AMORTIGUADOR DE TOPE.

Amortiguador de tope con un cuerpo de amortiguador (10) que presenta un cilindro (11),

en donde un pistón (43) va guiado de forma desplazable en un recinto de alojamiento (11.1) del cilindro (11), en donde el cilindro (11) presenta una superficie de deslizamiento (18) a la que se aplica el pistón (43) con un elemento de sellado (45), en donde se puede ejercer una fuerza de frenado actuante sobre el pistón (43) como consecuencia de la presión de aire formada en el recinto de alojamiento (11.1) y en donde el recinto de alojamiento (11.1) está unido con el ambiente a través de una comunicación conductora de aire para reducir la presión del aire, caracterizado porque el elemento de sellado (45) del pistón (43) y la superficie de deslizamiento (18) del cilindro (11) se tocan al menos zonalmente a través de una geometría definida de superficies de rozamiento, y porque la profundidad de rugosidad de la superficie de deslizamiento (18) es Ra < 1 μm y la profundidad de rugosidad de la superficie opuesta del elemento de sellado (45) es al menos zonalmente < 4,5 μm, y/o porque la profundidad de rugosidad de la superficie del elemento de sellado (45) y/o de la superficie de deslizamiento (18) es generada por una estructura periódica, por ejemplo una estructura de estrías

La invención concierne a un amortiguador de tope con un cuerpo de amortiguador que presenta un cilindro, en donde un pistón va guiado de forma desplazable en un recinto de alojamiento del cilindro, en donde el cilindro presenta una superficie de deslizamiento a la que se aplica el pistón con un elemento de sellado, en donde, a consecuencia del desplazamiento del pistón, se puede ejercer por medio de la presión de aire formada en el recinto de alojamiento una fuerza de frenado que actúa sobre el pistón, y en donde el recinto de alojamiento está unido con el ambiente a través de una comunicación conductora de aire para reducir la presión del aire.

Un amortiguador de tope de esta clase es conocido por el documento DE 103 13 659 B3. El amortiguador de tope presenta un cilindro en el que va guiado un pistón en forma linealmente desplazable. El pistón va guiado aquí de forma sellada en la pared interior del cilindro, de modo que se forman dos recintos de presión en el cilindro.

En un recinto de sobrepresión se comprime el aire al retraer el pistón. Al mismo tiempo, en un recinto de depresión se produce una presión de aire que es más pequeña que la presión reinante en el recinto de sobrepresión.

Para que pueda tener lugar una compensación de presión continua entre estos dos recintos de presión se han previsto unos canales de rebose con pequeña sección transversal. El aire afluye del recinto de sobrepresión al recinto de depresión a través de estos canales. El pistón presenta un tramo de fuelle para amplificar la fuerza de frenado. Este tramo se hincha a consecuencia de una presión diferencial existente entre el recinto de sobrepresión y el recinto de depresión. Dicho tramo se aplica entonces a la pared interior del cilindro e incrementa así el rozamiento del pistón. El tramo de fuelle está fabricado como un casquillo de un material elástico blando. Para inmovilizar el tramo de fuelle, el pistón está construido en dos partes y el tramo de fuelle está afianzado entre las partes del pistón. Este amortiguador de tope conocido presenta un alto coste en piezas.

Por el documento DE 20 2004 019 395 U1 correspondiente al preámbulo de la reivindicación 1 es ya conocido otroamortiguador de tope. Éste presenta nuevamente un cilindro en el que es desplazable un pistón. El pistón presenta un elemento de sellado periférico que se aplica herméticamente a la pared interior del cilindro. El pistón puede ser nuevamente desplazado en el cilindro en contra de una presión de aire que se va estableciendo en éste para generar una acción de amortiguación. La reducción de esta presión de aire se efectúa a través de una pequeña abertura que está en comunicación conductora de aire con el ambiente.

El problema de la invención consiste en crear un amortiguador de tope de la clase mencionada al principio que presente una acción de frenado mejorada.

El problema de la invención se resuelve haciendo que el elemento de sellado del pistón y la superficie de deslizamiento del cilindro se toquen al menos zonalmente a través de una geometría de superficie de rozamiento definida y que la profundidad de rugosidad de la superficie de deslizamiento sea de Ra < 1 μm y la profundidad de rugosidad de la superficie opuesta del elemento de sellado sea al menos zonalmente < 4,5 μm.

Con este emparejamiento de superficies de rozamiento se ajusta un comportamiento de amortiguación ideal. El rozamiento tanto a alta como a baja velocidad de retracción del pistón dentro del cilindro es aquí siempre tal que ninguna proporción de rozamiento de adherencia inadmisiblemente alta entorpece el movimiento de retracción.

Se ha visto también que se optimiza la evacuación de aire del recinto de alojamiento a consecuencia del emparejamiento de superficies de rozamiento. Una profundidad de rugosidad netamente más grande conduciría a una fuerte evacuación de aire entre el elemento de sellado y la superficie de deslizamiento, lo que conduce a una neta disminución de la acción de amortiguación.

El problema de la invención se resuelve también haciendo que el elemento de sellado del pistón y la superficie de deslizamiento del cilindro se toquen al menos zonalmente a través de una geometría definida de superficies de rozamiento y que la profundidad de rugosidad de la superficie del elemento de sellado y/o de la superficie de deslizamiento esté generada por una estructura periódica, por ejemplo una estructura de estrías.

Con esta configuración se obtiene un buen guiado del elemento de sellado durante el movimiento de desplazamiento del pistón. El guiado puede optimizarse adicionalmente haciendo que las estrías de la estructura de estrías estén dispuestas en su extensión longitudinal transversalmente a la dirección de movimiento del pistón. Las estrías de la estructura de estrías pueden estar aquí embutidas en la superficie de deslizamiento en sentido periférico y transversalmente a la dirección de movimiento del pistón, formando las estrías un ángulo > 0 y < 90º con respecto a la dirección de movimiento del pistón. De manera ventajosa, el ángulo se encuentra en el intervalo comprendido entre > 0 y < 5º. Este contorno puede producirse mediante una sencilla técnica de torneado. La geometría de las superficies entonces obtenida presenta valores característicos de rugosidad que influyen óptimamente sobre el comportamiento de desgaste. De manera preferida, puede estar previsto aquí que el ángulo de ataque de las estrías

45

se elija de modo que los elementos de sellado que se extienden en forma anular a lo largo de todo su perímetro cubra al mismo tiempo tan solo un pequeño número de estrías. Está disponible así siempre tan solo una sección transversal de las estrías que, dependiendo de la elasticidad del elemento de sellado, forma rendijas definidas de paso de aire.

Según una variante de ejecución preferida de la invención, se ha previsto que el elemento de sellado esté formado por un material elástico blando, por ejemplo un elastómero, y que la superficie del elemento de sellado presente en la zona vuelta hacia la superficie de deslizamiento una profundidad de rugosidad Ra > 0,4 μm. Se ha visto que el material elastómero ofrece buenas propiedades para la tarea de sellado existente. No obstante, este material, a una profundidad de rugosidad < 0,4 μm, tiende en el presente caso de aplicación a establecer una ligazón adhesiva demasiado fuerte con la superficie de deslizamiento del cilindro. Esto conduce en último término a que se produzca entonces un peor comportamiento de amortiguación. Preferiblemente, se ha previsto a este respecto que el elemento de sellado consista en un elastómero termoplástico. Este material puede elaborarse a bajo coste por el procedimiento de fundición inyectada. Se pueden minimizar aquí también los costes del material empleando un material termoplástico a base de olefina.

Un amortiguador de tope según la invención puede caracterizarse especialmente también por el hecho de que la superficie de deslizamiento del cilindro presente al menos zonalmente una profundidad de rugosidad Ra > 0,05 μm.

Para la superficie de deslizamiento dura frente al elemento de sellado esto representa un intervalo de profundidades de rugosidad en el que se impide efectivamente una adherencia del elemento de sellado a consecuencia de influencias de cohesión.

Según una ejecución preferida de la invención, puede estar previsto que el pistón presente un tramo de fuelle que, dependiendo de las condiciones de presión en el recinto de alojamiento, esté en unión operativa con el cilindro. El tramo de fuelle se hincha durante el movimiento de introducción del pistón en el cilindro a consecuencia de la presión interior existente en el cilindro y se aplica a la superficie de deslizamiento del pistón y fomenta con ello la acción de frenado.

Puede estar previsto a este respecto que el tramo de fuelle presente zonas de diferente capacidad de dilatación al menos en la zona de acción que entra en contacto con el cilindro.

El inventor ha reconocido que el tramo de fuelle ha de tener una cierta rigidez propia en la dirección del movimiento de desplazamiento para que no sea inadmisiblemente deformado a consecuencia de las fuerzas de frenado que se presentan durante el proceso de frenado. Sin embargo, por otro lado, con un tramo de fuelle de alta rigidez propia se aniquila una alta proporción de la energía a consecuencia del trabajo de dilatación. Como... [Seguir leyendo]

1. Amortiguador de tope con un cuerpo de amortiguador (10) que presenta un cilindro (11), en donde un pistón (43) va guiado de forma desplazable en un recinto de alojamiento (11.1) del cilindro (11), en donde el cilindro (11) presenta una superficie de deslizamiento (18) a la que se aplica el pistón (43) con un elemento de sellado (45), en donde se puede ejercer una fuerza de frenado actuante sobre el pistón (43) como consecuencia de la presión de aire formada en el recinto de alojamiento (11.1) y en donde el recinto de alojamiento (11.1) está unido con el ambiente a través de una comunicación conductora de aire para reducir la presión del aire, caracterizado porque el elemento de sellado (45) del pistón (43) y la superficie de deslizamiento (18) del cilindro (11) se tocan al menos zonalmente a través de una geometría definida de superficies de rozamiento, y porque la profundidad de rugosidad de la superficie de deslizamiento (18) es Ra < 1 μm y la profundidad de rugosidad de la superficie opuesta del elemento de sellado (45) es al menos zonalmente < 4,5 μm, y/o porque la profundidad de rugosidad de la superficie del elemento de sellado (45) y/o de la superficie de deslizamiento (18) es generada por una estructura periódica, por ejemplo una estructura de estrías.

2. Amortiguador de tope según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de sellado (45) está formado por un material elástico blando, por ejemplo por un elastómero, especialmente un elastómero termoplástico, en particular a base de olefina, y porque la superficie del elemento de sellado (45) en la zona vuelta hacia la superficie de deslizamiento (18) presenta una profundidad de rugosidad Ra > 0,4 μm, y porque la superficie de deslizamiento

(18) del cilindro (11) presenta al menos zonalmente una profundidad de rugosidad Ra > 0,05 μm.

3. Amortiguador de tope según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las estrías de la estructura de estrías están dispuestas en su extensión longitudinal transversalmente a la dirección de movimiento del pistón (43), o porque las estrías (18.1) de la estructura de estrías están dispuestas en su extensión longitudinal transversalmente a la dirección de movimiento del pistón (43), porque las estrías (18.1) de la estructura de estrías están embutidas en la superficie de deslizamiento (18) en sentido periférico y transversal a la dirección de movimiento del pistón (43), y porque las estrías (18.1) forman un ángulo > 0 y < 90º, preferiblemente un ángulo > 0 y 5º, con la dirección de movimiento (v) del pistón (43).

4. Amortiguador de tope según la reivindicación 3, caracterizado porque el ángulo de ataque de las estrías (18.1) se ha elegido de modo que el elemento de sellado periférico (45) de forma anular cubra en todo su perímetro solamente un pequeño número de estrías (18.1).

5. Amortiguador de tope según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el pistón (43) presenta un tramo de fuelle (44) que está en unión operativa con el cilindro (11) en función de las condiciones de presión reinantes en el recinto de alojamiento (11.1).

6. Amortiguador de tope según la reivindicación 5, caracterizado porque el tramo de fuelle (44) presenta al menos en la zona operativa que entra en contacto con el cilindro (11) unas zonas de capacidad de dilatación diferente y/o porque las zonas de capacidad de dilatación diferente están formadas por partes del tramo de fuelle (44) que presentan espesores de pared diferentes.

7. Amortiguador de tope según cualquiera de las reivindicaciones 5 y 6, caracterizado porque el tramo de fuelle (44) presenta rebajos (47) de forma de estrías que definen una variación de la sección transversal del tramo de fuelle (44), o porque el tramo de fuelle (44) presenta rebajos (47) de forma de estrías que definen una variación de la sección transversal del tramo de fuelle (44), y porque los rebajos (47) discurren en la dirección del movimiento de desplazamiento del pistón (43) o discurren formando un ángulo de menos de 90º con la dirección del movimiento de desplazamiento o bien discurren en forma de espiral.

8. Amortiguador de tope según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque, en función de la magnitud de la contrafuerza actuante sobre el pistón (43) en sentido contrario a la dirección de desplazamiento del pistón (43), se puede maniobrar una disposición de desplazamiento del pistón (43), y porque la disposición de desplazamiento pone un tramo de frenado en unión operativa con el cilindro (11) para amortiguar el movimiento de desplazamiento del pistón.

9. Amortiguador de tope según la reivindicación 8, caracterizado porque el pistón (43) está conectado a un vástago de pistón (42), porque la disposición de desplazamiento puede ser maniobrada por medio del vástago de pistón (42),

o porque el pistón (43) está conectado a un vástago de pistón (42) y porque la disposición de desplazamiento puede ser maniobrada por medio del vástago de pistón (42), y porque, al maniobrar la disposición de desplazamiento, se puede variar la dimensión de la sección transversal del tramo de frenado.

10. Amortiguador de tope según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9, caracterizado porque el tramo de fuelle

(44) y el pistón (43) están unidos uno con otro formando una sola pieza, y/o porque el vástago de pistón (42) está conformado en una sola pieza en el pistón (43) y/o porque el vástago de pistón está rigidizado por medio de una parte envolvente.

11. Amortiguador de tope según cualquiera de las reivindicaciones 9 y 10, caracterizado porque el vástago de pistón (42) lleva asociado un cuerpo de apoyo (30) o presenta un cuerpo de esta clase, porque el cuerpo de apoyo

(30) presenta un lado de tope que está dispuesto por fuera del cuerpo (10) del amortiguador, y porque el cuerpo de apoyo (30) está apoyado en el pistón (43) a través de un talón (32) y/o porque el vástago de pistón (42) forma en su lado alejado del pistón (43) una pieza de rebotamiento (41) de material elástico blando.

12. Amortiguador de tope según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 11, caracterizado porque el tramo de fuelle

(44) presenta una parte de forma cilíndrica que se mantiene a cierta distancia de la pared interior del cilindro (11), y porque la zona rodeada por la parte de forma cilíndrica lleva asociado un recinto de presión del cilindro (11), o porque el tramo de fuelle (44) presenta una parte de forma cilíndrica que se mantiene a cierta distancia de la pared interior del cilindro (11), y porque la zona rodeada por la parte de forma cilíndrica lleva asociado un recinto de presión del cilindro (11), y porque las zonas de diferente capacidad de dilatación están dispuestas en la zona de la parte de la zona cilíndrica del tramo de fuelle (44).

13. Amortiguador de tope según la reivindicación 12, caracterizado porque la parte de forma cilíndrica del tramo de fuelle (44) define un alojamiento de muelle (46) en el que está alojado al menos parcialmente un muelle (50), y porque el muelle (50) soporta al pistón (43) con respecto al cilindro en contra de la dirección de introducción del pistón (43) en el cilindro (11), o porque la parte de forma cilíndrica del tramo de fuelle (44) define un alojamiento de muelle (46) en el que está alojado al menos parcialmente un muelle (50), y porque el muelle (50) soporta al pistón

(43) con respecto al cilindro en contra de la dirección de introducción del pistón (43) en el cilindro (11), y porque el elemento de sellado (45) conformado en el tramo de fuelle (44) sella un recinto de presión y un recinto de depresión del cilindro (11) uno con respecto a otro, y/o porque las zonas de diferente capacidad de dilatación se extienden hasta el elemento de sellado conformado (45).

14. Amortiguador de tope según la reivindicación 13, caracterizado porque el recinto de depresión y/o el recinto de presión están en comunicación conductora de aire con el ambiente por medio de al menos una abertura (16, 16.1), o porque el recinto de depresión y/o el recinto de presión están en comunicación conductora de aire con el ambiente por medio de al menos una abertura (16, 16.1) y porque al menos una de las aberturas (16, 16.1) presenta un diámetro D < 0,2 mm, preferiblemente < 0,1 mm.

15. Amortiguador de tope según la reivindicación 14, caracterizado porque la relación entre la superficie de la sección transversal del pistón (43) en la zona vuelta hacia la cavidad y la sección transversal de la abertura (16, 16.1) es mayor que 4000/1, o porque la relación entre la superficie de la sección transversal del pistón (43) en la zona vuelta hacia la cavidad y la sección transversal de la abertura (16, 1,6.1) es mayor que 4000/1 y porque la abertura (16, 16.1) presenta un diámetro de D < 0,2 mm, preferiblemente < 0,1 mm, y/o porque la relación entre la superficie de la sección transversal del pistón (43) en la zona vuelta hacia el recinto de alojamiento (11.1) y la sección transversal de la abertura (16, 16.1) es mayor que 4000/1.