ES2242455T3 - Cilindro con sistema de parada total de vastago. - Google Patents

Abstract

El cilindro de gas es del tipo de los utilizados en, por ejemplo, instalaciones o útiles de troquelado y comprende dos cámaras herméticas e independientes (7 y 8), la primera de ellas axial al vástago (6) del cilindro, y la segunda anular y externa, estando ambas cámaras comunicadas exteriormente a través de ramales (16 y 17) que desembocan en una cámara común (14) perteneciente a un acumulador de presión (11) en el que está establecida una segunda cámara (13) cargable mediante nitrógeno y dotada de un pistón desplazable (12) para el llenado y correspondiente equilibrado de presiones entre las cámaras (14, 7 y 8). Una electroválvula (18) es cerrable a voluntad cuando se consigue el equilibrio de presiones entre las citadas tres cámaras (14, 7 y 8), impidiendo que el vástago (6) recupere su posición original tras cesar la fuerza de empuje que sobre el mismo se ejerce en el funcionamiento.

Description

Cilindro con sistema de parada total de vástago.

Objeto de la invención

La invención se refiere a un cilindro asociado a un sistema con el que se consigue un bloqueo del respectivo vástago del cilindro en la posición final de carrera, permitiendo además controlar la fuerza de retroceso hacia la posición de partida del citado vástago.

La invención es aplicable fundamentalmente en aquellos cilindros de los utilizados, por ejemplo, en unidades de punzonado, sin descartar su aplicación en cualquier otro supuesto práctico que requiera de las mismas prestaciones.

Por consiguiente, es objeto de la invención bloquear el vástago de un cilindro de gas en la posición final de carrera, evitando su retroceso al cesar la fuerza exterior que produce la compresión del gas, iniciándose únicamente la expansión y con ella la recuperación del vástago hacia la posición de partida, mediante la activación de una electroválvula.

Antecedentes de la invención

Los cilindros de gas utilizados en unidades de punzonado, cuando cesa la presión exterior sobre el vástago, se produce una recuperación rápida de dicho vástago hacia la posición original, debido a la expansión del gas hasta entonces comprimido, ya que la presión exterior durante el trabajo del cilindro se realiza en contra de un gas que es comprimido para que en su fuerza de expansión, una vez cesada la presión exterior o finalizado el trabajo, el vástago recupere su posición original.

Pues bien, esa recuperación rápida y prácticamente instantánea del vástago de los cilindros de gas puede ocasionar daños en la pieza que se está trabajando, bien por incidencia directa o bien por incidencia indirecta a través de los útiles o partes de la máquina existentes entre el cilindro y la pieza.

Descripción de la invención

El cilindro que se preconiza presenta una serie de particularidades que en combinación con un sistema constitutivo de un acumulador de presión, y en combinación con una electroválvula, resuelve la problemática anteriormente expuesta, de manera sencilla, eficaz y fiable, ya que el conjunto del cilindro, el acumulador y la electroválvula determinan un sistema elástico de fuerza que permite controlar la fuerza de retroceso del comentado vástago del cilindro, a voluntad.

Más concretamente, el cilindro de la invención se caracteriza porque comprende dos cámaras herméticas e independientes, una axial al correspondiente vástago que se desplaza en el interior de un casquillo concéntrico al cuerpo cilíndrico externo del cilindro, de manera que entre la comentada pared externa y el casquillo en el que axialmente se desplaza el vástago se determina la segunda cámara susceptible de comunicarse con el vástago pero no con la cámara axial en la que se desplaza éste.

Ahora bien, ambas cámaras, contenedoras del aceite hidráulico, están comunicadas exteriormente mediante un acumulador de presión formado por un cuerpo cilíndrico con dos cámaras, una que se carga de nitrógeno a través de una válvula de carga externa con una determinada presión, y la otra prevista para transferir la presión a través de un pistón intercalado entre esta segunda cámara y la cámara de nitrógeno del acumulador que se está describiendo, para conseguir equilibrar las presiones en la cámara del cilindro de gas y, por supuesto, la segunda cámara del acumulador.

En el ramal que comunica la cámara externa del cilindro de gas con la segunda cámara del acumulador, se ha previsto una electroválvula susceptible de cerrarse y/o abrirse a voluntad, al objeto de mantener en el primer caso la presión en la cámara externa para conseguir el bloqueo del vástago en el desplazamiento axial hacia el interior por medio de una fuerza exterior, es decir en el funcionamiento activo del cilindro, de manera que si cesa la presión externa sobre ese vástago, debido al cierre de esa cámara, por medio de la electroválvula referida, el vástago no puede recuperar su posición original si no se lleva a cabo una apertura de la electroválvula que permita el paso del aceite hidráulico desde tal cámara hacia la segunda cámara del acumulador y, lógicamente, hacia la cámara axial del propio cilindro de gas, para permitir así la recuperación del vástago hacia su posición original.

El acumulador, además de transferir la presión, cuando se carga de nitrógeno, hacia las cámaras del cilindro de gas, hasta establecer la equipresión del sistema, también cumple la función de absorber, a través de la cámara presurizada de gas, la sobrepresión producida por la reducción de volumen de las cámaras del cilindro.

Por su parte, la electroválvula establecida en el ramal que comunica la cámara externa del cilindro con la cámara correspondiente del acumulador, está prevista para regular a voluntad el flujo de aceite entre las dos cámaras del cilindro, mediante la activación de dicha electroválvula por medio de una señal eléctrica externa.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, una hoja única de planos en la que con carácter ilustrativo y no limitativo y en su única figura, se muestra una vista en sección correspondiente a la representación del cilindro de gas asociado al acumulador de presión y a la electroválvula intercalada en uno de los ramales que comunican el cilindro de gas con el acumulador de presión propiamente dicho.

Realización preferente de la invención

Como se puede ver en la figura referida, el cilindro, de utilización preferentemente en unidades de punzonado, comprende un cuerpo cilíndrico y externo (1) que en uno de sus extremos incorpora una valona a través de la cual se fija a una base (2), contando con una pareja de pasos (3) y (4).

Entre la base (2) y el extremo libre y abierto del cuerpo cilíndrico (1) va montado un casquillo (5) sobre el que se desplaza axialmente el correspondiente vástago (6) del cilindro, todo ello de manera tal que en dicho cilindro general quedan establecidas dos cámaras (7) y (8), la primera axial al vástago (6) y por tanto en el interior del casquillo (5), y la segunda situada anularmente entre ese casquillo (5) y la pared externa del cuerpo cilíndrico (1), contando esta segunda cámara (8) con un orificio lateral (9) establecido en el casquillo (5) para comunicar tal cámara (8) con el propio vástago (6).

El paso (4) desemboca en la cámara (8), mientras que el paso (3) desemboca en la cámara (7).

El cilindro se complementa además con un casquillo (10) situado en correspondencia con el extremo del casquillo (5), constituyendo el aludido casquillo (10) un tope mecánico de final de carrera del vástago (6).

En dicho cilindro están dispuestas las correspondientes juntas de hermeticidad para establecer el cierre estanco entre las cámaras y los elementos que intervienen.

El cilindro y el sistema de parada total del vástago se complementa además con un acumulador de presión constituido a partir de un cuerpo cilíndrico (11) con un pistón (12) que establece dos cámaras referenciadas con (13) y (14), respectivamente, la primera de ellas constitutiva de una cámara de presión, ya que a la misma accede, a través de una válvula de carga (15), gas nitrógeno, mientras que la segunda cámara (14) está llena de aceite hidráulico, al igual que las cámaras (7) y (8) referidas con anterioridad y correspondientes al cilindro de gas, como consecuencia de que este último se comunica con la cámara (14) a través de los ramales (16) y (17), el primero de ellos conectado al paso (3) de comunicación con la cámara (7), y el segundo conectado al paso (4) de comunicación con la segunda cámara (8).

Por consiguiente, las cámaras (7) y (8) del cilindro de gas son independientes, aunque exteriormente están comunicadas a través de los ramales (16) y (17) en combinación con la cámara (14) del acumulador de presión, cámara (14) que lógicamente es independiente y totalmente hermética respecto de la cámara de gas (13) del propio acumulador.

En el ramal (17) se intercala una electroválvula (18) destinada a regular el flujo de aceite entre las cámaras (7) y (8) del cilindro, mediante una señal eléctrica externa como más adelante se expondrá.

El funcionamiento es el siguiente:

Cuando se produce una fuerza externa en sentido axial sobre el vástago (6) del cilindro, hasta agotar la carrera de trabajo del mismo, es decir que se produce un retraimiento de ese vástago (6) hacia el interior, el aceite hidráulico de la cámara (7), a través del ramal (16), pasa por la cámara (14) y a su vez a través del ramal (17) alcanza la cámara (8), con la particularidad de que a través del orificio (9) se produce una entrada de aceite a través de esa cámara (8) a la cámara que se origina en el interior del pistón (5) cuando se desplaza en sentido de retraimiento el vástago (6).

Previamente la cámara (13) del acumulador de presión ha sido cargada de nitrógeno a través de la válvula (15), con una determinada presión para transferir ésta a través del pistón (12) a todo el sistema hasta conseguir un equilibrado de presiones entre las cámaras (7), (8) y (14).

Pues bien, una vez conseguido el equilibrio de presiones referido, se actúa sobre la electroválvula (18), produciendo el cierre de ésta, todo ello de manera que en el momento en que cese la presión sobre el vástago (6) o que deje de funcionar el cilindro, entonces dicho vástago (6) queda bloqueado en la posición de retraimiento, ya que el equilibrio de presión referido impide que dicho vástago (6) recupere su posición original, es decir, que se desplace en sentido de expansión ya que lo impide ese equilibrado de presiones.

Ahora bien, si se actúa sobre la válvula (18) y se lleva a cabo la apertura de la misma, lógicamente el aceite de la cámara (8), a través del ramal (17), retorna libremente desde dicha cámara (8) hacia las cámaras (14) y (7), respectivamente, permitiendo de manera controlada la expansión del aludido vástago (6), es decir, su desplazamiento hacia la posición original, actuando el casquillo (10) como tope mecánico de final de carrera.

Finalmente, como opción, se puede instalar una segunda válvula en una rama (16) que puede ser útil en ciertas aplicaciones, particularmente para evitar un posible efecto rebote del vástago (6) del cilindro.

Claims (2)

1. Cilindro con sistema de parada total de vástago, que siendo de los utilizados, por ejemplo, en unidades de punzonado, y del tipo de los que recuperan la posición original por medio de presión hidráulica, tras el correspondiente cese de la fuerza que se ejerce en sentido axial por empuje del propio vástago, en su funcionamiento, estando en el interior del cuerpo cilíndrico (1) del cilindro están establecidas dos cámaras herméticas e independientes (7) y (8), la primera (7) de ellas en disposición axial al correspondiente vástago (6), y la segunda en disposición anular y externa respecto del casquillo (5) en el que queda establecida dicha primera cámara (7) y en la que se desplaza el propio vástago (6); caracterizado porque dichas cámaras herméticas primera y segunda (7) y (8) estén comunicadas exteriormente, el sistema de parada total, que comprende:

un acumulador (11) de gas en el que están también definidas dos cámaras herméticas e independientes, a saber una cámara de gas (13) cargada con nitrógeno y una tercera cámara (14) que contiene aceite hidráulico, así como las cámaras primera y segunda (7,8), de forma que la cámara de gas (13) y la tercera cámara (14) del acumulador de gas (11) están separadas por un pistón (12) interpuesto, una primera rama (16) que comunica la tercera cámara (14) con la primera cámara (7), y una segunda rama (17) que comunica la tercera cámara (14) con la segunda cámara (8) del cilindro de gas, y que incorpora una electroválvula (18) controlada externamente a voluntad.

2. Cilindro con sistema de parada total de vástago, según reivindicación 1, caracterizado porque el cilindro incluye, en correspondencia con la parte interior y extrema del casquillo (5) en el que tiene lugar el desplazamiento del vástago (6) y en donde está determinada la primera cámara axial (7), un segundo casquillo (10) como tope mecánico de final de carrera en el desplazamiento del vástago (6) hacia su posición de expansión original; habiéndose previsto que en la pared del primer casquillo (5) exista un orificio (9) que comunica la segunda cámara (8) con el vástago (6), permitiendo mantener bloqueado a éste en la posición de retraimiento originada por una fuerza externa axial producida contra el mismo, tras el equilibrio de presiones entre las cámaras primera, segunda y tercera (7), (8) y (14) al abrir la electroválvula (18).