Amortiguador de vibraciones en particular para estructura aeroespacial.

Amortiguador de vibraciones que comprende:

- un bastidor (10) que delimita una cámara anular (11),



- un pistón (1) que presenta una corona central (2) deslizante dentro de la cámara anular (11), la cual tiene uncontorno externo de diámetro superior o sensiblemente igual al diámetro exterior de la corona central (2) de modoque la cámara anular (11) está separada en un primer (111) y un segundo (112) compartimentos,

- dos elementos de unión dispuestos en los extremos opuestos del pistón, siendo un primer elemento de unión (6)solidario con el bastidor (10) y siendo un segundo elemento de unión (7) solidario con el pistón (1),caracterizado por

- estar rellenos cada uno de dichos compartimentos (111, 112) mediante al menos un cojín metálico (21, 22) en mallade hilo, elementos estos que constituyen los elementos de amortiguación del amortiguador,

- un fluido de amortiguamiento que llena la cámara anular (11), incluidos los intersticios entre las mallas del o de loscojines metálicos (21, 22).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08291233.

Solicitante: HUTCHINSON S.A..

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 2 RUE BALZAC 75800 PARIS FRANCIA.

Inventor/es: Gelbard,Carole, Buffin,Thibaut.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F16F9/00 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.F16F RESORTES; AMORTIGUADORES; MEDIOS PARA AMORTIGUAR LAS VIBRACIONES.Resortes, amortiguadores de vibraciones, amortiguadores de choques o amortiguadores de movimiento de estructura similar que utilizan un fluido o un medio equivalente como agente de amortiguamiento (F16F 5/00 tiene prioridad; uniones de válvulas a cuerpos elásticos inflables B60C 29/00; accesorios de maniobra para puertas que emplean un sistema de frenado por fluido E05F).

PDF original: ES-2385388_T3.pdf

 

Amortiguador de vibraciones en particular para estructura aeroespacial.

Fragmento de la descripción:

Amortiguador de vibraciones en particular para estructura aeroespacial.

La presente invención tiene por objeto un amortiguador de vibraciones, en particular para estructura aeroespacial. Por el documento FR 2. 212.012 A se conoce un amortiguador según el preámbulo de la reivindicación 1.

Ya son conocidos amortiguadores completamente metálicos, pero estos no presentan un suficiente amortiguamiento, o bien no es posible contar con una elevada rigidez en un pequeño volumen.

También son conocidos amortiguadores de elastómero pero, por una parte, no presentan un suficiente amortiguamiento y, por otra parte, no es posible obtener una elevada rigidez con escasa exigencia de espacio y, además, son sensibles a la temperatura.

Todavía son conocidos amortiguadores que combinan muelle e hidráulica, pero no es posible obtener una elevada rigidez en un pequeño volumen.

Finalmente, estos sistemas no permiten todos ellos una regulación independiente de la rigidez y del amortiguamiento.

La invención concierne, así, a un amortiguador de vibraciones que no presenta al menos uno de los inconvenientes anteriormente enumerados.

La invención concierne, así, a un amortiguador de vibraciones que incorpora:

- un bastidor que delimita una cámara anular,

- un pistón que presenta una corona central deslizante dentro de la cámara anular. Esta cámara anular tiene un contorno externo de diámetro superior o sensiblemente igual al diámetro exterior de la corona central de modo que quede separada en un primer y un segundo compartimentos,

- dos elementos de unión dispuestos en los extremos opuestos del pistón, siendo solidario con el bastidor un primer elemento de unión y siendo solidario con el pistón un segundo elemento de unión.

- Siendo rellenos cada uno de de dichos compartimentos mediante al menos un cojín metálico en malla de hilo, elementos estos que constituyen los elementos de amortiguación del amortiguador,

- un fluido de amortiguamiento que llena la cámara anular, incluidos los intersticios entre las mallas de los cojines metálicos.

La corona central presenta al menos un agujero pasante y/o un huelgo en su periferia para el paso del fluido de amortiguamiento en los movimientos axiales del pistón.

La rigidez del amortiguador recae en los cojines metálicos, mientras que el amortiguamiento se obtiene mayoritariamente por disipación de energía del fluido que pasa, por una parte, a través de las mallas de hilo de los cojines metálicos y, por otra parte, par el huelgo entre la corona central del pistón y el contorno externo de la cámara anular y/o el o los agujeros pasantes por la corona central del pistón.

El o los elementos de unión pueden ser una rótula, en particular metálica o estratificada elastómero / metal.

Los cojines metálicos tienen ventajosamente, en su estado libre, un diámetro interior d comprendido entre 10 mm y 25 mm, un diámetro exterior D comprendido entre 30 mm y 50 mm y una altura H comprendida entre 10 mm y 20 mm.

Ventajosamente, los cojines metálicos están precargados axialmente, en particular con una precarga LH/ H, designando LH el aplastamiento del cojín debido a la precarga, que está comprendida entre el 10 % y el 50 %.

La densidad de los cojines metálicos está comprendida ventajosamente entre 0, 2 y 3.

Preferentemente, el amortiguador incorpora al menos una cámara de compensación que se encarga, por una parte, de una compensación de la contracción y de la dilatación del fluido, respectivamente en frío y en caliente y, por otra parte, de una presurización del fluido con el concurso de un elemento elástico.

Otras características y ventajas de la invención aparecerán de una manera más evidente con la lectura de la descripción que sigue, en conjunción con los dibujos que se acompañan, en los que:

la figura 1a es un esquema de conjunto, en sección axial, de un amortiguador destinado para una aplicación aeroespacial, siendo la figura 1b una sección BB de la figura 1a, mostrando las cámaras de compensación, la figura 2a representa un cojín metálico en sección axial, y la figura 2b, una curva típica de rigidez de un cojín metálico bajo carga axial, la figura 3 ilustra la circulación del fluido dentro del amortiguador, las figuras 4a a 4c ilustran el funcionamiento del dispositivo en tres posiciones, respectivamente en posición equilibrada al montaje (figura 4a) , en posición de tope a la derecha (figura 4b) y en posición de tope a la izquierda (figura 4c) .

La invención concierne a un amortiguador que puede equipar cualquier estructura o equipo que tenga que ser protegido contra las vibraciones. El amortiguador va montado sobre una estructura aeroespacial, pero puede ser de aplicación a un rotor de helicóptero, un motor de vehículo automóvil, una máquina vibratoria, etc.

Más en particular, se trata de un enlace mecánico con comportamiento elástico y disipativo cuyos amortiguamiento y rigidez se pueden regular independientemente. La técnica utilizada alía cojín / cojines metálico (s) y amortiguamiento fluido.

El amortiguador representado a título de ejemplo en la figura 1a presenta un pistón (1) provisto de una corona central (2) que tiene un contorno externo (3) de diámetro D0 deslizante, eventualmente con huelgo, dentro del contorno externo (12) de una cámara anular (11) de un bastidor (10) dentro del cual desliza el pistón (1) , de modo que la cámara anular (11) queda separada en un primer (111) y un segundo (112) compartimento. El contorno externo de la cámara anular presenta en el presente documento un primer contorno externo cilíndrico (13) de diámetro sensiblemente igual a D para alojar unos cojines metálicos (21 y 22) , y el contorno externo cilíndrico (12) de diámetro D0 para permitir el deslizamiento del contorno externo de la corona central (2) , eventualmente con un huelgo calibrado que permite un amortiguamiento por paso del fluido.

La figura 1b muestra dos cámaras de compensación (15 y 16) situadas a uno y otro lado de la rótula (6) y provistas de dispositivos de puesta en presión (17 y 18) y con muelle. Se hace notar que es posible prever un dispositivo de compensación en un espacio de la cámara anular (11) .

Unos pernos (8 y 9) sirven para la fijación de las rótulas izquierda (6) y derecha (7) .

La rótula izquierda (6) va fijada mediante el perno (8) al bastidor (10) , mientras que la rótula derecha (7) está solidarizada con el pistón (1) al que va fijada, en virtud del perno (9) . El extremo cilíndrico (61) de la rótula izquierda (6) desliza dentro de una abertura cilíndrica (14) del pistón (1) .

La función rigidez (fuerza de recuperación) es asumida por los cojines metálicos (21 y 22) , mientras que el amortiguamiento se obtiene por disipación de energía obtenida mayoritariamente mediante el paso del fluido a través de las mallas de los cojines metálicos (21 y 22) .

La precarga axial LH / H está comprendida, por ejemplo, entre el 10 % y el 50 %.

La figura 3 ilustra la circulación del fluido dentro del amortiguador en un desplazamiento axial del pistón (1) :

- por los agujeros pasantes (4) de la corona central (2) del pistón (1) (flechas F2) ,

- y/o por el huelgo externo entre la corona central (2) y el bastidor (10) (flechas F1) .

El amortiguador de vibraciones presenta varias funciones:

- El ensamble sobre la estructura que ha de amortiguarse se realiza mediante 2 rótulas (6, 7) que pueden ser bien rótulas secas (metálicas) , o bien rótulas elásticas (caucho / metal) .

La puesta en práctica de una rótula estratificada caucho / metal permite eliminar el daño por contacto metal / metal. El ocasional daño de las rótulas estratificadas, por otra parte, es más fácilmente detectable y medible.

- La función rigidez del sistema amortiguador está localizada en el bastidor (10) entre las dos rótulas (6 y 7) . Se obtiene mediante un ensamble de cojines metálicos (21 y 22) en montaje contrapuesto y precargados a uno y otro lado de la corona central (2) del pistón (1) que desliza dentro de un bastidor (10) .

Los cojines metálicos (21 y 22) se constituyen a partir de malla de un hilo inoxidable, gofrado y seguidamente conformado en prensa. Estos permiten en particular integrar un efecto de tope progresivo debido al aumento de la rigidez estática en función de su aplastamiento. El hilo presenta... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Amortiguador de vibraciones que comprende:

- un bastidor (10) que delimita una cámara anular (11) ,

- un pistón (1) que presenta una corona central (2) deslizante dentro de la cámara anular (11) , la cual tiene un contorno externo de diámetro superior o sensiblemente igual al diámetro exterior de la corona central (2) de modo que la cámara anular (11) está separada en un primer (111) y un segundo (112) compartimentos,

- dos elementos de unión dispuestos en los extremos opuestos del pistón, siendo un primer elemento de unión (6) solidario con el bastidor (10) y siendo un segundo elemento de unión (7) solidario con el pistón (1) ,

caracterizado por

- estar rellenos cada uno de dichos compartimentos (111, 112) mediante al menos un cojín metálico (21, 22) en malla de hilo, elementos estos que constituyen los elementos de amortiguación del amortiguador,

- un fluido de amortiguamiento que llena la cámara anular (11) , incluidos los intersticios entre las mallas del o de los cojines metálicos (21, 22) .

2. Amortiguador de vibraciones de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la corona central (2) presenta al menos un agujero pasante (4) para el paso del fluido de amortiguamiento.

3. Amortiguador de vibraciones de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque al menos un elemento de unión es una rótula (6, 7) .

4. Amortiguador de vibraciones de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque dicha rótula (6, 7) es una rótula metálica.

5. Amortiguador de vibraciones de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque dicha rótula (6, 7) es una rótula estratificada.

6. Amortiguador de vibraciones de acuerdo con una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque los cojines metálicos (21, 22) tienen, en su estado libre, un diámetro interior d comprendido entre 10 mm y 25 mm, un diámetro exterior D comprendido entre 30 mm y 50 mm y una altura H comprendida entre 10 mm y 20 mm.

7. Amortiguador de vibraciones de acuerdo con una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque los cojines metálicos (21, 22) están precargados axialmente.

8. Amortiguador de vibraciones de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque la precarga LH / H, designando LH el aplastamiento del o de los cojines metálicos (21, 22) debido a la precarga, está comprendida entre el 10 % y el 50 %.

9. Amortiguador de vibraciones de acuerdo con una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque el hilo tiene un diámetro comprendido entre 0, 05 mm y 0, 4 mm.

10. Amortiguador de vibraciones de acuerdo con una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque la densidad del o de los cojines metálicos (21, 22) está comprendida entre 0, 2 y 3.

11. Amortiguador de vibraciones de acuerdo con una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque el fluido de amortiguamiento es aceite de silicona.

12. Amortiguador de vibraciones de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el fluido de amortiguamiento es agua glicolada.

13. Amortiguador de vibraciones de acuerdo con una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque incorpora al menos una cámara de compensación (15, 16) para asegurar una presurización del fluido con ayuda de un elemento elástico (17, 18) .

 

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