Un resorte que comprende una primera parte (1) y una segunda parte (2),

siendo dichas dos partes móviles una respecto a la otra, a lo largo de un eje longitudinal, estando la primera parte provista de al menos un imán permanente (4, 4'), estando la segunda parte provista de al menos un diente (5, 5') de un material magnético blando, que está situado frente a, al menos, un imán permanente con una superficie enfrentada (5a, 5a') cuando la primera parte está en una posición alineada con respecto a la segunda parte, la primera parte y/o la segunda parte provistas de al menos un conjunto de devanados eléctricamente conductores (7) que están conectados a una fuente de alimentación eléctrica (8) con el fin de crear un campo magnético para influir sobre la característica de fuerza-desplazamiento del resorte, caracterizado porque el área total de la superficie enfrentada varía a medida que la primera parte se desplaza en relación con la segunda parte y porque dicha segunda parte está provista de al menos un diente de material magnético blando

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere un resorte y, más en particular, a un resorte en donde se utilizan imanes permanentes en una primera parte y material magnético blando en una segunda parte y cuyas partes presentan una carrera a lo largo de un eje longitudinal una respecto a la otra (véase por ejemplo, el documento FR-A-2.586.462 correspondiente al preámbulo de la reivindicación 1).

La invención se refiere, además, a un conjunto de resortes, a un conjunto de un resorte y de un amortiguador y a un vehículo que presenta una rueda y una suspensión de rueda, en donde está integrado un resorte según la invención.

DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA ANTERIOR

El documento US-5.584.364 da a conocer una unidad magnética utilizada como un amortiguador de choques o nivelador de carga para un vehículo y que presenta una pluralidad de grupos de imanes permanentes dispuestos en una relación adosada.

El documento EP-A-0 391.066 da a conocer un sistema de resortes integrado que comprende un resorte convencional, un resorte magnético y un amortiguador. El resorte magnético presenta una parte interior y una parte exterior, provistas cada una de imanes permanentes, en donde las direcciones de los campos de las partes interior y exterior son opuestas, de modo que se obtenga una rigidez negativa del resorte lo que, en combinación con el resorte convencional, proporciona un sistema de resortes con una característica de resorte no lineal. La rigidez del resorte es pequeña alrededor de la posición alineada o neutra y es grande cuando el resorte se comprime más.

En ambos documentos US-5.584.364 y EP-A-0 391.066, la fuerza repulsiva entre dos imanes permanentes próximos, que estén orientados en sentidos opuestos, se utiliza para solicitar un efecto de resorte.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Un objetivo de la invención es dar a conocer un resorte que comprende una primera parte con al menos un imán permanente con el que se puede proporcionar una gran fuerza del resorte como respuesta, es decir, un gran incremento o decremento en la fuerza con un desplazamiento relativo y en donde dicha respuesta de fuerza se puede ajustar con rapidez durante la operación del resorte, mientras que el volumen del resorte es relativamente pequeño.

Para conseguir dicho objetivo, la invención según se define en la reivindicación 1, da a conocer un resorte que comprende una primera parte y una segunda parte, siendo dichas dos partes desplazables entre sí a lo largo de un eje longitudinal, estando la primera parte provista de al menos un imán permanente y la segunda parte provista de al menos un diente de un material magnético blando que está situado frente a, al menos, un imán permanente, con una superficie enfrentada cuando la primera parte está en una posición alineada con respecto a la segunda parte, en donde el área total de la superficie enfrentada varía cuando la primera parte se desplaza con respecto a la segunda parte, estando la primera y/o la segunda parte provistas, además, de al menos un conjunto de devanados eléctricamente conductores que están conectados a una fuente de alimentación eléctrica con el fin de crear un campo magnético para influir sobre la característica de fuerza-desplazamiento del resorte.

Dicho resorte utiliza la, así denominada, reluctancia, fuerza de retenida para solicitar la fuerza del resorte. La fuerza de reluctancia es una manifestación del hecho de que el campo magnético generado por los imanes permanentes prefiere extenderse a través de un trayecto que presenta una permeabilidad máxima. Cuando, por ejemplo, la primera parte sale de la posición alineada relativa a la segunda parte, los imanes permanentes se desalinean con sus dientes correspondientes. En consecuencia, disminuye el área total de las superficies de los imanes permanentes situada frente a las superficies de los dientes y con ello, el área a través de la cual pasa el campo magnético. El campo magnético es ahora forzado a extenderse a través de un trayecto fuera de los dientes que presenta una más baja permeabilidad. Como resultado, la reluctancia o fuerza de retenida solicita a la primera parte y a la segunda parte, de nuevo, a una posición en donde se hace máxima el área de las superficies enfrentadas.

Puesto que la reluctancia, o la fuerza de retenida, es una fuerza de magnitud importante, se puede obtener una gran fuerza del resorte dentro de una envolvente de volumen relativamente pequeña. Además, según se describió con anterioridad, un resorte magnético presenta un comportamiento de fuerza del resorte aproximadamente lineal, es decir, una rigidez de resorte constante, incluso en la proximidad alrededor de la posición alineada, o neutra, de las dos partes del resorte. En los resortes mecánicos convencionales, el comportamiento lineal de la fuerza del resorte sólo se observa en los resortes de compresión parcialmente comprimidos o en los resortes de tracción parcialmente extendidos.

El resorte, según la invención, proporciona una fuerza en dos direcciones, es decir, el resorte presenta una característica de fuerza-desplazamiento en el primero y tercer cuadrantes de un diagrama de fuerza-desplazamiento. Por lo tanto, la dirección a lo largo del eje longitudinal en donde la primera parte se desalinea con respecto a la segunda parte, es teóricamente poco importante: las fuerzas de reluctancia solicitarán a las dos partes, de nuevo, a una posición alineada sin importar en qué dirección estaba en el desplazamiento inicial. En la práctica, si embargo, es probable que se realicen elecciones de realización que rompan la simetría inherente a una configuración simple.

Un conjunto de devanados eléctricamente conductores, provistos en una parte del resorte y conectados a una fuente de alimentación, se utiliza para crear un campo magnético, cuya magnitud se puede variar, en cualquier momento, ajustando la intensidad de la corriente a través de los devanados. En una forma de realización preferida, los devanados son prácticamente coaxiales. Los devanados provistos en la segunda parte del resorte interaccionan con los imanes provistos en la primera parte y viceversa. El campo magnético de los devanados se puede dirigir, en una interacción inmediata, con los imanes permanentes, o en interacción con los imanes permanentes a través de un material magnético blando intermedio. En este último caso, el material magnético blando puede proporcionar un trayecto de alta permeabilidad al mismo tiempo que se refuerza el campo magnético. De una u otra forma, la interacción entre el campo magnético de los devanados provistos de una parte y los imanes provistos en la otra parte, influye sobre la respuesta de fuerza del resorte y de este modo, permite que se ajuste su característica de fuerza-desplazamiento durante la operación.

En una forma de realización de la invención, un eje prácticamente común de al menos un conjunto de devanados se extiende en una dirección casi paralela al eje longitudinal del resorte. En una forma de realización preferida, al menos un imán permanente, provisto en la primera parte, está situado con respecto a los devanados de modo que el imán se desplace a lo largo de los devanados cuando la primera parte salga de la posición alineada con respecto a la segunda parte.

La colocación de los devanados, según se describe, garantiza una interacción apropiada entre los devanados y al menos un imán permanente, es decir, entre la segunda y la primera parte del resorte, respectivamente, durante la operación del resorte. La magnitud de las fuerzas de interacción depende de la magnitud de al menos un imán permanente, del diseño de los dientes y de la intensidad y otras características de la corriente que circula a través de los devanados. Cualquier corriente que circule a través de los devanados es, preferentemente, corriente continua

(CC) o corriente alterna rectificada o no rectificada (CA) con o sin una compensación con el fin de mantener un campo magnético constante. No obstante, la corriente, en particular su intensidad, puede cambiar para modificar la magnitud de las fuerzas de interacción ajustando, de este modo, el comportamiento del resorte. Los cambios en la corriente se pueden aplicar, en cualquier momento, durante la operación del resorte. De hecho, es la aplicación de los cambios, durante la operación del resorte, la que proporciona al resorte su comportamiento dinámico ventajoso.

Según se indicó anteriormente, el comportamiento de dicho resorte se puede modificar cambiando la corriente... [Seguir leyendo]

1. Un resorte que comprende una primera parte (1) y una segunda parte (2), siendo dichas dos partes móviles una respecto a la otra, a lo largo de un eje longitudinal, estando la primera parte provista de al menos un imán permanente (4, 4'), estando la segunda parte provista de al menos un diente (5, 5') de un material magnético blando, que está situado frente a, al menos, un imán permanente con una superficie enfrentada (5a, 5a') cuando la primera parte está en una posición alineada con respecto a la segunda parte, la primera parte y/o la segunda parte provistas de al menos un conjunto de devanados eléctricamente conductores (7) que están conectados a una fuente de alimentación eléctrica (8) con el fin de crear un campo magnético para influir sobre la característica de fuerza-desplazamiento del resorte, caracterizado porque el área total de la superficie enfrentada varía a medida que la primera parte se desplaza en relación con la segunda parte y porque dicha segunda parte está provista de al menos un diente de material magnético blando.

2. Un resorte según la reivindicación 1, en donde un eje substancialmente común del, al menos, un conjunto de devanados se extiende en una dirección prácticamente paralela al eje longitudinal del resorte.

3. Resorte según la reivindicación 1 o 2, en donde dicho imán permanente previsto en la primera parte está situado, en relación con al menos un conjunto de devanados, de modo que el imán permanente se desplace a lo largo de dicho conjunto de devanados previsto en la segunda parte, cuando la primera parte salga de la posición alineada relativa a la segunda parte.

4. Resorte según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde al menos un conjunto de devanados comprende varios subconjuntos de devanados, estando cada subconjunto constituido por devanados adyacentes, estando estos subconjuntos situados en diferentes posiciones longitudinales a lo largo de la longitud de la primera o de la segunda parte, en donde al menos un parámetro de una corriente, que circula a través de los devanados de uno de dichos subconjuntos, tal como la dirección o la intensidad de la corriente, sea susceptible de control por un regulador de la alimentación eléctrica (9), de modo que sea diferente de un parámetro correspondiente de una corriente que circula a través de otro de dichos subconjuntos.

5. El resorte, según la reivindicación 4, en donde el regulador de la alimentación eléctrica garantiza que una corriente, que circula a través de un subconjunto de dicho conjunto de devanados, cuyo subconjunto está constituido por devanados que están orientados directamente frente al imán permanente, se dirija en una primera dirección y que la corriente, que circula a través de los restantes devanados, se dirija en una segunda dirección opuesta a la primera dirección.

6. El resorte, según la reivindicación 4 o 5, en donde una combinación de devanados, que constituye uno de dichos subconjuntos de devanados, sea variable durante la operación del resorte.

7. El resorte, según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en donde varios devanados adyacentes de dicho conjunto de devanados constituyen una bobina, comprendiendo dicho subconjunto de devanados varias de dichas bobinas.

8. El resorte, según la reivindicación 7, en donde el control de la alimentación eléctrica comprende un conjunto de conmutación, estando cada conmutador conectado a una bobina y estando dicha bobina conectada a dicha fuente de alimentación mediante dicho conmutador, de modo que, en una primera posición del conmutador, la corriente circule a través de la bobina en una primera dirección y en una segunda posición del conmutador, la corriente circule a través de la bobina, en una segunda dirección opuesta a la primera.

9. El resorte, según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8, que comprende, además, un dispositivo detector del desplazamiento para proporcionar información sobre la distancia a través de la cual la primera parte se desplaza en relación con la segunda parte comparada con una posición de referencia, estando dicho dispositivo detector de desplazamiento configurado para cooperar con el control de la fuente de alimentación eléctrica.

10. El resorte, según la reivindicación 9, en donde el dispositivo de control de la fuente de alimentación eléctrica está configurado para cooperar con el dispositivo detector del desplazamiento para regular las corrientes, incluyendo su dirección, a través de dichos diferentes subconjuntos de devanados dependiendo del desplazamiento relativo de las primeras y segundas partes.

11. El resorte, según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 10, en donde el control de la alimentación eléctrica presenta una entrada para un sensor de carga para proporcionar información sobre una fuerza que se aplica al resorte.

12. El resorte, según la reivindicación 11, en donde el control de la fuente de alimentación eléctrica está configurado para cooperar con el sensor de carga para regular las corrientes, incluyendo su dirección, a través de dichos diferentes subconjuntos de devanados.

13. El resorte, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en donde al menos un conjunto de devanados constituye una bobina y en donde los devanados de la bobina están en contacto deslizante con un contacto eléctrico que es susceptible de conectarse a una fuente de alimentación eléctrica, de modo que la dirección de la corriente, a través de un subconjunto de devanados, en un lado del contacto, es opuesta a la dirección de una corriente a través del subconjunto de devanados en el otro lado del contacto.

14. El resorte, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el área total de la superficie enfrentada es máxima cuando la primera parte está en la posición alineada relativa a la segunda parte y disminuye cuando la primera parte sale de la posición alineada relativa a la segunda parte.

15. El resorte, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la segunda parte está provista de al menos dos dientes, estando dichos dientes interconectados mediante un material magnético blando.

16. El resorte, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde un imán permanente está montado en una base de material magnético blando.

17. El resorte, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la segunda parte está provista de al menos un imán permanente, estando dicho imán situado próximo a un diente y estando dicho imán orientado de modo que su campo magnético se oponga, cada vez más, al de un imán permanente provisto en la primera parte cuando la primera parte salga de la posición alineada relativa a la segunda parte.

18. El resorte, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde los devanados de al menos un conjunto de devanados eléctricamente conductores, de los que está provista la primera y/o la segunda parte del resorte, son prácticamente coaxiales.

19. Un conjunto de montaje que comprende un resorte, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores y un resorte convencional (35), estando estos dos resortes conectados en paralelo.

20. Un conjunto de montaje que comprende un resorte según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18 y un resorte convencional (35), estando los dos resortes conectados en serie.

21. Un conjunto de montaje de un resorte o de un conjunto de resortes, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores y de un a dispositivo de amortiguamiento (34), estando este resorte o conjunto de resortes y este dispositivo de amortiguamiento conectados en paralelo.

22. Un vehículo provisto de al menos una rueda (W1, W2) y de una suspensión mediante la cual la rueda está unida a un bastidor del vehículo, comprendiendo la suspensión al menos un resorte o un conjunto de resortes según cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

23. Un vehículo provisto de al menos una primera rueda (W1) y una segunda rueda (W2), una barra estabilizadora

(32) y un resorte de barra estabilizadora (33), siendo este último un resorte o un conjunto de resortes, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21, que está conectado en serie con la barra estabilizadora entre la primera y la segunda rueda.