ES2235003T3 - Dispositivo para generar un movimiento oscilante y herramienta neumatica. - Google Patents
Dispositivo para generar un movimiento oscilante y herramienta neumatica.Info
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Abstract
Dispositivo accionado por un fluido a presión para generar un movimiento oscilante y que incluye una primera (5) y una segunda (3) parte movible relativamente axialmente, donde una cámara de trabajo (7) pretende ser presurizada de forma alternativa para accionar las partes en un movimiento relativo entre éstas y despresurizada, en el que la primera parte (5) está provista de un primer canal (6) para suministrar un fluido de accionamiento a la cámara de trabajo (7) y la segunda parte (3) está provista de un canal secundario (15) para descargar un fluido desde la cámara de trabajo (7), y en el que una disposición de la válvula (8), que tiene unos elementos de válvula que son movibles con respecto a las partes, está dispuesta para controlar el flujo de fluido en el primer así como el segundo canal dependiendo de las posiciones relativas de las partes, y de ese modo la presurización de la cámara de trabajo, caracterizado por el hecho de que la disposición de la válvula incluye un medio de control conectado al menos a uno de los dos elementos de válvula de modo que los elementos de válvula son axialmente separados entre sí de manera que una entrada de fluido en la cámara de trabajo (7) del primer canal esté separada de una descarga de fluido desde la cámara de trabajo (7) hasta el segundo canal (15).
Description
Dispositivo para generar un movimiento oscilante
y herramienta neumática.
La invención se refiere a un dispositivo
accionado por un fluido a presión para generar un movimiento
oscilante según el preámbulo de la reivindicación 1. También se
refiere a una herramienta neumática que incluye este
dispositivo.
Este dispositivo es conocido a partir de
US-A-50 82 067. Una forma de
realización en este documento incluye una cámara de trabajo entre
dos partes relativamente movibles, cada una con un canal o conducto
para suministrar o descargar un medio de accionamiento por fluido a
presión, con aire comprimido de forma apropiada. Un movimiento
axial de un poste tubular desplaza el elemento de válvula desde su
asiento, abriendo así un paso de fluido para suministrar el medio
de accionamiento en la cámara de
trabajo.
trabajo.
La presión sobre la cámara de trabajo desplaza
las partes movibles en direcciones opuestas entre sí, y cuando las
partes movibles han sido lo suficientemente separadas, el canal de
suministro se cierra y el canal de descarga en el poste se abre
para la descarga del medio de accionamiento permitiendo que las
partes relativamente movibles se acerquen entre sí para repetir el
procedimiento anteriormente descrito. Un movimiento oscilante se
obtiene usando un sistema de muelles u otros medios para volver las
partes una hacia la otra después de la despresurización.
El uso de la forma de realización descrita sería
muy útil en una disposición en la que las dos partes movibles
fueran separadas entre sí y dispuestas una detrás de la otra en el
mismo alojamiento. Esta disposición sería muy atractiva puesto que
el diámetro de la herramienta puede ser hecho más pequeño y en
consecuencia debería contribuir a que las herramientas, que son más
fáciles de manejar, tengan menos demandas de tolerancia, un coste
de producción inferior, un número inferior de superficies de
contacto y por lo tanto un nivel de vibración inferior. No
obstante, un dispositivo construido según la manera descrita tiene
un rendimiento eficaz, que es demasiado bajo para ser de uso
práctico.
Es un objetivo de esta invención el hecho de
proporcionar una solución a los problemas de la técnica precedente
y sugerir una solución que permita conseguir un rendimiento más
eficaz, manteniendo al mismo tiempo las ventajas de la técnica
precedente.
Es otro objetivo el hecho de proporcionar una
solución que permita unas ventajas dimensionales y una fabricación
simple y económica dada la posibilidad de obtener un dispositivo
que tenga dimensiones reducidas con rendimiento mantenido, en
comparación con la técnica precedente. Es además otro objetivo el
hecho de hacer estas mejoras útiles para los dispositivos que
funcionan como herramientas neumáticas que incluyen sistemas para
reducir la vibración.
Estos objetivos son conseguidos según la
invención a través de las características según la reivindicación
1. Otras formas de realización están descritas en las
reivindicaciones dependientes 2-13.
Mediante el suministro de medios de control
conectados por lo menos a uno de los elementos de válvula de modo
que los elementos de válvula
de la disposición de la válvula estén axialmente
separados, colocando la entrada de fluido a la cámara de trabajo
separada de la descarga de fluido, se consiguen varias ventajas.
Las posiciones y dimensiones de la entrada y descarga son
independientes unas de otras. Así, cada una puede ser
independientemente optimizada para adaptar la función y
características de fluidez deseables para la aplicación específica
a la que esté destinado el dispositivo.
Gracias a la movilidad de los elementos de
válvula con respecto a las partes, se obtienen diferentes ventajas
como el autoajuste de la disposición de la válvula. A su vez, esto
provoca que la disposición sea relativamente insensible a la
tolerancia, lo que permite una fabricación económica.
Según un aspecto particularmente preferido, los
elementos de válvula están conectados entre sí por los medios de
control, (p. ej. un vástago) para formar un cuerpo de válvula. Esto
proporciona unas propiedades de autoajuste excelentes.
Para permitir que los elementos de válvula
ejecuten un movimiento limitado uno con respecto al otro durante la
operación, el ciclo operativo puede ser aún más optimizado. Esta
posibilidad proporciona un control ventajoso del ciclo operativo y
también un rendimiento mejorado. Por ejemplo, el periodo en el que
el fluido a presión está activo dentro de la cámara de trabajo antes
de la descarga puede ser prolonga-
do.
do.
Esta función puede ser obtenida por la conexión
entre los elementos de válvula que son elásticamente flexibles. El
ciclo operativo puede también ser ventajosamente alterado al menos
por la flexibilidad de uno de los elementos de válvula. Una ventaja
funcional correspondiente se consigue teniendo en su lugar al menos
uno de los alojamientos de la válvula elásticamente flexible.
La presión hidráulica puede también actuar en uno
o ambos de los elementos de válvula para asegurar que el elemento o
elementos está o están en la posición o posiciones
prevista(s) para ejecutar la función deseada.
La colocación de las dos partes movibles en un
alojamiento común de tal manera que estén separadas entre sí y
dispuestas una detrás de la otra y cada parte estanca contra el
alojamiento, permite no sólo construir dispositivos con diámetros
más pequeños, sino también con superficies de estanquidad más
pequeñas y menos superficies de contacto. Esto tiende a unos costes
de producción más bajos e influye positivamente en otras variables
importantes y produce más potencia y un nivel inferior de ruido y
de
vibración.
vibración.
La invención será ahora descrita con más detalle
con referencia a los dibujos anexos, donde
La Fig. 1 muestra, en una sección axial, un
dispositivo según la invención en una primera posición,
Las Figs. 2 y 3 muestran, en secciones axiales y
en escala aumentada, la disposición de la válvula en posiciones
diferentes,
La Fig. 4 muestra, en una sección axial, una
segunda forma de realización de la invención, y
La Fig. 5 muestra, en una sección axial, una
tercera forma de realización de la invención.
En esta descripción como los elementos en
distintas formas de realización pueden llevar los mismos signos de
referencia.
En la Fig. 1 el signo de referencia 1 se refiere
a un dispositivo accionado por un flujo a presión para generar un
movimiento oscilante. El dispositivo incluye un alojamiento 2, el
cual incluye una primera parte movible 5 que tiene un primer canal
o un pasaje del fluido 6. También una segunda parte movible 3 está
incluida dentro del alojamiento 2. La parte 3 está diseñada con una
parte integral 4 (en este caso un estilete, pero también se pueden
usar otros diseños con limas, cuchillos, sierras, cinceles etc. o
puede ser un pistón que golpea a un cincel, yunque, agujas o
similar) para realizar alguna operación en una pieza de trabajo (no
mostrada). Las partes movibles delimitan una cámara de trabajo 7
con el alojamiento 2.
El dispositivo puede ser adaptado para generar un
movimiento oscilante, que puede ser usado también para otras
aplicaciones que implican miembros motores destinados a la
reciprocidad.
El flujo a presión de una fuente de flujo a
presión (no mostrada) es dejada en el alojamiento 2 sobre una
entrada 14 y pasa a través del pasaje de fluido 6 hasta la cámara
de trabajo 7 y es descargado de esta cámara de trabajo 7 sobre un
canal secundario o un pasaje de descarga 15 hasta una salida. En el
caso de la forma de realización mostrada la salida es dispuesta
como canales a través de la pared del alojamiento 2.
El flujo del fluido a presión a través del
dispositivo 1 está controlado por una disposición de válvula, que
incluye un cuerpo de válvula 8 que tiene un primer elemento de
válvula 10, el cual coopera con la primera parte movible 5 y un
segundo elemento de válvula 9, el cual coopera con la segunda parte
movible
3.
3.
Esto está mostrado con mayor detalle en las Figs.
2 y 3. La Fig.2 muestra la posición del cuerpo de válvula 8 cuando
las dos partes movibles están muy lejos una de otra y el pasaje de
descarga 15 está abierto. La Fig. 2 muestra en particular el primer
elemento de válvula 10 cooperativo con una superficie que está
situada en una corriente hacia arriba lateral de la primera parte
5, y que comprende un primer asiento de la válvula 13. El segundo
elemento de válvula 9 coopera con un segundo asiento de la válvula
12, que está provisto en la segunda parte 3 (Fig. 3).
Esto significa que la presión en el fluido que
proviene de la entrada de fluido a presión 14 en la Fig. 1 empuja
al primer elemento de válvula 10 contra el primer asiento de la
válvula 13 en la posición que se ha visto en la Fig. 2. De forma
similar, el segundo elemento de válvula 9 es presionado, mediante la
presión del fluido, que está presente dentro de la cámara de trabajo
7, en una dirección contra el segundo asiento de la válvula 12,
para cerrar el pasaje de la cámara de trabajo en el pasaje de
descarga 15 como se muestra en la Fig. 3.
Las Figs. 2 y 3 también muestran que el cuerpo de
válvula 8 incluye un medio de control, en este caso un vástago 11
para conectar el primer y segundo elemento de válvula 9 y 10,
respectivamente. Los elementos de válvula son así axialmente
separados unos de otros por una distancia elegida. En consecuencia,
el vástago 11 es dimensionado para permitir una distancia elegida
entre las partes 3 y 5 con el objetivo de proporcionar la separación
de las áreas de entrada y de salida.
Según la invención esta característica
proporciona características de fluidez ventajosas con respecto al
flujo del fluido dentro así como fuera de la cámara de trabajo sin
que el flujo respectivo sea alterado o restringido por los
elementos pertenecientes a otra de las funciones de entrada o de
salida. El vástago es rígido según la forma de realización mostrada
pero puede también ser flexible, lo cual será discutido más tarde.
La construcción con los elementos de válvula y el medio de control
como una unidad integral, libre, de tal manera que ambos elementos
de válvula sean movibles con respecto a las partes, es ventajosa
puesto que permite el autoajuste y hace que el dispositivo sea
relativamente insensible a la tolerancia.
Además, en la Fig. 1 se muestra que la primera
parte 5 está unida con un primer acumulador de fuerza, en este caso
un muelle 18. Este muelle 18 es sometido a una carga aumentada
puesto que la primera parte movible está en movimiento en una
primera dirección, es decir hacia adelante o hacia la derecha en la
Fig. 1.
Cuando el medio de accionamiento del fluido a
presión entra en la cámara de trabajo 7 a través del canal de
entrada 6 pasado el elemento de válvula 10, las dos partes 5, 3 son
accionadas en direcciones opuestas, la primera parte 5 hacia la
izquierda en la Fig. 1, con una reducción simultánea de la carga en
su muelle asociado, y la segunda parte 3 hacia la derecha con un
aumento simultáneo de la carga en su acumulador de fuerza asociado,
en este caso un muelle 17. El total de las fuerzas de reacción que
son aplicadas por los dos muelles directa o indirectamente al
alojamiento 2 en consecuencia permanecen sustancialmente constantes
a través del ciclo del movimiento completo, reduciendo las
vibraciones del alojamiento. Naturalmente, se pueden usar otros
acumuladores de fuerza distintos a los muelles, p. ej. muelles de
tracción, fuelles, muelles a gas, tubos de caucho etc.
En la forma de realización de la figura 4, los
elementos de válvula son elementos separados y el segundo elemento
de válvula 9 está provisto de un medio de control 20 en forma de un
vástago que es guiado en la primera parte para permitir un
movimiento restringido relativo a ésta. Para ello, en frente del
segundo elemento de válvula se provee una ampliación 21 que coopera
con unos elementos de retención en la primera parte 5 para prevenir
que el medio de control se salga de la primera parte 5. El medio de
control 20 está dispuesto para empujar un primer elemento de
válvula 23 en una posición abierta cuando la cámara de trabajo 7 se
contrae, es decir las partes se acercan entre sí, y para empujar el
segundo elemento de válvula 9 en una posición abierta cuando la
cámara de trabajo 7 se expande, es decir las partes se desplazan
entre sí. Debe ser notado que la construcción descrita con respecto
a la figura 4 puede ser invertida en el sentido de que el primer
elemento de válvula podría ser unido al medio de control que en
este caso sería guiado en la segunda parte. Los elementos de
válvula luego se verían afectados como en el caso anterior.
En la forma de realización de la Fig. 5, se
muestra una disposición que en principio funciona de la misma
manera que los dispositivos mostrados en las figs 1 - 3. No
obstante, un cuerpo de válvula 8' que tiene unos elementos de
válvula 9' y 10' está provisto de un conducto 24 que funciona para
proporcionar una comunicación de líquido a presión entre los
volúmenes (no mostrados) a cada lado de las partes 3 y 5. Esto es
ventajoso p. ej. si se usa un fluido a alta presión para obtener
una limpieza del soplado, para mantener una herramienta (p. ej. un
cincel) en una posición específica, para reducir la fuerza requerida
para abrir la válvula para el fluido entrante etc. En la forma de
realización mostrada, el cuerpo de válvula 8' tiene una extensión
25 con una ampliación 26 en su extremo libre que se une dentro del
canal 27, y que sirve para el guiado y estanquidad. El fluido
saliente es descargado a través de un canal de descarga 28, que se
abre hacia abajo del asiento de la válvula para el elemento de
válvula 9'. La extensión 24 y la ampliación 26 son sin embargo
opcionales con respecto al principio de comunicación de líquido a
presión a través del conducto 8'.
La invención puede ser modificada dentro del
campo de las reivindicaciones anexas. La invención puede también
ser aplicable en prácticamente cualquier equipo que utilice un
movimiento oscilante además de herramientas.
El ciclo operativo puede ser modificado
generalmente preparándose para permitir que los elementos de
válvula ejecuten un movimiento relativo entre sí, p. ej. haciendo
que el vástago 11 sea flexible. El ciclo operativo puede también
ser modificado usando unos elementos de válvula, lo cual proporciona
una cooperación flexible con las partes movibles. Otra vía de
modificar el ciclo operativo es utilizar unos medios de recepción
de la válvula, como asientos, que sean flexibles para ofrecer una
cooperación flexible con los elementos de válvula.
La disposición de la válvula puede ser realizada
de muchas formas diferentes que incluyen el hecho de estar
compuestas por elementos de válvula deslizantes que estén situados
en las partes respectivas.
Se puede usar cualquiera de las partes movibles
como una parte de trabajo activa, pero ambas partes pueden también
ser usadas para realizar el trabajo útil. Pueden p. ej. impactar en
partes diferentes de un yunque.
La forma de realización de la Fig. 1 puede ser
corregida de manera que una de las partes sea fijada a una
estructura de soporte. Así, en este caso sólo la otra parte está
libre para moverse. El alojamiento puede ser separado de, integrado
con o fijado a cualquiera de las partes respectivas.
En vez de usar muelles de compresión para volver
las partes movibles unas hacia otras existen muchas otras
posibilidades que incluyen el uso de un fluido a presión desde la
fuente del fluido a presión.
Claims (13)
1. Dispositivo accionado por un fluido a presión
para generar un movimiento oscilante y que incluye una primera (5)
y una segunda (3) parte movible relativamente axialmente, donde una
cámara de trabajo (7) pretende ser presurizada de forma alternativa
para accionar las partes en un movimiento relativo entre éstas y
despresurizada, en el que la primera parte (5) está provista de un
primer canal (6) para suministrar un fluido de accionamiento a la
cámara de trabajo (7) y la segunda parte (3) está provista de un
canal secundario (15) para descargar un fluido desde la cámara de
trabajo (7), y en el que una disposición de la válvula (8), que
tiene unos elementos de válvula que son movibles con respecto a las
partes, está dispuesta para controlar el flujo de fluido en el
primer así como el segundo canal dependiendo de las posiciones
relativas de las partes, y de ese modo la presurización de la
cámara de trabajo, caracterizado por el hecho de que la
disposición de la válvula incluye un medio de control conectado al
menos a uno de los dos elementos de válvula de modo que los
elementos de válvula son axialmente separados entre sí de manera
que una entrada de fluido en la cámara de trabajo (7) del primer
canal esté separada de una descarga de fluido desde la cámara de
trabajo (7) hasta el segundo canal (15).
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que los elementos de válvula
están compuestos por un primer elemento de válvula (10) para
controlar el flujo de fluido en el primer canal (6) y un segundo
elemento de válvula (9) para controlar el flujo de fluido en el
segundo canal (15).
3. Dispositivo según la reivindicación 2,
caracterizado por el hecho de que el primer elemento de
válvula (10) operativo está dispuesto para ser puesto en
cooperación de estanquidad (13) con el primer canal (6) por la
presión del fluido en una posición destinada a la cooperación de
estanquidad.
4. Dispositivo según la reivindicación 2 ó 3,
caracterizado por el hecho de que el segundo elemento de
válvula (9) operativo está dispuesto para ser puesto en una
cooperación de estanquidad (12) con el segundo canal (15) por
presión del fluido en una posición destinada para la cooperación de
estanquidad.
5. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de
que los elementos de válvula están conectados (11) entre sí por
dicho medio de control para formar un cuerpo de válvula (8).
6. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de
que los elementos de válvula están dispuestos para permitir un
movimiento relativo entre sí.
7. Dispositivo según la reivindicación 6,
caracterizado por el hecho de que dicho medio de control es
elásticamente flexible.
8. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de
que al menos uno de los elementos de válvula es elásticamente
flexible.
9. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de
que la primera (5) y la segunda (3) parte están dispuestas en un
alojamiento (2) que incluye una entrada y una salida para el fluido
a presión y de que la primera así como la segunda parte se mueven
con respecto al alojamiento.
10. Dispositivo según la reivindicación 9,
caracterizado por el hecho de que las dos partes movibles
(3) están dispuestas fijamente contra el alojamiento (2) con el
objetivo de formar la cámara de trabajo (7).
11. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de
que un primer acumulador de fuerza está acoplado a una de las
partes y está dispuesto para ser sometido a una carga de producción
de fuerza elástica aumentada como respuesta al movimiento de esta
parte en una primera dirección contra la cámara de trabajo para
esta parte y de que un segundo acumulador de fuerza está acoplado a
la otra parte y está dispuesto para ser sometido a una carga de
producción de fuerza elástica aumentada como respuesta al
movimiento de esta otra parte en dicha primera dirección.
12. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, donde los elementos de válvula
cooperan con unos medios de recepción del elemento de válvula,
caracterizado por el hecho de que al menos uno de los medios
de recepción del elemento de válvula es flexible.
13. Herramienta neumática que incluye un
dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 - 12.
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