, donde:
La figura 1 es una vista esquemática en planta
superior de un automóvil, que representa un ejemplo del elemento de
refuerzo según una primera realización en uso (que no forma parte de
la presente invención).
La figura 2 es una vista en sección a lo largo
de la línea A-A en la figura 1.
La figura 3 es una vista en perspectiva de las
suspensiones delanteras del automóvil.
La figura 4 es una vista en sección del elemento
de refuerzo según la primera realización.
La figura 5 es una vista de detalle ampliada de
la parte B en la figura 4.
La figura 6 es una vista ampliada en sección a
lo largo de la línea C-C en la figura 5.
La figura 7 es una vista en sección del elemento
de refuerzo según una segunda realización (que no forma parte de la
presente invención).
La figura 8 es una vista ampliada en sección a
lo largo de la línea D-D en la figura 7.
La figura 9 es una vista en sección del elemento
de refuerzo según una tercera realización (que no forma parte de la
presente invención).
La figura 10 es una vista ampliada en sección a
lo largo de la línea E-E en la figura 9.
La figura 11 es una vista en sección del
elemento de refuerzo según una cuarta realización.
La figura 12 es una vista en planta superior del
elemento de refuerzo según la cuarta realización.
La figura 13 es una vista en sección que ilustra
la estructura interior del amortiguador hidráulico del elemento de
refuerzo según la cuarta realización.
La figura 14 es una vista en sección lateral
cortada de la parte de montaje que representa un primer ejemplo de
la estructura de montaje del elemento de refuerzo según la cuarta
realización.
La figura 15 es una vista en planta superior de
la parte de montaje que representa el primer ejemplo de la
estructura de montaje del elemento de refuerzo según la cuarta
realización.
La figura 16 es una vista en sección lateral
cortada de la parte de montaje que representa un segundo ejemplo de
la estructura de montaje del elemento de refuerzo según la cuarta
realización.
La figura 17 es una vista en planta superior de
la parte de montaje que representa el segundo ejemplo de la
estructura de montaje del elemento de refuerzo según la cuarta
realización.
La figura 18 es una vista en perspectiva de la
sección de compartimiento motor de un automóvil que representa un
ejemplo de un elemento de refuerzo convencional en uso.
Y la figura 19 es una vista en perspectiva de la
superficie inferior de la parte delantera del automóvil que
representa el ejemplo del elemento de refuerzo convencional en
uso.
La figura 1 es una vista esquemática en planta
superior de un automóvil, que representa un ejemplo del elemento de
refuerzo según una primera realización (que no forma parte de la
presente invención) en uso; la figura 2 es una vista en sección a lo
largo de la línea A-A en la figura 1; y la figura 3
es una vista en perspectiva de un sistema de suspensión
delantera.
La figura 1 representa un compartimiento motor
102 y un maletero 103 formado en las partes delantera y trasera de
una carrocería de vehículo 101 de un automóvil 100, respectivamente
(el lado superior de la figura 1 es el lado delantero de la
carrocería de vehículo). Paredes opuestas (torres de suspensión) 104
a la derecha e izquierda del compartimiento motor 102 están
acopladas conjuntamente con un elemento de refuerzo 1 según la
primera realización. Igualmente, paredes opuestas (torres de
suspensión) 105 a la derecha e izquierda del maletero 103 también
están acopladas conjuntamente para refuerzo con el elemento de
refuerzo 1 según la primera realización.
Por otra parte, las partes delantera y trasera
de la carrocería de vehículo 101 se soportan con accionamiento por
pares derecho e izquierdo de ruedas delanteras y traseras 106, 107.
Las ruedas delanteras 106 están suspendidas de la carrocería de
vehículo 101 con las suspensiones delanteras 50 como se representa
en las figuras 2 y 3, e igualmente, las ruedas traseras 107 están
suspendidas de la carrocería de vehículo 101 con el sistema de
suspensión trasera (no representado).
La estructura del sistema de suspensión
delantera 50 se describe ahora a continuación con respecto a las
figuras 2 y 3. La estructura del sistema de suspensión trasera es
esencialmente la misma que la del sistema de suspensión delantera
50, cuya ilustración y descripción se omiten.
Cada una de las suspensiones delanteras derecha
e izquierda 50 tiene un amortiguador 51, cuyo extremo superior está
unido a las paredes opuestas (torres de suspensión) 104 que
constituyen parte de un bastidor 101A de la carrocería de vehículo.
Cada extremo inferior de los amortiguadores 51 soporta rotativamente
un cubo 52 y un disco de freno 53. La rueda delantera 106 está unida
a cada uno de los cubos 52. En la figura 3 se representan brazos
inferiores de suspensión 54, barras de puntal 55 y un estabilizador
56.
Como se representa en la figura 2, el elemento
de refuerzo 1 según la primera realización acopla conjuntamente los
extremos abiertos en los lados superiores de las paredes laterales
derecha e izquierda 101a del bastidor 101A de la carrocería de
vehículo. El elemento de refuerzo 1 refuerza el bastidor 101A de la
carrocería de vehículo mejorando su rigidez.
Los detalles de la estructura del elemento de
refuerzo 1 según la primera realización se describen a continuación
según las figuras 4 a 6. La figura 4 es una vista en sección del
elemento de refuerzo, la figura 5 es una vista de detalle ampliada
de la zona B en la figura 4, y la figura 6 es una vista ampliada en
sección a lo largo de la línea C-C en la figura
5.
El elemento de refuerzo 1 según esta realización
se compone de un vástago de pistón metálico corto 3 insertado por un
agujero en un extremo de un cilindro metálico largo 2. El otro
extremo del cilindro 2 se aplasta para formar una superficie plana,
en la que se dispone un agujero pasante circular 2a, como se ilustra
en el dibujo. Además, en el extremo del vástago de pistón 3 que sale
del cilindro 2 se ha fijado un soporte de montaje en forma de L 4,
que también está provisto de un agujero circular 4a.
Como se ilustra en detalle en la figura 5, el
vástago de pistón 3 se introduce deslizantemente en el cilindro 2 a
través de dos guías de vástago 5 montadas estrechamente a distancia
apropiada a lo largo de la periferia interna en el lado abierto del
cilindro 2 y a través de aros de sellado 6 dispuestos dentro de las
guías de vástago 5. Se ha formado integralmente un pistón 7 en la
parte intermedia del vástago de pistón 3 que está intercalada entre
las dos guías de vástago 5. El pistón 7 se monta deslizantemente en
la superficie periférica interna del cilindro 2 a través de un aro
de pistón 8 estrechamente montado a lo largo de la periferia externa
del pistón 7. En el cilindro 2 se han formado cámaras de aceite S1,
S2 definidas por el pistón 7 y los aros de sellado 6.
\newpage
Dichas cámaras de aceite S1, S2 están llenas de
aceite. A través del aro de pistón 8 están dispuestos múltiples
orificios en forma de ranuras helicoidales 8a, como se representa en
la figura 6, a través de los que ambas cámaras de aceite S1, S2
están en comunicación mutua.
Así, el elemento de refuerzo 1 que tiene dicha
constitución constituye un amortiguador hidráulico, o un
amortiguador de aceite en conjunto. Como se ilustra en la figura 1,
un extremo del cilindro 2 está unido a una (la izquierda) de las
paredes opuestas (torres de suspensión) 104 con un perno 57 (véase
las figuras 1 y 3) insertado a través del agujero circular 2a (véase
la figura 4). Un extremo del vástago de pistón 3 está unido a la
otra (la derecha) de las paredes opuestas (torres de suspensión) 104
con el perno 57 (véase la figura 1) insertado a través del agujero
circular 4a (véase la figura 4) dispuesto en el soporte de montaje
4.
En la estructura anterior, cuando la fuerza
axial de compresión actúa en el elemento de refuerzo 1 por el
movimiento relativo entre las paredes laterales 101a del bastidor de
carrocería de vehículo 101A durante la marcha del automóvil 100, el
vástago de pistón 3 y el pistón 7 deslizan hacia la derecha en la
figura 4, con relación al cilindro 2. Consiguientemente, el aceite
en una cámara de aceite S2 fluye a la otra cámara de aceite S1 a
través de los orificios 8a dispuestos a través del aro de pistón 8.
Este flujo de aceite produce la fuerza de amortiguamiento
viscoso.
Además, cuando la fuerza de tracción axial actúa
en el elemento de refuerzo 1, el vástago de pistón 3 y el pistón 7
deslizan hacia la izquierda en la figura 4, con relación al cilindro
2. Así, el aceite en una cámara S1 fluye a la otra cámara de aceite
S2 a través de los orificios 8a dispuestos a través del aro de
pistón 8. Este flujo de aceite produce la fuerza de amortiguamiento
viscoso.
De la forma descrita, cuando se aplica la fuerza
axial, el elemento de refuerzo 1 según la realización funciona como
un amortiguador hidráulico para generar fuerza de amortiguamiento
viscoso. Esta fuerza de amortiguamiento viscoso puede reducir la
velocidad y el rebasamiento de deformación del elemento de refuerzo
1 en la dirección axial. Consiguientemente, la deformación por
vibración de la carrocería de vehículo 101 se puede reducir sin
mejorar extremadamente la rigidez estática del elemento de refuerzo
1, dando lugar a la mejora de la conducibilidad y de la comodidad de
marcha del automóvil 100. Además, no hay que mejorar excesivamente
la rigidez estática del elemento de refuerzo 1, de modo que se puede
evitar el aumento de peso del elemento de refuerzo 1 y la
concentración de esfuerzos en la periferia de las piezas de montaje.
Por lo tanto, será innecesaria una modificación importante de la
carrocería de vehículo 101.
Además, según la realización, dado que el
elemento de refuerzo 1 funciona como un amortiguador hidráulico, el
rango de establecimiento libre de las características de
amortiguamiento es más amplio, y las características de
amortiguamiento se pueden estabilizar satisfactoriamente. Además, en
el elemento de refuerzo 1, si la característica de fuerza de
amortiguamiento en el lado de tensión de la deformación axial es
diferente de la del lado de compresión, entonces se puede lograr una
característica de amortiguamiento más ideal para la configuración
introducida en la carrocería de vehículo 101 durante la marcha real
del automóvil 100.
Ahora se describe a continuación una segunda
realización (que no forma parte de la presente invención) en base a
las figuras 7 y 8. La figura 7 es una vista en sección del elemento
de refuerzo según la segunda realización, y la figura 8 es una vista
ampliada en sección a lo largo de la línea D-D en la
figura 7.
Un elemento de refuerzo 11 según la segunda
realización está constituido para acoplar un cilindro 12 y un
vástago 13 insertado en él con un elemento viscoelástico hecho de
caucho 19. Al extremo del vástago 13 que se extiende fuera del
cilindro 12 está fijado un soporte de montaje en forma de L 14, a
través del que se dispone un agujero circular 14a. En la parte plana
de montaje en un extremo del cilindro 12 también está dispuesto un
agujero pasante circular 12a.
Así, cuando la fuerza axial actúa en el elemento
de refuerzo 11 según la segunda realización, el elemento
viscoelástico hecho de caucho 19 se somete a la deformación elástica
(deformación por cizalladura) para producir la fuerza de
amortiguamiento viscoso deseada. De esa forma, se puede lograr un
efecto similar al de la primera realización. Además, dado que los
medios de generación de fuerza de amortiguamiento del elemento de
refuerzo 11 en esta realización se componen del elemento
viscoelástico 19 que acopla el cilindro 12 al vástago 13, la
estructura del elemento de refuerzo 11 se puede simplificar, y
también se puede evitar el aumento del tamaño y del costo.
La resistencia adhesiva donde el elemento
viscoelástico 19 está unido al cilindro 12 y el vástago 13 ya se ha
puesto de modo que se puedan desprender cuando actúa un esfuerzo
excesivo superior al de la marcha usual, tal como en un accidente de
automóvil. Esto ayuda a romper el elemento de refuerzo 11 cuando el
vehículo sufre un golpe, permitiendo por ello que la carrocería de
vehículo absorba el choque producido por la deformación.
Una tercera realización (que no forma parte de
la presente invención) se describe a continuación según las figuras
9 y 10. La figura 9 es una vista en sección del elemento de refuerzo
según la tercera realización, y la figura 10 es una vista en sección
ampliada a lo largo de la línea E-E en la figura
9.
Un elemento de refuerzo 21 de la tercera
realización está constituido de tal manera que dos elementos de
canal metálicos 22, 23 que tienen una superficie plana estén
superpuestos con sus superficies opuestas una a otra, y acoplados
conjuntamente por cocción de un elemento viscoelástico hecho de
caucho 29 interviniente entre ambos elementos metálicos 22, 23.
Así, cuando actúa una fuerza axial en el
elemento de refuerzo 21 de la realización, el elemento viscoelástico
hecho de caucho 29 se somete a deformación elástica (deformación por
cizalladura) para producir una fuerza de amortiguamiento viscoso
deseada. Por lo tanto, se puede lograr un efecto similar al de la
primera realización. Además, dado que el elemento de refuerzo 21
está constituido de forma simple acoplando los dos elementos
metálicos 22, 23 conjuntamente con el elemento viscoelástico 29, la
estructura del elemento de refuerzo 21 se puede simplificar como la
segunda realización descrita anteriormente, y también se puede
evitar el aumento del tamaño y del costo.
Además, como con la segunda realización, la
resistencia adhesiva donde el elemento viscoelástico 29 está unido a
los elementos metálicos 22, 23 ya se ha puesto de modo que se puedan
desprender cuando actúe el esfuerzo excesivo superior a la marcha
real, tal como en un accidente de automóvil. Esto ayuda a romper el
elemento de refuerzo 21 cuando el vehículo sufre un accidente,
permitiendo por ello que la carrocería del vehículo absorba el
choque producido por la deformación.
A continuación se describe una cuarta
realización según las figuras 11 a 13. La figura 11 es una vista en
sección del elemento de refuerzo según la cuarta realización; la
figura 12 es una vista en planta superior del mismo elemento de
refuerzo; y la figura 13 es una vista en sección, que ilustra la
estructura interior del amortiguador hidráulico del mismo elemento
de refuerzo.
Un elemento de refuerzo 31 según esta cuarta
realización está constituido de tal manera que un vástago alargado
34 esté coaxialmente interconectado a un vástago de pistón 33 de un
amortiguador hidráulico 32, y el vástago 34 y el amortiguador
hidráulico 32 se cubren con una cubierta cilíndrica 35.
Un extremo de la cubierta 35 está montado
deslizantemente sobre un cilindro 36 del amortiguador hidráulico 32.
La parte intermedia de la cubierta 35 es soportada por un casquillo
de caucho en forma de aro 37. El otro extremo está unido a un
elemento de soporte 38 fijado al extremo del vástago 34 con dos
tornillos 39.
A ambos extremos del elemento de refuerzo 31 (el
extremo del amortiguador hidráulico 32 y el extremo del vástago 34)
están fijadas juntas cilíndricas 40, a través de cada una de las
cuales se ha formado coaxialmente un agujero circular 40a.
La estructura detallada de dicho amortiguador
hidráulico 32 se describe a continuación según la figura 13.
Con respecto al amortiguador hidráulico 32, un
extremo del vástago de pistón 33 está insertado en el cilindro 36.
Al extremo del vástago de pistón 33 que mira al interior del
cilindro 36 se ha fijado un pistón 41 con una tuerca 42. El vástago
de pistón 33 sale del cilindro 36 a través de una guía de vástago 43
montada estrechamente con la periferia interna de un extremo en el
lado abierto del cilindro 36 y un aro de sellado 44 dispuesto en el
interior de la guía de vástago 43. El vástago 34 (véase la figura
11) está enroscado coaxialmente sobre el extremo de extensión del
vástago de pistón 33.
El aro de sellado 44 incluye una arandela 44a,
una junta estanca 44b, y una junta estanca de aceite 44c y está
unido a la periferia interna del cilindro 36 con dos clips 70.
Además, un casquillo deslizante 71 está unido a la sección
periférica interna de la guía de vástago 43 (sección pasante del
vástago de pistón 33).
Un muelle de compresión 46 como un elemento
elástico para formar unos medios de cancelación de fuerza axial,
está dispuesto entre el aro de sellado 44 en la periferia externa
del vástago de pistón 33 y una hoja elástica 45. El pistón 41 y el
vástago de pistón 33 son empujados en una dirección con el muelle de
compresión 46.
Un pistón libre 47 está montado deslizantemente
en el cilindro 36 a través de una junta tórica 48. Las cámaras de
aceite S1, S2 y una cámara de gas S3 se definen por el pistón 41 y
el pistón libre 47 dentro del cilindro 36. Las cámaras de aceite S1,
S2 se llenan de aceite, y la cámara de gas S3 se llena de gas
inerte, tal como nitrógeno.
En el pistón 41 se ha formado una pluralidad de
galerías de aceite 41a, 41b que servirán como orificios. Unas
válvulas 61, 62 para abrir y cerrar por separado las galerías de
aceite 41a, 41b, están dispuestas en ambas superficies de extremo
del pistón 41. La apertura y el cierre de las válvulas 61, 62
permite que las cámaras de aceite S1 y S2 comuniquen selectivamente
a través de las galerías de aceite 41a, 41b.
Un casquillo deslizante 63 hecho de Teflon está
unido a la periferia externa del cilindro 36. Un extremo de la
cubierta 35 está montado deslizantemente sobre el cilindro 36 a
través del casquillo de deslizamiento 63.
Así, en la cuarta realización, cuando actúa una
fuerza axial en el elemento de refuerzo 31, el vástago de pistón 33
y el vástago 34 son desplazados con relación al cilindro 36 del
amortiguador hidráulico 32, y el pistón 41 fijado al vástago de
pistón 33 desliza dentro del cilindro 36.
Consiguientemente, cuando actúa una fuerza axial
de compresión en el elemento de refuerzo 31, el pistón 41 desliza
hacia la derecha dentro del cilindro 36 en la figura 13. Así, el
aceite de una cámara de aceite S2 abre la válvula 61 a través de las
galerías de aceite 41a del pistón 41 de manera que fluya a la otra
cámara de aceite S1. Este flujo de aceite hace que el amortiguador
hidráulico 32 genere fuerza de amortiguamiento viscoso.
Además, cuando actúa una fuerza de tracción
axial en el elemento de refuerzo 31, el pistón 41 desliza hacia la
izquierda dentro del cilindro 36 en la figura 13. Así, el aceite de
una cámara de aceite S1 abre la válvula 62 a través de las galerías
de aceite 41b del pistón 41 de manera que fluya a la otra cámara de
aceite S2. Este flujo de aceite hace que el amortiguador hidráulico
32 genere la fuerza de amortiguamiento viscoso. Además, el aumento y
la disminución de la capacidad del cilindro 36 correspondiente al
movimiento de extensión y retracción del vástago de pistón 33 con
relación al cilindro 36 se pueden contrarrestar por la expansión o
contracción del gas dentro de la cámara de gas S3 debido a que el
pistón libre 47 desliza dentro del cilindro 36.
Así, como con el elemento de refuerzo 1 relativo
a la primera realización, cuando se aplica una fuerza axial, el
elemento de refuerzo 31 según la cuarta realización funciona como un
amortiguador hidráulico, generando la fuerza de amortiguamiento
viscoso. En consecuencia, también en esta realización se puede
lograr un efecto similar al de la primera realización. Además, de
forma análoga a la primera realización, cuando las características
de la fuerza de amortiguamiento del amortiguador hidráulico 32 para
funcionar como un amortiguador hidráulico se varían en los lados de
tensión y compresión de la deformación axial, respectivamente, se
pueden obtener características de amortiguamiento más ideales para
la configuración introducida en la carrocería de vehículo durante
la marcha real del vehículo.
En estado sin carga en el que no actúa ninguna
carga axial en ningún extremo del amortiguador hidráulico 32 del
elemento de refuerzo 31, la presión interna dentro de la cámara de
gas S3 aplica la fuerza axial para intentar expulsar el vástago de
pistón 33 del cilindro 36 al vástago de pistón 33. Sin embargo, en
esta realización, dado que el pistón 41 y el vástago de pistón 33
son empujados en la dirección opuesta a la de la fuerza axial
aplicada con el muelle de compresión 46, aproximadamente toda la
fuerza axial para intentar expulsar el vástago de pistón 33 puede
ser cancelada por la fuerza de empuje del muelle de compresión 46.
Así, la entrada excesiva a la carrocería de vehículo se puede
reducir, y también la longitud del amortiguador hidráulico 32 se
puede aproximar más al tamaño establecido en el estado de descarga,
facilitando por ello el montaje del el elemento de refuerzo 31
sobre la carrocería de vehículo.
En las figuras 14 y 15, y las figuras 6 y 17,
respectivamente, se representan ahora dos ejemplos de la estructura
para montar el elemento de refuerzo 31. Las figuras 14 y 16 son
vistas en sección parcialmente laterales de la parte de montaje del
elemento de refuerzo, y las figuras 15 y 17 son vistas en planta
superior de la misma parte de montaje.
Estas figuras muestran solamente una de las
piezas de montaje del elemento de refuerzo. Cada estructura de las
otras partes de montaje es igual a la de las primeras partes de
montaje, cuya ilustración y descripción se omiten.
En el ejemplo representado en las figuras 14 y
15, un soporte de montaje en forma de chapa 64 está unido a la junta
40 fijada a un extremo del elemento de refuerzo 31 con un perno 65 y
una tuerca 66.
Más específicamente, el soporte de montaje 64
está fijado a la junta 40 de tal manera que un perno 65 que pasa a
través de un agujero pasante circular en la junta 40 se introduzca
en un agujero pasante del soporte de montaje 64 y posteriormente se
engancha una tuerca 66 con el perno 65 para apretarlo. Además, como
se representa en la figura 15, en el soporte de montaje 64 se ha
formado un agujero circular grande 64a, alrededor del que se han
formado tres pequeños agujeros circulares 64b.
Así, cuando el elemento de refuerzo 31 está
unido, por ejemplo, a las partes superiores de las suspensiones
delanteras derecha e izquierda del automóvil, las cabezas de las
suspensiones delanteras están montadas en los agujeros circulares
64a de los respectivos soportes de montaje 64, y entonces los
soportes de montaje 64 se unen a las partes superiores de las
suspensiones delanteras con los pernos (no representados) a
introducir en los tres agujeros circulares 64b. De esta forma, el
elemento de refuerzo 31 se puede unir a las partes superiores de las
suspensiones delanteras derecha e izquierda.
En el ejemplo representado en las figuras 16 y
17, un soporte de montaje en forma de torre 67 está unido a la junta
40 del elemento de refuerzo 31 con el perno 65 y la tuerca 66 de
manera similar a la anterior.
El soporte de montaje 67 está formado en forma
de una torre disponiendo verticalmente dos chapas 67B en una chapa
en forma de aro 67A y se ha formado un agujero circular 67a.
Alrededor del agujero circular 67a de la chapa 67A se han formado
tres pequeños agujeros circulares 67b.
Así, también en este ejemplo, cuando el elemento
de refuerzo 31 está unido, por ejemplo, a las partes superiores de
las suspensiones delanteras derecha e izquierda del automóvil, las
cabezas de las suspensiones delanteras están montadas en los
agujeros circulares 67a de los respectivos soportes de montaje 67, y
entonces los soportes de montaje 67 se unen a las partes superiores
de las suspensiones delanteras con los pernos (no representados) a
introducir en los tres agujeros circulares 67b. De esta forma, el
elemento de refuerzo 31 se puede unir a las partes superiores de las
suspensiones delanteras derecha e izquierda.
Se entenderá naturalmente que el uso del
elemento de refuerzo no se limita a las realizaciones descritas
anteriormente.
Será evidente por la descripción anterior que el
elemento de refuerzo para vehículos según las realizaciones que está
unido a la parte de refuerzo de la carrocería de vehículo y al que
se aplica principalmente la fuerza axial, está provisto de los
medios de generación de fuerza de amortiguamiento para generar la
fuerza de amortiguamiento viscoso contra la deformación axial. La
estructura de carrocería de vehículo se forma acoplando los lados
opuestos del bastidor de la carrocería de vehículo conjuntamente con
el elemento de refuerzo para vehículos. Así, la fuerza de
amortiguamiento viscoso generada por los medios de generación de
fuerza de amortiguamiento pueden reducir la velocidad y el
rebasamiento de la deformación axial del elemento de refuerzo.
Además, la vibración de la carrocería de vehículo en conexión con el
movimiento de los lados opuestos del bastidor de la carrocería de
vehículo puede ser absorbida efectivamente con la fuerza de
amortiguamiento. En consecuencia, la conducibilidad y la comodidad
de marcha del vehículo se pueden mejorar sin incurrir en aumento del
peso y de la concentración de esfuerzos en la periferia de las
piezas de montaje.
Las realizaciones descritas anteriormente se
refieren a un elemento de refuerzo de vehículo que está unido a la
parte de refuerzo de la carrocería de vehículo y al que se aplica
principalmente la fuerza axial, incluyendo unos medios de generación
de fuerza de amortiguamiento para generar fuerza de amortiguamiento
viscoso contra la deformación axial.
Es preferible que los medios de generación de
fuerza de amortiguamiento incluyan un amortiguador hidráulico, o un
amortiguador de aceite para generar fuerza de amortiguamiento por
líquido y orificios.
Es beneficioso que las características de la
fuerza de amortiguamiento de los medios de generación de fuerza de
amortiguamiento se varían en los lados de tensión y compresión de la
deformación axial, respectivamente.
También es beneficioso que el amortiguador
hidráulico o el amortiguador de aceite incluya un cilindro, un
pistón montado dentro del cilindro y un vástago de pistón que se
extiende fuera del cilindro del pistón, dos cámaras están formadas
en ambos lados del pistón en el cilindro, en el pistón se ha formado
una cámara de gas definida por un pistón libre, las dos cámaras
están llenas de líquido, se han formado orificios en el pistón para
comunicar ambas cámaras, y se carga gas en la cámara de gas. También
es preferible que unos medios de cancelación de fuerza axial estén
dispuestos con el fin de cancelar la fuerza expulsión axial del
vástago de pistón con la presión dentro de la cámara de gas en el
estado descargado en el que no se aplica fuerza axial a ningún
extremo del amortiguador hidráulico. Los medios de cancelación
axiales pueden incluir un elemento elástico para empujar el pistón
y el vástago de pistón en una dirección.
Las realizaciones descritas anteriormente
también se refieren a unos medios de generación de fuerza de
amortiguamiento incluyendo un elemento viscoelástico para acoplar
dos elementos conjuntamente.
También se describe una estructura de carrocería
de vehículo que se forma acoplando lados opuestos de un bastidor de
la carrocería de vehículo junto con un elemento de refuerzo de
vehículo provisto de unos medios de generación de fuerza de
amortiguamiento para generar fuerza de amortiguamiento viscoso
contra la deformación axial.
Es preferible que los extremos abiertos del
bastidor de la carrocería de vehículo estén acoplados conjuntamente
con el elemento de refuerzo de vehículo.
El elemento de refuerzo para vehículos permite
mejorar la conducibilidad y la comodidad de marcha del vehículo sin
producir ningún aumento del peso ni concentración de esfuerzos en la
periferia de las piezas de montaje.
El elemento de refuerzo de vehículo que está
unido a la parte de refuerzo de la carrocería de vehículo y al que
se aplica principalmente una fuerza axial, está provisto de unos
medios de generación de fuerza de amortiguamiento (un amortiguador
hidráulico, o un amortiguador de aceite) para generar fuerza de
amortiguamiento viscoso contra la deformación axial.
La fuerza de amortiguamiento viscoso a generar
por los medios de generación de fuerza de amortiguamiento es capaz
de reducir la velocidad y el rebasamiento de la deformación axial
del elemento de refuerzo. Esto ayuda a reducir la deformación por
vibración de la carrocería de vehículo sin mejorar excesivamente la
rigidez estática del elemento de refuerzo para mejorar la
conducibilidad y la comodidad de marcha del vehículo. Además, no hay
que mejorar excesivamente la rigidez estática del elemento de
refuerzo, de modo que se pueda evitar el aumento en peso y la
concentración de esfuerzos en la periferia de las piezas de montaje
del elemento de refuerzo. Por lo tanto, será innecesaria una
modificación principal de la carrocería de vehículo.
Claims (8)
1. Bastidor de carrocería de vehículo que tiene
una estructura de refuerzo incluyendo un elemento de refuerzo (1,
31) que interconecta dos puntos a reforzar del bastidor de
carrocería de vehículo (101A) y que tiene unos medios de generación
de fuerza de amortiguamiento que generan una fuerza de
amortiguamiento viscoso contra la deformación axial del elemento de
refuerzo (1, 31) producida por el movimiento relativo entre estos
puntos del bastidor de carrocería de vehículo (101A) durante la
marcha del vehículo (100) para reducir la deformación por vibración
del bastidor de carrocería de vehículo (101A),
caracterizado porque
los medios de generación de fuerza de
amortiguamiento incluyen un amortiguador hidráulico (32), en
particular un amortiguador de aceite, para generar la fuerza de
amortiguamiento por medio de un líquido hidráulico, donde el
amortiguador hidráulico (32) tiene un cilindro (36), un pistón (41),
un vástago de pistón (33), cámaras de aceite (S1, S2) definidas por
el pistón (41), y al menos un orificio (41a, 41b), y ambas cámaras
de aceite (S1, S2) están en comunicación mutua a través del orificio
(41a, 41b), y donde ambas cámaras de aceite (S1, S2) son
presurizadas por un pistón libre (47).
2. Bastidor de carrocería de vehículo según la
reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de
refuerzo (1, 31) interconecta paredes opuestas, en particular
extremos abiertos del bastidor de carrocería de vehículo (101A),
donde una deformación axial del elemento de refuerzo (1, 31) es
producida por una fuerza de compresión axial o una fuerza de tensión
axial generada por un movimiento relativo entre las paredes opuestas
del bastidor de carrocería de vehículo (101A).
3. Bastidor de carrocería de vehículo según la
reivindicación 1, caracterizado por un primer elemento del
elemento de refuerzo (1, 31), unido a una de las paredes opuestas
del bastidor de carrocería de vehículo (101A), y un segundo
elemento, unido a la otra pared respectiva de las paredes opuestas
del bastidor de carrocería de vehículo (101A), donde los elementos
primero y segundo están dispuestos en una relación predeterminada
uno a otro y los medios de generación de fuerza de amortiguamiento
están adaptados para generar una fuerza de amortiguamiento contra un
movimiento relativo de los elementos primero y segundo.
4. Bastidor de carrocería de vehículo según una
de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque una
fuerza de amortiguamiento característica en un lado de compresión de
la deformación axial de los medios de generación de fuerza de
amortiguamiento es diferente de la de un lado de tensión de la
deformación axial de los medios de generación de fuerza de
amortiguamiento.
5. Bastidor de carrocería de vehículo según una
de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los
medios de generación de fuerza de amortiguamiento incluyen un
vástago alargado (34), donde el vástago alargado (34) está
interconectado al vástago de pistón (33) del amortiguador hidráulico
(32).
6. Bastidor de carrocería de vehículo según una
de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el pistón
(41) está montado dentro del cilindro (36), donde el vástago de
pistón (33) se extiende fuera del cilindro (36) desde el pistón
(41), y donde se han formado orificios (41a, 41b) en el pistón (41)
para comunicar ambas cámaras (S1, S2) llenas del líquido hidráulico
y estando dispuestos en lados opuestos del pistón (41) en el
cilindro (36), e incluyendo además una cámara de gas cargada (S3)
definida por el pistón libre (47) dispuesto en el cilindro (36).
7. Bastidor de carrocería de vehículo según una
de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la
estructura de refuerzo incluye además unos medios de cancelación de
fuerza axial (46) adaptados para cancelar la fuerza de expulsión
axial del vástago de pistón (33) con la presión dentro de una cámara
de gas (S3), que se define por el pistón libre (47) dispuesto en el
cilindro (36), en la condición descargada en la que no se aplica
fuerza axial a ningún extremo del amortiguador hidráulico (32),
donde los medios de cancelación de fuerza axial incluyen un elemento
elástico (46) para empujar el pistón (41) y vástago de pistón (33)
en una dirección.
8. Bastidor de carrocería de vehículo según una
de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque la
estructura de refuerzo incluye además una cubierta (35), donde un
extremo de la cubierta (35) está montado deslizantemente sobre el
cilindro (36) del amortiguador hidráulico (32), una parte intermedia
de la cubierta (35) es soportada por un casquillo de caucho en forma
de aro (37), y el otro extremo de la cubierta (35) está unido a un
elemento de soporte (38) fijado a un extremo del vástago alargado
(34).
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