ES2217707T3 - Gato con dispositivo elactico de retorno de un conjunto de piston de trabajo en posicion neutra. - Google Patents
Gato con dispositivo elactico de retorno de un conjunto de piston de trabajo en posicion neutra.Info
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Abstract
Este gato, que puede ser completamente neumático, conlleva dos pistones de trabajo 26 y 27 unidos a una varilla de trabajo 28 sobre la cual se montan, de forma QUE puedan deslizar, dos pequeños pistones auxiliares 37 y 38 que se pueden deslizar dentro de una cámara auxiliar 35. Está, estando alimentada permanentemente por gas comprimido, puede provocar la solicitud, por el pistón 38 ó 37, del equipo 26-27-28 en la posición intermedia de la figura, a partir, respectivamente, de una posición completamente sacada (hacia la derecha) de la varilla 28 o completamente introducida (hacia la izquierda) de está varilla.
Description
Gato con dispositivo elástico de retorno de un
conjunto de pistón de trabajo en posición neutra.
La presente invención se refiere a un gato con
dispositivo elástico de retorno de un conjunto de pistón de trabajo
en posición neutra, estando este conjunto de pistón de trabajo
fijado sobre un vástago de trabajo y montado de forma deslizante en
por lo menos una cámara de trabajo, entre una posición de reposo y
una posición de trabajo, pudiendo ser dicha posición neutra
intermedia entre las dos anteriores o estar confundida con la
posición de reposo. Un gato de este tipo es conocido por ejemplo
por el documento
FR-A-2.721.359.
Este gato, en lo que concierne a la parte de
trabajo, podrá ser hidráulico o neumático en función de las
aplicaciones y de la importancia de los esfuerzos de trabajo a
obtener. El vástago de trabajo podrá estar unido a cualquier clase
de herramienta, por ejemplo, una pinza de brazos o mandíbulas
articuladas en X o en C y provisto de electrodos de soldadura por
puntos. En este tipo de soldadura, las piezas a soldar podrán estar
fijas con respecto al suelo, siendo la pinza de soldadura
transportada por el manipulador.
Una pinza de soldadura de este tipo se describe
por ejemplo en la solicitud de patente francesa nº 98.08752 a
nombre del solicitante y a la cual se puede hacer referencia para
mayor detalle. El apriete de los electrodos sobre las piezas a
soldar, que corresponde a la posición de trabajo mencionada más
arriba, se efectúa en principio después de una carrera previa de
aproximación de la herramienta constituida por una gran abertura
para el primer ensamblaje a efectuar (gran abertura que se puede
considerar como correspondiente a la posición de reposo mencionada
más arriba) y de un posicionado en posición neutra, por ejemplo una
posición intermedia para los ensamblajes ulteriores. En efecto, los
esfuerzos ligados a la gama de soldadura necesitan trabajar con un
gato con tres posiciones que permita una gran abertura (posición
denominada "de reposo") de la mandíbula en particular cuando
tiene lugar el acoplamiento y la retirada de los brazos del utillaje
con respecto a las piezas a soldar, un cierre hacia un punto neutro
o intermedio cuando tiene lugar la aproximación de los brazos hacia
el punto de soldadura y un cierre con gran esfuerzo durante el
ciclo de soldadura (posición "denominada de trabajo"). Por
razones de ganancia de tiempo cuando tiene lugar el ciclo de
soldadura, la posición neutra o intermedia debe poder ser utilizada
como pequeña abertura que evite una reapertura completa de la
pinza.
Además, y para retornar automáticamente, en
dichos gatos, el conjunto del pistón de trabajo a la posición
neutra o intermedia, es conocido someter este pistón a los
esfuerzos antagonistas de uno o de dos resortes de retorno.
Dicha concepción de retorno mecánico adolece del
inconveniente de ligar el esfuerzo de soldadura al número de
pistones instalados, a sus secciones y al coeficiente de retorno de
los resortes en posición neutra o intermedia. Cuanto más elevados
son los coeficientes de retorno, mayor es la velocidad de
posicionado en punto neutro o intermedio, pero menor es el esfuerzo
de apriete y menor es la velocidad de apertura y recíprocamente.
Además, en la utilización de una pinza con gato
multietapas, los órganos de mando y sus lógicas asociadas son tanto
más multiplicados y complejos cuantas más cámaras se han de poner a
presión o escape, de lo que resulta una multiplicación de los cables
de mando, complejidad de la lógica de mando y de carga de la pinza,
lo que le quita el carácter portátil a esta herramienta.
El objetivo de la presente invención es eliminar
estos inconvenientes de la técnica anterior y, con este fin, un
gato de acuerdo con la presente invención, del tipo definido al
principio, está caracterizado porque el dispositivo elástico de
retorno de dicho conjunto de pistón de trabajo en posición neutra o
intermedia es de tipo neumático y utiliza un conjunto de pistón
auxiliar de sección relativamente pequeña, con respecto a la sección
de los pistones que constituyen dicho conjunto de los pistones de
trabajo montado de forma deslizante en una cámara auxiliar con
alimentación neumática independiente de la que acciona dicho
conjunto de pistón de trabajo.
Ventajosamente, dicho dispositivo elástico
comprende por lo menos un conjunto de pistón auxiliar conectado a
dicho conjunto de pistón de trabajo y montado de forma deslizante
en una cámara auxiliar, siendo este conjunto de pistón auxiliar
apropiado para ser desplazado, en dicha cámara auxiliar, en un
sentido o en el otro por dicho conjunto de pistón de trabajo cuando
éste se desplaza entre su posición de reposo y su posición de
trabajo o inversamente, y para comprimir elásticamente un gas en
dicha cámara auxiliar, de manera que pueda retornar elásticamente
dicho conjunto de pistón de trabajo a dicha posición neutra o
intermedia.
Como se verá más adelante, la invención puede
utilizarse con un "conjunto de pistón de trabajo" constituido
por uno o varios pistones de trabajo, en función del esfuerzo de
trabajo deseado cuando tiene lugar el apriete. Cuando existen por
ejemplo dos pistones de trabajo, el "conjunto de pistón
auxiliar" del dispositivo elástico podrá comprender uno o varios
pistones auxiliares, situados entre los dos pistones de trabajo, y
apropiados para llevar estos últimos a una posición neutra o de
pequeña abertura intermedia entre la posición de gran abertura y la
posición de apriete de una pinza de soldar.
Se describirán ahora dos modos de realización de
la invención a título de ejemplos en modo alguno limitativos, el
primero en una aplicación cualquiera y el segundo en su aplicación
a una pinza de soldadura, haciendo referencia a las figuras del
plano anexo en el cual:
- las figuras 1 y 2 son unas vistas en sección
axial de un gato de retorno neumático de acuerdo con la invención,
respectivamente en una y en la otra de dos de sus posiciones de
funcionamiento; y
- las figuras 3 a 5 muestran en sección axial
otro gato de retorno neumático de acuerdo con la invención, cuyo
funcionamiento implica el paso por tres posiciones: de reposo,
intermedia y de trabajo, por ejemplo para el accionamiento de una
pinza de soldadura con tres posiciones: respectivamente gran
abertura (figura 4), pequeña abertura (figura 3) y de apriete
(figura 5) sobre las chapas a soldar.
El gato, por ejemplo neumático, representado en
las figuras 1 y 2, comprende un vástago de trabajo en dos porciones
1a - 1b, fijado por cualquier medio apropiado, por
ejemplo por atornillado en el extremo, sobre un pistón de trabajo 2
equipado con una junta tórica de estanqueidad 3 y apropiado para
deslizar en un cilindro de gato 4 atravesado por unos pasos de
alimentación de aire comprimido 5 y 7, y de escape 6. Los extremos
del cilindro del gato están obturados por dos tapones roscados: un
tapón 8 provisto de un orificio de aireación 9, y un tapón 10, del
que un mandrilado central está provisto de una junta tórica 11 para
el paso estanco de la porción 1a del vástago de trabajo, el
cual forma resalte en el exterior para el accionamiento de una
herramienta cualquiera. El pistón de trabajo 2 divide así la cámara
de trabajo del cilindro del gato 4 en dos compartimentos: un
compartimento 12 en conexión con el paso 5 y constituido entre el
pistón 2 y una montura fija 14 del cilindro, y un compartimento 13
(figura 1) en conexión con el paso de escape 6 y constituido entre
el pistón 2 y un circlip de tope 15.
Este gato comprende también un pistón auxiliar 16
fijado en el extremo, por una espiga 17, sobre la porción 1b
del vástago de trabajo y montado de forma deslizante en una cámara
18 de la montura 14, presentando ésta un paso lateral 19 que permite
su puesta en comunicación permanente con el paso 7 citado
anteriormente del cilindro del gato 4. La montura 14 está equipada
con juntas tóricas 20 y 21 para realizar la estanqueidad
respectivamente a nivel de la pared interna del cilindro 4 y a nivel
de la porción 1b del vástago de trabajo, así como el pistón
auxiliar 16 está equipado con juntas tóricas 22 y 23 para realizar
la estanqueidad respectivamente a nivel de la pared interna de la
cámara 18 y a nivel de la porción 1b del vástago de trabajo.
Por último, un circlip 24 sirve para limitar el desplazamiento
hacia la izquierda del pistón auxiliar 16 en la cámara 18.
Con esto y siendo una presión de aire mantenida
de forma permanente en la cámara 18 por los pasos 7 y 19, se
observa que a partir de la posición inicial o de reposo de la
figura 1, la traída de aire a presión a la cámara 12 por el paso 5
empuja el pistón de trabajo 2 hacia la derecha, lo que arrastra
también hacia la derecha el pistón auxiliar 16, con aumento de la
presión de aire en la cámara 18 de la montura 14 (posición de
trabajo de la figura 2).
Después de la puesta en escape de la cámara 12
por el paso 5, la presión en la cámara 18 provoca el retorno del
pistón 16, del vástago de trabajo 1a - 1b y, por
tanto, del pistón de trabajo 2 hacia la izquierda hasta la posición
de reposo de la figura 1. La presión permanente de aire en la
cámara 18 constituye por tanto para el pistón de trabajo 2 un
resorte de retorno neumático.
El gato neumático representado en las figuras 3 a
5 comprende dos pistones de trabajo 26 y 27 solidarizados uno al
otro por un vástago de trabajo 28 perfilado con este fin, y
montados de forma deslizante en los extremos 29 y 30 de un cuerpo de
gato cilíndrico 31, estando la estanqueidad asegurada por unas
juntas anulares con labios, respectivamente 26a y
27a, 27b. Estos extremos 29 y 30 del cuerpo 31 están
cerrados por un tapón 32 con orificio de escape 33 y por un tapón 34
atravesado por el vástago 28. En un mandrilado o cámara 35 de la
parte central 36 del cuerpo del gato y sobre el vástago 28 están
montados de forma deslizante dos pistones de retorno 37 y 38 de
menor sección que los anteriores, que pueden apoyarse
respectivamente sobre la parte central de los pistones 26 y 27. Unas
juntas tóricas de caucho (no referenciadas) aseguran la
estanqueidad entre el vástago 28 y la tapa 34 por una parte, los
pistones 37 y 38 por otra parte, así como entre estos últimos y la
parte central 36 del cuerpo 31, a lo largo de la pared de la cámara
35. La cámara 39 situada a la derecha del pistón 27 puede ser
puesta en conexión con una fuente de aire a presión o con el aire
atmosférico por un conducto 40, y con la cámara 41 situada a la
derecha del pistón 26 por un paso axial 42 del vástago 28, paso que
desemboca lateralmente en estas cámaras 39 y 41, en sus extremos.
La cámara 43 separada de la cámara 39 por el pistón 27 puede
asimismo ser puesta en conexión con una fuente de aire a presión o
con el aire atmosférico por un paso acodado 44 que atraviesa la
parte central 36 del cuerpo 31 del gato. Por último, la cámara 45
separada de la cámara 41 por el pistón 26 es puesta a la presión
atmosférica por el orificio 33, y la cámara constituida por el
mandrilado 35 entre los pistones 37 y 38 puede ser puesta en
comunicación permanente con una fuente de aire a presión por un
conducto que desemboca en esta cámara por un orificio 46.
Siendo así y suponiendo por ejemplo que el
vástago de trabajo 28 está unido de forma operativa a una
herramienta, tal como una pinza de electrodos de soldadura por
puntos supuesta inicialmente en posición de pequeña abertura (figura
3), el funcionamiento del gato que acaba de ser descrito será el
siguiente.
La puesta a presión de la cámara 43 por el paso
44 provoca el desplazamiento hacia la derecha de los pistones 26 y
27 así como del vástago 28 hasta una posición que corresponde a una
gran abertura de la pinza. El pistón 26 empuja el pequeño pistón 37
hacia la derecha, pero el desplazamiento hacia la derecha del pistón
pequeño 38 está impedido por la puesta en parada de la cabeza de
este pistón 38 contra un tope b1 en resalte en el mandrilado 35.
Una sobrepresión, equivalente a la compresión de un resorte de
retorno, se crea por tanto en la cámara 35 entre los pistones 37 y
38 (figura 4).
La cámara 43 es entonces puesta en escape por el
paso 44 y la sobrepresión en la cámara 35 lleva al pistón 37 a su
posición inicial, así como a los pistones 26 y 27 y al vástago 28 a
su posición inicial intermedia, correspondiente a la pequeña
abertura de la pinza de soldadura (figura 3).
Quedando la cámara 43 al aire libre, el aire a
presión es llevado entonces por el conducto 40 a la cámara 39 y por
el paso axial 42 a la cámara 41, lo que provoca el desplazamiento
de los pistones 26 y 27 y del vástago 28 hacia la izquierda, hasta
una posición de trabajo correspondiente al apriete de los electrodos
de soldadura sobre la pieza con el esfuerzo deseado.
El desplazamiento del pistón 27 hacia la
izquierda provoca el desplazamiento del pistón 38 en el mismo
sentido, pero el desplazamiento del pistón 37 está impedido por una
puesta es parada de la cabeza de este pistón contra un tope b2 en
resalte en el mandrilado 35. Una sobrepresión se crea por tanto de
nuevo en la cámara 35 entre los pistones 37 y 38 (figura 5).
A consecuencia de lo cual, cuando se afloja la
presión en las cámaras 39 y 41, por puesta a la presión atmosférica
del conducto 40, la presión continúa reinando en la cámara 35,
provoca el desplazamiento del pistón 38 hacia la derecha y por tanto
el retorno de los pistones 26 y 27 y del vástago 28 hacia la
derecha, hasta la posición intermedia de pequeña abertura de la
pinza (figura 3). Se observa por tanto que el dispositivo neumático
de retorno funciona aquí en los dos sentidos.
La invención permite obtener este resultado con
una independencia de las fuentes de aire comprimido que son
conectadas sobre el conducto 40 y el paso acodado 44 por una parte,
y sobre el orificio 46 por otra parte, debiendo la cámara 35 ser
sometida a una presión permanente, lo que no es el caso de las
cámaras 39, 41 y 43. La lógica de mando puede por tanto ser
simplificada.
Además, el dispositivo de retorno neumático posee
solamente una pequeña inercia, en un gato que permite sin embargo
obtener un esfuerzo de apriete muy importante siendo al mismo
tiempo de longitud y de peso reducidos con respecto a un gato con
tres posiciones que permitiría obtener un esfuerzo de apriete
equivalente.
Claims (9)
1. Gato con dispositivo elástico de retorno de un
conjunto de pistón de trabajo (2) en posición neutra, estando este
conjunto de pistón de trabajo (2) fijado sobre un vástago de
trabajo (1a, 1b) y montado de forma deslizante, en por lo menos una
cámara de trabajo (12, 13), entre una posición de reposo (fig. 1) y
una posición de trabajo (fig. 2), pudiendo dicha posición neutra
ser intermedia entre las dos anteriores, caracterizado
porque el dispositivo elástico de retorno de dicho conjunto de
pistón de trabajo (2) en posición neutra o intermedia es de tipo
neumático y utiliza un conjunto de pistón auxiliar (16, 37, 38) de
sección relativamente pequeña, con respecto a la sección de los
pistones que constituyen dicho conjunto de pistón de trabajo,
montado de forma deslizante en una cámara auxiliar (18, 35) con
alimentación neumática independiente de la que acciona dicho
conjunto de pistón de trabajo.
2. Gato según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho dispositivo elástico comprende
por lo menos un conjunto de pistón auxiliar (16) unido a dicho
conjunto de pistón de trabajo (2) y montado de forma deslizante en
una cámara auxiliar (18), siendo este conjunto de pistón auxiliar
(16) apropiado para ser desplazado, en dicha cámara auxiliar (18),
en un sentido o en otro por dicho conjunto de pistón de trabajo (2)
cuando éste se desplaza entre su posición de reposo (fig. 1) y su
posición de trabajo (fig. 2) o inversamente, y para comprimir
elásticamente un gas en dicha cámara auxiliar (18), de manera que
pueda retornar elásticamente dicho conjunto de pistón de trabajo (2)
a dicha posición neutra, a saber dicha posición de reposo o dicha
posición intermedia.
3. Gato según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque dicho conjunto de pistón de trabajo
comprende dos pistones de trabajo (26, 27) fijados sobre un vástago
de trabajo común (28), y porque entre los dos pistones de trabajo
presenta un conjunto de pistón auxiliar (37, 38) montado de forma
deslizante, por una parte sobre dicho vástago de trabajo (28), y
por otra parte en un cámara auxiliar (35) de una parte central (36)
de un cilindro de gato, estando esta cámara auxiliar (35) sometida
de forma permanente a una presión neumática.
4. Gato según la reivindicación 3,
caracterizado porque dicho conjunto de pistón auxiliar
comprende dos pistones auxiliares (37, 38) apropiados para formar
resalte en los dos extremos opuestos de una cámara auxiliar (35) que
atraviesa de parte a parte dicha parte central (36) del cilindro de
gato, para poder apoyarse respectivamente sobre el uno y el otro de
dichos dos pistones de trabajo (26, 27) cuando éstos ocupan dicha
posición neutra o intermedia.
5. Gato según la reivindicación 3 ó 4,
caracterizado porque los desplazamientos de dichos pistones
auxiliares (37, 38) hacia los extremos respectivos de la cámara
auxiliar (35) están limitados por unos topes respectivos (b2,
b1).
6. Gato según cualquiera de las reivindicaciones
3 a 5, caracterizado porque dicha parte central (36) del
cilindro de gato está atravesada por un paso (44) apropiado para
poner en comunicación con una fuente de fluido a presión, o para
poner en escape, una primera cámara de trabajo (43) delimitada por
un pistón de trabajo (27), pudiendo la cámara de trabajo opuesta
(39) delimitada por el mismo pistón (27) de trabajo, ser también
puesta en comunicación con una fuente de fluido a presión o ser
puesta en escape por otro conducto (40).
7. Gato según la reivindicación 6,
caracterizado porque dicha cámara de trabajo opuesta (39)
comunica con otra cámara de trabajo (41) delimitada por el otro
pistón de trabajo (26) gracias a un paso axial (42) de dicho vástago
de trabajo (28), estando la cámara (45) opuesta a la anterior con
respecto a dicho otro pistón de trabajo (26) a la presión
exterior.
8. Gato según las reivindicaciones 3 a 7,
caracterizado porque se utiliza para la maniobra de una
pinza de soldadura que debe ocupar una posición neutra o de pequeña
abertura, intermedia entre una posición de gran abertura y una
posición de apriete sobre las piezas a soldar.
9. Gato según la reivindicación 8,
caracterizado porque comprende las siguientes fases de
funcionamiento:
- -
- puesta a presión de dicha primera cámara de trabajo (43) para el desplazamiento de dichos pistones de trabajo (26, 27) y del vástago de trabajo (28) de dicha posición neutra o intermedia de pequeña abertura (figura 3) a dicha posición de gran abertura (figura 4) de la pinza, siendo entonces comprimido el gas a presión en dicha cámara intermedia (35) por un primer pistón auxiliar (37) mientras que el segundo pistón auxiliar (38) permanece apoyado sobre un tope (b1);
- -
- puesta en escape de dicha primera cámara de trabajo (43) y retorno de dichos pistones de trabajo (26, 27) y del vástago de trabajo (28) de dicha posición de gran abertura (figura 4) a dicha posición neutra o intermedia de pequeña abertura (figura 3) bajo la acción de dicho primer pistón auxiliar (37), a su vez bajo el efecto de la presión en dicha cámara auxiliar (35), quedando dicho primer pistón auxiliar (37) apoyado sobre dicho otro pistón de trabajo (26) hasta su llegada a tope sobre un tope (b2);
- -
- puesta a presión de dicha cámara de trabajo opuesta (39) y de dicha otra cámara de trabajo (41) para el desplazamiento de dichos pistones de trabajo (26, 27) y del vástago de trabajo (28) de dicha posición neutra o intermedia (figura 3) a dicha posición de apriete de la pinza (figura 5), siendo entonces comprimido el gas a presión en dicha cámara intermedia (35) por dicho segundo pistón auxiliar (38), mientras que el primer pistón auxiliar (37) permanece apoyado sobre dicho tope (b2);
- -
- puesta en escape de dicha cámara de trabajo opuesta (39) y de dicha otra cámara de trabajo (41) y retorno de dichos pistones de trabajo (26, 27) y del vástago de trabajo (28) de dicha posición de apriete (figura 5) de la pinza a dicha posición neutra o intermedia de pequeña abertura (figura 3) bajo la acción de dicho segundo pistón auxiliar (38), a su vez bajo el efecto de la presión en dicha cámara auxiliar (35), quedando dicho segundo pistón auxiliar (38) apoyado sobre dicho pistón de trabajo (27) hasta su llegada a tope sobre dicho tope (b1).
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