ES2392305A1 - Válvula deslizante mejorada y proceso de montaje de la misma. - Google Patents

Válvula deslizante mejorada y proceso de montaje de la misma. Download PDF

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Abstract

Válvula deslizante mejorada y proceso de montaje de la misma.Aplicable en amortiguadores hidráulicos en los que mediante una válvula (6) se regula el paso de un fluido entre dos cámaras (1 y 2), caracterizada por comprender un cuerpo tubular alargado (12) dotada en un extremo de una extensión anular (13) de tope de un muelle (10) dispuesto alrededor del cuerpo (12), el extremo opuesto del muelle (10) incorpora una arandela de retén (14) y la válvula (6) que se fijan en el cuerpo tubular alargado (12) mediante un elemento de retención (15) que se retiene en una ranura perimétrica (16) prevista en el otro extremo del cuerpo tubular alargado (12), el cual se fija en la espiga del vástago (3) del amortiguador para obturar el paso previsto entre las dos cámaras (1 y 2) mediante la válvula (6).Esta configuración facilita el montaje sobre el cuerpo (12), mediante un dispositivo compresor (19), del muelle, arandela de retén, válvula y elemento de retención, teniendo una mayor facilidad y rapidez de montaje.

Description

VÁLVULA DESLIZANTE MEJORADA Y PROCESO DE MONTAJE DE LA MISMA OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención, se refiere a una válvula deslizante mejorada, del tipo de las empleadas en amortiguadores hidráulicos, que tiene por objeto proporcionar una configuración y diseño que otorgan una mayor robustez y funcionalidad a la misma.
Además, la invención se refiere al proceso de montaje de la válvula, que tiene por objeto proporcionar una mayor velocidad y rapidez de montaje reduciendo el tiempo y los costes del mismo.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Los amortiguadores utilizados habitualmente en vehículos automóviles, independientemente del tipo que sean, forman parte del sistema de suspensión, conjuntamente
con
las ruedas y las ballestas, barras de torsión o muelles
y
son los elementos que recogen las oscilaciones de los
muelles
o ballestas, absorbiéndolas y transformándolas en
calor.
Los amortiguadores hidráulicos están basados en la resistencia que ofrece todo fluido viscoso al paso por un orificio calibrado.
En el caso de amortiguadores hidráulicos generalmente utilizados en vehículos automóviles, éstos se conforman por un cilindro denominado cuerpo (habitualmente unido a la rueda) por cuyo interior discurre un pistón conectado a un vástago de accionamiento (habitualmente unido al chasis), definiendo el pistón en el interior del cilindro dos cámaras, una de compresión y otra de tracción, inundadas ambas de fluido, generalmente aceite.
El pistón cuenta con una serie de orificios y válvulas que obturan en mayor o menor medida el paso del fluido, consiguiéndose así una dificultad variable a la circulación del fluido que pasa de una cámara a otra. Dicha dificultad de circulación del fluido se materializa en una caída de presión entre las cámaras de trabajo, generando una fuerza resultante que se opone al movimiento relativo entre el vástago y el cuerpo del amortiguador, reduciéndose de esta manera las oscilaciones del vehículo.
Los sistemas de estrangulamiento que constituyen el principio de funcionamiento de los amortiguadores utilizados en la actualidad, están constituidos por láminas en forma de disco anular, que abren y cierran unos orificios situados en el pistón y que comunican las cámaras de trabajo. Los sistemas de estrangulamiento descritos se denominan habitualmente válvula o valvulería.
Una
de las soluciones constructivas presente en los
amortiguadores
hidráulicos es la denominada valvulería
deslizante,
caracterizada por la posibilidad de
deslizamiento de los discos respecto del eje que los guía.
Los diseños de valvulería deslizante presentes en los amortiguadores hidráulicos constan de un casquillo o tuerca modificada que se inserta o rosca en la espiga del vástago. Esta pieza define un nuevo eje sobre el que se guían uno o varios discos y una arandela que puede llevar o no una junta tórica incorporada. A su vez, la arandela está preparada para guiar a un muelle que se lleva a su longitud de montaje con la ayuda de una tuerca modificada. De esta forma, los elementos con posibilidad de deslizamiento axial establecen una oposición al paso de fluido, cuya magnitud es regulada por la fuerza elástica del muelle.
La secuencia de montaje habitual para estos diseños de valvulería deslizante se inicia insertando el casquillo o roscando la tuerca modificada, según sea el caso, sobre la espiga del vástago. A continuación, de utiliza este componente para guiar el disco o discos, la arandela y el muelle. Finalmente, se comprime el muelle con una tuerca roscada nuevamente sobre la espiga del vástago.

La solución constructiva aquí descrita presenta una serie de inconvenientes. En primer lugar, el casquillo o
tuerca modificada que conforma el eje sobre el que deslizan los elementos móviles ha de ser una pieza de gran precisión dimensional, debiendo incorporar un resalte de reducidas dimensiones, necesario para la fase de montaje. El citacto resalte retiene a las piezas móviles en posición para garantizar su correcto montaje. La difícil resolución del compromiso entre compacidad y funcionalidad propicia la aparición de defectos durante el montaje de la valvulería.
En segundo lugar, la inclusión del casquillo o tuerca modificada supone un incremento de costo significativo en el conjunto de la valvulería, tanto por su propio costo como por la complejidad que incorpora al montaje.
Finalmente, la definición de la longitud de montaje del muelle mediante una construcción con dos piezas principales, casquillo o tuerca más la segunda tuerca, aumenta la tolerancia de la longitud de montaje del muelle, lo que introduce mayor dispersión en la curva de amortiguamiento del amortiguador. Las alternativas que eliminan el casquillo o tuerca modificada de la cadena de
piezas que presentan prla rosca de mayor complejidad
fijan oblemas la tuerca de DESC la longitud de montaje geométricos derivados de que retiene al muelle, montaje. RIPCIÓN DE LA INVENCIÓN del la casí muelle, alidad de como una
Para
resolver los inconvenientes anteriormente

indicados, en la presente invención se propone una válvula deslizante mejorada en la que se unifican las funciones del casquillo o tuerca modificada y la tuerca de compresión del muelle en una sola pieza. Esta pieza se materializa mediante un cuerpo tubular alargado dotado de una extensión anular sobre la que apoya el muelle y una zona de eje con la que se guían el disco o discos, una arandela de reten y el propio muelle. El conjunto se mantiene comprimido mediante un elemento de retención que se aloja en una ranura perimetral sita en el extremo adecuado del cuerpo tubular alargado. En la realización preferida de la
invención el elemento de retención de la valvulería
deslizante está determinado por una arandela circlip. La
válvula deslizante así ensamblada se rosca a la espiga del
vástago del amortiguador para aportar su función de
5
estrangulamiento del paso de fluido hidráulico entre las
cámaras del amortiguador.
El cuerpo tubular alargado está constituido por una
tuerca alargada que se fija en la espiga del vástago
mediante roscado, o puede estar constituido por un
10
casquillo que se fija a la espiga del vástago mediante una
tuerca.
No es posible llevar a término la unificación de
funciones en una nueva tuerca sin una revisión completa del
método de montaje de la valvulería deslizante. Dicho
15
montaje, que es también objeto de la invención, transcurre
en dos etapas claramente diferenciadas: una etapa previa de
montaje de la valvulería deslizante propiamente dicha y su
posterior ensamblado en la espiga del vástago del
amortiguador.
2 O
En la etapa de montaje previa, la nueva pieza
constituida por el cuerpo tubular alargado se dispone sobre
un soporte de un dispositivo compresor, de forma que el
extremo del cuerpo tubular alargado dotado con la extensión
anular apoya sobre dicho soporte. En el extremo opuesto se
25
inserta una pieza alargada de guiado para facilitar el
montaje de las piezas deslizantes del diseño. Seguidamente
y, apoyándose en la pieza alargada de guiado, se ubican
sobre el eje disponible en el cuerpo tubular alargado el
muelle, la arandela de retén del muelle, uno o varios
30
discos y un elemento de retención del conjunto que
constituyen las piezas deslizantes del diseño. El
dispositivo compresor se ubica a continuación, aplicando su
acción sobre las piezas deslizantes, y empujando el
elemento de retención del conjunto hasta alojarlo en una
35
ranura perimetral practicada al efecto en el cuerpo tubular
alargado. De esta forma la valvulería deslizante, con el
muelle comprimido, queda retenida sobre el cuerpo tubular
alargado.
En la segunda etapa, el conjunto preparado durante la
primera se monta sobre la espiga del vástago quedando
5
disponible para ejercer su función de restricción del paso
de fluido hidráulico entre cámaras del amortiguador.
En la realización preferente de la invención la pieza
alargada de guiado presenta una configuración curvada que
define un estrechamiento en el extremo opuesto al que se
1 O
sitúa sobre el cuerpo tubular alargado, para facilitar la
colocación del muelle, arandela de retén, disco o discos y
el elemento de retención del conjunto en dicha pieza de
guiado.
A continuación para facilitar una mejor comprensión de
15
esta memoria descriptiva, y formando parte integrante de la
misma, se acompañan una serie de figuras en las que con
carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el
objeto de la invención.
BREVE ENUNCIADO DE LAS FIGURAS
20
Figura 1.-Muestra una vista seccionada del estado de
la técnica de la parte de un amortiguador convencional en
la que se dispone la válvula.
Figura 2.Muestra una vista en perspectiva
explosionada de la válvula de la invención y del proceso de
25
montaje de la misma.
Figura 3.Muestra un vista seccionada de la válvula
de la invención en el momento en el que se enrosca sobre la
espiga del vástago del amortiguador.
Figura 4.-Muestra una vista equivalente a la figura
30
anterior pero con la válvula acoplada sobre el pistón que
es solidario del vástago del amortiguador.
Figuras Sa y Sb.-Muestran el proceso de montaje de la
válvula antes de su ubicación sobre el vástago del
amortiguador, lo cual se representa en las figuras 3 y 4.
Figuras 6a y 6b.-Muestran una vista equivalente a la figura anterior en la que la válvula se encuentra montada y lista para su enroscado sobre el vástago del amortiguador.
DESCRIPCIÓN DE LA FORMA DE REALIZACIÓN PREFERIDA
A continuación se realiza una descripción de la invención basada en las figuras anteriormente comentadas.
En primer lugar, y con ayuda de la figura 1 se
describe
una válvula convencional de un amortiguador
hidráulico,
para facilitar la comprensión de las mejoras
proporcionadas
por la invención.
Los
amortiguadores hidráulicos realizan su función
mediante la transferencia de un fluido hidráulico entre dos cámaras 1 y 2 interconectadas en el interior del amortiguador.
Para ello el amortiguador comprende un vástago 3 que es solidario de un pistón 4 mediante el cual se delimita el acceso a las cámaras 1 y 2. Sobre la espiga del vástago 3 se dispone una primera tuerca 5, sobre la que además se ubica una válvula 6, constituida por una o varias láminas en forma de disco anular superpuestas, que se retienen mediante un resalte 7 que evita que las válvulas se escapen durante el montaje.
Además, sobre la primera tuerca 5 se dispone una junta tórica 8 y una arandela de retén 9 en la que apoya un muelle 10, de forma que a continuación se enrosca una segunda tuerca 11 en la espiga del vástago 3, comprimiendo el muelle y ajustando el conjunto sobre el pistón 4, de manera que la válvula 6 obtura el paso entre las cámaras.

La función del resalte 7 está restringida a la etapa de montaje. El resalte 7 debe retener a la válvula 6, la junta tórica 8, la arandela de retén 9, y el muelle 10 permitiendo la manipulación del conjunto durante su desplazamiento y roscado en la espiga del vástago 3. Una vez finalizada la etapa de ensamblado, el resalte 7 carece de utilidad y debe quedar fuera del alcance de las piezas
deslizantes 6, 8 y 9 en su rango de operación. Por ello, el
resalte
7 es de dimensión muy reducida y requiere una
elevada
precis ión dimensional, lo que conlleva un coste
elevado
y un difícil compromiso entre sus dos modos de
funcionamiento, causa de defectos en el producto final.
Además, esta configuración tiene el resto de problemas ya comentados en el apartado Descripción de la Invención, que son resueltos mediante la invención, la cual comprende una tuerca alargada 12 que aglutina las funciones de las tuercas 5 y 11. La tuerca 12 incluye en uno de sus extremos una extensión anular 13 en la que hace tope el muelle 10 a continuación del cual incorpora una arandela de retén 14 sobre la que hace tope el otro extremo del muelle 10. A continuación de la arandela de retén 14 incorpora la válvula 6, compuesta por uno o varios discos anulares que pueden ser de diferente dimensión. La válvula 6 se fija mediante un elemento de retención 15, constituido por una arandela circlip, que se aloja en una ranura perimetral 16 prevista en el otro extremo de la tuerca alargada 12.
De esta forma una vez montada la válvula sobre la tuerca alargada 12, tal y como será descrito con posterioridad, se permite efectuar el roscado de la tuerca alargada 12 sobre la espiga del vástago 3, hasta que la válvula 6 se acopla en el pistón 4, regulando el paso de fluido entre las cámaras 1 y 2. En esta posición, la arandela circlip 15 queda embebida en el pistón 4, sin posibilidad de intervenir en el funcionamiento de la valvulería deslizante, siendo únicamente necesaria durante su de montaje.
Para montar los elementos anteriormente indicados sobre la tuerca alargada 12, ésta se dispone sobre un soporte 17 de un dispositivo compresor 19, de forma que el extremo de la tuerca alargada 12 que incluye la extensión anular 13, apoya sobre dicho soporte 17.

A continuación y sobre el otro extremo de la tuerca alargada 12 se ubica una pieza alargada de guiado 18 cuya
superficie se alinea con la superficie de la tuerca alargada 12. Para ello, tal y como se muestra en las figuras 5a, 5b, 6a y 6b, del ejemplo de realización se han previsto dos configuraciones diferentes de la pieza alargada de guiado 18. En un caso ésta está dotada de un rebaje perimétrico 20 en el que se aloja el extremo de la tuerca alargada 12 enrasando las superficies exteriores de ésta y de la pieza alargada de guiado 18, tal y como se muestra en las figuras 5a y 6a. En cambio en la realización de las figuras 5b y 6b la pieza alargada de guiado 18 incorpora un taladro central 21 en el que se introduce el soporte 17 del dispositivo compresor, y de forma que la superficie exterior de la pieza alargada de guiado 18 apoya
sobre
el extremo de la tuerca alargada 12 quedando las
superficies
exteriores de las mismas correctamente
posicionadas.
En ambos casos la pieza alargada de guiado 18 presenta un extremo curvado que define un estrechamiento que facilita la introducción del muelle 1O, arandela de retén 14, válvula 6 y arandela circlip 15 sobre la pieza alargada de guiado 18 para realizar el montaje, de forma que estos elementos quedan según se muestra en las figuras 5a y 5b. En esta situación se ubica el dispositivo compresor 19 a continuación de la arandela circlip 15 y se aplica presión venciendo la acción del muelle 10 hasta que la arandela circlip 15 se aloja en la ranura perimetral 16, quedando el conjunto de válvula 6, arandela de retén 14 y muelle 10 fijados sobre la tuerca alargada 12.

A continuación se eleva el dispositivo compresor 19, se retira la pieza alargada de guiado 18 y se extrae la tuerca alargada 12 del soporte 17, lo que permite efectuar el roscado de la tuerca alargada 12 sobre la espiga del vástago 3 del amortiguador hasta que la válvula 6 se acopla sobre el pistón 4 regulando el paso del fluido entre las cámaras 1 y 2.
Por tanto, la invención proporciona una mayor robustez
y un menor costo, ya que elimina la necesidad de
utilización de una segunda tuerca. Además, la sustitución
del resalte 7 por una arandela circlip 15 estándar
5
simplifica el diseño al tiempo que incrementa su
fiabilidad, dado que este componente tiene una precisión
dimensional muy elevada a un coste muy reducido.
Por otro lado, la manipulación de la valvulería
deslizante premontada es más sencilla y robusta que la del
1 O
conjunto formado por la tuerca 5, la válvula 6, la junta
tórica 8, la arandela de retén 9 y el muelle 1O, así como
la de otras soluciones existentes. La fuerza del muelle 10
comprimido junto con la arandela circlip 15 mantiene a
todas las piezas del conjunto en su posición de forma
15
fiable. Por el contrario, el montaje utilizado en el estado
de la técnica carece de fuerza o elemento que garantice la
posición de las piezas, pudiendo desplazarse éstas durante
su manipulación. Esta falta de garantía es fuente de
defectos durante el ensamblado del amortiguador.
20
Igualmente, la utilización de una única tuerca
alargada 12 reduce la dispersión en la longitud de montaje
del muelle 10 frente al uso de dos componentes, al tiempo
que aporta un tope mecánico para definir dicha dimensión.
La existencia de este tope mecánico simplifica también el
25
montaje, puesto que evita el uso de útiles externos
adicionales para definir la posición de montaje correcta
del muelle 10.
En general, la secuencia de montaje definida para la
invención proporciona una mayor facilidad y rapidez de
30
montaje respetando los procedimientos habitualmente
utilizados en el ensamblado de amortiguadores hidráulicos,
lo que reduce el tiempo y coste de esta operación.

Claims (3)

  1. REIVINDICACIONES
    1.-VÁLVULA DESLIZANTE MEJORADA, aplicable en amortiguadores hidráulicos dotados de un pistón ( 4) solidario de un vástago (3) sobre el que se rosca una
    5 tuerca (5) sobre la que se incluye una arandela de retén
    (9) que, mediante un muelle (10), presiona sobre una válvula (6) constituida por una serie de finas chapas anulares superpuestas, acopladas en el pistón (4) regulan el paso de un fluido entre dos cámaras (1 y 2) se
    10 caracteriza porque comprende un cuerpo tubular alargado
    (12) que en uno de sus extremos comprende una extensión anular (13) de tope de muelle (10) dispuesto alrededor del cuerpo tubular alargado (12) ; habiéndose previsto en el extremo opuesto del muelle (10) una arandela de retén (14)
    15 y la válvula (6), que están fijados sobre el cuerpo tubular alargado (12) mediante un elemento de retención (15) que se aloja en una ranura perimetral (16) prevista en el otro extremo del cuerpo tubular alargado (12), el cual se fija en la espiga del vástago (3) del amortiguador para obturar
    2 O el paso previsto entre las dos cámaras ( 1 y 2) mediante la válvula (6). 2.-VÁLVULA DESLIZANTE MEJORADA, según reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de retención es una arandela circlip (15).
    2 5 3.-VÁLVULA DESLIZANTE MEJORADA, según reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo tubular alargado está seleccionado entre una tuerca alargada (12) que se fija en la espiga del vástago (3) mediante roscado, y un casquillo que se fija en la espiga del vástago (3) mediante una
    30 tuerca.
  2. 4.- PROCESO DE MONTAJE DE UNA VÁLVULA DESLIZANTE,
    según reivindicación 1, caracterizado porque comprende las siguientes fases: ubicar sobre un soporte (17) de un dispositivo compresor 35 (19) el cuerpo tubular alargado (12) de manera que su
    extremo
    dotado de la extensión anular (13) apoya en
    dicho
    soporte,
    ubicar
    en el otro extremo del cuerpo tubular alargado
    (
    12) una pieza alargada de guiado (18) cuya superficie enrasa con la superficie del cuerpo tubular alargado
    (
    12) ' ubicar el muelle (10), arandela de retén (14), la válvula (6) y elemento de retención (15) sobre la pieza alargada de guiado (18). actuar el dispositivo compresor (19) comprimiendo el muelle (10) desplazándolo junto con la arandela de retén
    (
    14) , la válvula ( 6) y el elemento de retención (15) hasta que este último se aloja y retiene en la ranura perimetral (16) del cuerpo tubular alargado (12),
    montar el cuerpo tubular alargado (12) sobre el vástago
    ( 3) del amortiguador quedando la válvula (16) acoplada al pistón ( 4) para obturar el paso de las cámaras ( 1 y 2) •
  3. 5.-PROCESO DE MONTAJE DE UNA VÁLVULA DESLIZANTE, según reivindicación 4, caracterizado porque la pieza alargada de guiado (18) presenta una configuración curvada que define un estrechamiento en su extremo opuesto al del cuerpo tubular alargado (12), para facilitar la ubicación del muelle (10), arandela de retén (14), válvula (6) y elemento de retención (15) en dicha pieza alargada de guiado (18).
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