ES2248225T3 - Maquina de serrar troncos con sistema de regeneracion automatica de un cilindro hidraulico de simple efecto. - Google Patents

Maquina de serrar troncos con sistema de regeneracion automatica de un cilindro hidraulico de simple efecto.

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ES2248225T3 ES01204395T ES01204395T ES2248225T3 ES 2248225 T3 ES2248225 T3 ES 2248225T3 ES 01204395 T ES01204395 T ES 01204395T ES 01204395 T ES01204395 T ES 01204395T ES 2248225 T3 ES2248225 T3 ES 2248225T3
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Abstract

Máquina de serrar troncos que comprende una unidad cilindro hidráulico-pistón (9) de simple efecto con su retorno controlado por un medio elástico como un resorte, una bomba (1) accionada a motor y un distribuidor hidráulico (5) dispuesto para conectar selectivamente la cámara del pistón (90) de dicha unidad cilindro-pistón (9) a la salida de la bomba o a la descarga, caracterizada porque la cámara del vástago del pistón (91) de la unidad cilindro-pistón (9) está conectada a la cámara del pistón (90) por un conducto que comprende una válvula unidireccional (130) que evita la transferencia de aceite hacia la cámara del vástago del pistón, y al depósito de aceite (3) por un conducto de descarga cerrado por una válvula (120) preajustada de sobrepresión sensible a la presión de aceite de salida de la bomba y por un conducto de succión separado provisto de una válvula (140) unidireccional que evita que el aceite fluya hacia el depósito (3).

Description

Máquina de serrar troncos con sistema de regeneración automática de un cilindro hidráulico de simple efecto.
La invención se refiere a máquinas de serrar troncos en las que la acción de serrar troncos está proporcionada por una unidad cilindro hidráulico-pistón de simple efecto con retorno por resorte.
Estas máquinas para serrar troncos comprenden normalmente un asiento de operación virtualmente horizontal en el que el tronco que debe serrarse se posiciona entre dos elementos desplazables entre sí, conocidos como el empujador de tronco y la cuchilla.
Normalmente el empujador de troncos está fijo, mientras que la cuchilla está accionada por una unidad cilindro hidráulico-pistón, que puede ser de simple o de doble efecto y que se encuentra conectada a una bomba accionada por un motor mediante un distribuidor adecuado interpuesto.
A partir del documento WO 93/15886 se conocen máquinas de serrar troncos que comprenden una unidad cilindro hidráulico-pistón de efecto simple con su retorno controlado por un medio elástico tal como un resorte, una bomba accionada por un motor y un distribuidor hidráulico dispuesto para conectar selectivamente la cámara del pistón de dicha unidad cilindro-pistón a la salida de la bomba o a la descarga.
En dichas máquinas de serrar troncos, para incrementar la productividad, las unidades respectivas de cilindro-pistón pueden funcionar de dos modos, habitualmente conocidos como normal y regenerativo, a los que corresponden dos velocidades diferentes de alargamiento de la unidad cilindro-pistón.
Para definir correctamente dichos modos de funcionamiento, las características básicas de las unidades cilindro-pistón usuales de simple y doble efecto pueden resumirse de la siguiente forma.
Una unidad usual cilindro-pistón de simple efecto comprende un cilindro exterior y un pistón interior deslizable que divide el volumen del cilindro en dos partes usualmente conocidas como cámara del pistón y cámara del vástago del pistón, alojando esta última por lo menos un medio elástico de retorno, típicamente un resorte helicoidal.
Cuando funciona en el modo operativo normal, una unidad de pistón-cilindro de simple efecto se alarga al introducir aceite en la cámara del pistón, con la consiguiente carga de por lo menos un resorte, acortándose la misma unidad cilindro-pistón por el empuje del resorte después de conectar la cámara del vástago del pistón a la descarga.
Una unidad usual cilindro-pistón de doble efecto comprende un cilindro exterior y un pistón interior deslizable que divide el volumen del cilindro en dos partes, conocidas una vez más como la cámara del pistón y la cámara del vástago del pistón, estando estas dos cámaras constantemente llenas de aceite.
Cuando funciona en el modo operativo normal, una unidad cilindro-pistón de doble efecto se alarga al introducir aceite en la cámara del pistón y conectar la cámara del vástago del pistón a la descarga; en la operación inversa, la misma unidad cilindro-pistón se acorta.
Cuando una unidad cilindro-pistón de doble efecto funciona en dicho modo regenerativo, durante el alargamiento de la unidad cilindro-pistón, el aceite que sale de la cámara del vástago del pistón se recupera y se añade al que se dirige a la cámara del pistón. Ello se logra conectando la salida de la bomba a ambas cámaras de la unidad cilindro-pistón.
De esta forma, la velocidad de salida del pistón aumenta, para igual presión y caudal de aceite respecto a la velocidad que el mismo pistón puede alcanzar durante la operación en modo normal, siendo dicho aumento directamente proporcional al cociente entre la sección transversal del cilindro y la sección transversal del vástago del pistón.
Por ejemplo, si la sección transversal a través del vástago del pistón es la mitad de la del cilindro, como ocurre frecuentemente en máquinas de serrar troncos de este tipo, la velocidad de salida del pistón cuando se encuentra en modo regenerativo es exactamente el doble que la velocidad de salida en modo normal.
En la técnica conocida, y con referencia de nuevo a unidades cilindro-pistón de doble efecto, la conmutación entre el modo regenerativo y el modo normal puede realizarse manualmente accionando la válvula de distribución posicionada aguas abajo de la bomba, o automáticamente al proporcionar un conducto que deriva el aceite entre las dos cámaras de la unidad cilindro-pistón por la operación controlada de una válvula sensible a la presión en la cámara del pistón.
En ambos casos, al iniciar una fase de serrado de troncos, la unidad de servicio hidráulico de la máquina de serrar troncos se configura en el modo regenerativo, que para lograr la máxima velocidad de serrado de troncos con la mínima fuerza se mantiene si el tronco no ofrece excesiva resistencia, es decir, de modo que eleve la presión del aceite en la cámara del pistón por encima de un valor predeterminado.
Si, por el contrario, el tronco ofrece una resistencia particularmente elevada, medible por ejemplo, por un transductor de presión asociado al circuito hidráulico, y de modo que la presión en la cámara del pistón excede dicho valor predeterminado, la máquina conmuta entre dicho modo regenerativo y el modo normal según uno de los procedimientos mencionados anteriormente.
La descripción detallada de los relativos circuitos hidráulicos y válvulas de distribución se omite, ya que son bien conocidos por los expertos en la técnica.
El resultado de dicha conmutación automática o manual es una velocidad de alargamiento mínima con la máxima fuerza disponible.
La facilidad para funcionar tanto en modo regenerativo como en modo normal, habitual de las unidades cilindro-pistón de doble efecto, resulta extremadamente problemática en el caso de unidades cilindro-pistón de simple efecto, debido a que en estos últimos la cámara del pistón no contiene aceite.
En las máquinas de serrar troncos descritas anteriormente la utilización de unidades hidráulicas de doble efecto implica costes incompatibles con los requerimientos del mercado, ya que en este sector se prefiere utilizar unidades cilindro-pistón de simple efecto y se renuncia por lo tanto a las ventajas de los sistemas de funcionamiento en modo regenerativo.
Son conocidas algunas disposiciones de circuito que permiten que las unidades cilindro-pistón de simple efecto funcionen en modo regenerativo, pero en la práctica no se utilizan por dos motivos.
En primer lugar, estas disposiciones implican circuitos hidráulicos complicados, que son muy similares a las unidades cilindro-pistón habituales de doble efecto debido a que también necesitan asegurar el llenado de la cámara de pistón de la unidad cilindro-pistón.
En segundo lugar, dichos circuitos no permiten la conmutación automática entre el modo de operación regenerativo y normal.
En consecuencia, en este sector existe una necesidad anhelada de máquinas de serrar troncos que funcionen por unidades cilindro-pistón de simple efecto que puedan funcionar en modo regenerativo y en modo normal, con conmutación automática.
El objetivo principal de la presente invención consiste precisamente en satisfacer dicho requerimiento.
Un objetivo adicional es satisfacer dicho requerimiento dentro del contexto de una construcción simple, racional, fiable, duradera y de bajo coste que comprenda una cantidad relativamente pequeña de piezas componentes.
Dichos objetivos se logran con una máquina de serrar troncos que presenta las características indicadas en las reivindicaciones.
Es del tipo que comprende esencialmente un circuito hidráulico con una bomba accionada a motor para suministrar aceite presurizado a un distribuidor hidráulico mediante el que se seleccionan las carreras de alargamiento y de acortamiento de la unidad cilindro-pistón.
Esta última comprende una cámara de pistón y una cámara del vástago del pistón estando ambas llenas de aceite y una vía de transferencia a través de la cual, durante el alargamiento del pistón de la unidad cilindro-pistón, el aceite presente en la cámara del vástago del pistón puede o bien fluir a la cámara del pistón o bien descargarse al depósito de la bomba, dependiendo del estado de una válvula sensible a la presión preajustada prevista en la cámara del pistón.
La cámara del vástago del pistón está conectada directamente al depósito por un circuito independiente provisto de una válvula direccional que evita que el aceite descargue en el depósito pero permite que ascienda el aceite del depósito a la cámara del vástago del pistón.
Según las enseñanzas de la invención está previsto un conducto de transferencia que deriva el distribuidor y está interceptado por una primera válvula unidireccional que evita la transferencia de aceite desde la cámara del pistón a la cámara del vástago del pistón pero no viceversa.
Aguas arriba de la primera válvula direccional está previsto un conducto de succión que está sumergido en el depósito de aceite y está interceptado por una segunda válvula direccional que permite el paso de aceite sólo hacia la cámara de aceite del pistón.
Entre el circuito de succión y la cámara de vástago del pistón se ramifica el conducto de descarga de la cámara del vástago del pistón, que está interceptada por la válvula preajustada de sobrepresión sensible a la presión en la cámara del pistón.
Gracias a la solución mencionada anteriormente, y como se pondrá de manifiesto a continuación, durante el alargamiento de la unidad cilindro-pistón el aceite que sale de la cámara del vástago del pistón se introduce en la cámara del pistón cuando la presión en esta última es menor que la presión preajustada de la válvula de sobrepresión y descarga al depósito cuando dicha presión excede dicho valor preajustado.
Por lo tanto, todos los objetivos de la invención se logran en tanto que por una parte la conmutación entre el modo de operación regenerativo y el normal es automático, y por otra parte, la unidad hidráulica es en su conjunto simple y de bajo coste, entre otros motivos debido a que su activación y desactivación puede lograrse por un distribuidor con sólo dos posiciones operativas.
Las características y ventajas funcionales y constructivas de la invención se pondrán de manifiesto a partir de la siguiente descripción detallada proporcionada con referencia a la única figura anexa que muestra a modo de ejemplo un esquema hidráulico de la máquina de serrar troncos según la invención.
Comprende una bomba hidráulica 1 accionada por una unidad motor 2 y presenta un conducto de succión 10 que está sumergido en un depósito 3 que contiene aceite, y un conducto 4 de salida conectado a un distribuidor hidráulico 5 de tipo deslizante. El distribuidor comprende una primera posición en la que la bomba está conectada directamente a la cámara del pistón de la unidad cilindro-pistón, y una segunda posición en la que tanto la bomba como la cámara de pistón de la unidad cilindro-pistón están conectadas a la descarga.
Desde el conducto 4 de salida se ramifica un conducto de recirculación 6 que conduce al depósito 3 y que está interceptado por una válvula de máxima presión 60.
El distribuidor 5 presenta una forma constructiva extremadamente simple ya que comprende sólo dos posiciones operativas, que el usuario seleccionará, por ejemplo, durante la utilización de la máquina de serrar troncos.
La posición ilustrada corresponde a la carrera pasiva o de retorno de la cuchilla de serrar troncos, la otra posición corresponde a la carrera activa o de avance de la cuchilla.
La unidad cilindro-pistón de simple efecto 9 asociada con la cuchilla presenta una primera cámara 90 entre el pistón 8 y el extremo final del cilindro, conocida en lo sucesivo como cámara del pistón, y una segunda cámara 91 entre el pistón 8 y el extremo frontal del cilindro, conocida en lo sucesivo como cámara del vástago del pistón, en la que un resorte a compresión 99 está alojado para el retorno del pistón.
Ambas cámaras 90, 91 están constantemente llenas de aceite.
La cámara del pistón 90 está conectada a la carcasa del distribuidor 5 por el conducto 7, mientras que la cámara del vástago del pistón 91 está conectada al depósito 3 por el conducto indicado por 12.
El conducto 12 está interceptado por una válvula de sobrepresión 120 del tipo preajustado, tal como se muestra, que está conectada operacionalmente al conducto 7 tal como se muestra en la figura por una línea de trazos, y es sensible a la presión en el conducto 7.
Un circuito de transferencia 13 conecta el conducto 12 aguas arriba de la válvula 120 con el conducto 7.
El conducto de transferencia 113 podría evidentemente estar conectado directamente a las cámaras 90 y 91 de la unidad cilindro-pistón 9.
El conducto de transferencia 13 está interceptado por una válvula unidireccional 130, que en el ejemplo ilustrado es una válvula antirretorno del tipo de bola, y cuando está en su posición cerrada evita el paso de aceite del conducto 7 al conducto 12.
También está previsto un conducto de succión de aceite 14 que conecta esta rama del conducto 13 aguas arriba de la válvula 130 con el depósito 3 y está interceptado por una válvula antirretorno 140 que en el ejemplo ilustrado es una válvula de bola que evita el flujo de aceite hacia el depósito.
Por último, un conducto de descarga 15 se ramifica desde la carcasa del distribuidor 5 y está conectado por su otro extremo con el conducto 12 aguas arriba de la respectiva válvula de sobrepresión 120.
El conducto de descarga 15 podría evidentemente estar conectado directamente al depósito 3.
La unidad descrita funciona de la siguiente forma.
Cuando el distribuidor 5 está en su primera posición operativa mostrada en la figura, con la bomba 1 en funcionamiento y el pistón 8 completamente retraído, las válvulas 120, 130 y 140 están cerradas y el aceite bombeado retorna al depósito 3 a través del conducto 15 conectado al conducto 12.
Cuando el operario conmuta el distribuidor 5 a su segunda posición (no representada), el aceite bombeado se introduce en la cámara del pistón 90 a través del conducto 7, las válvulas 120 y 140 permanecen cerradas, la válvula 130 está abierta por el aceite presurizado que fluye de la cámara 91 del vástago del pistón y se introduce en la cámara del pistón 90, y la cuchilla de la máquina de serrar avanza a la velocidad máxima para actuar en el tronco con la mínima fuerza.
Si la cuchilla de serrar troncos encuentra una resistencia tal que a lo largo del conducto 7 el aceite excede la presión preajustada de la válvula de sobrepresión 120, la unidad hidráulica conmuta automáticamente del modo regenerativo al modo normal, por lo que la cuchilla de serrar troncos avanza a velocidad mínima para actuar en el tronco con la fuerza máxima.
Específicamente, al alcanzar dicha presión preajustada, la válvula 140 permanece cerrada, mientras que la válvula 120 abre con cierre simultáneo de la válvula 130, con el resultado de que sólo el aceite bombeado se introduce en la cámara del pistón 90, mientras que el aceite que sale de la cámara 91 de vástago del pistón descarga al depósito 3 a través de la válvula 120.
Tan pronto como la resistencia que causó dicha conmutación desaparece, la válvula 120 vuelve a cerrar y la válvula 130 vuelve automáticamente a la posición ocupada previamente, volviendo el sistema a continuación a su configuración regenerativa.
Cuando la cuchilla de serrar troncos ha alcanzado el final de su recorrido de avance, si el distribuidor 5 no se conmuta a su primera posición operativa, el aceite bombeado retorna al depósito a través del conducto de recirculación 6. Al restablecer el distribuidor 5 a la misma configuración de la figura 1, con la bomba 1 en funcionamiento, el pistón 8 se retrae por el efecto del empuje del resorte 99, el aceite que abandona la cámara del pistón 90 descarga al depósito 3 junto con el aceite bombeado, las válvulas 120 y 130 permanecen cerradas, y la válvula 140 se abre por el efecto del vacío creado en la cámara del vástago del pistón 91 por el pistón 8 durante su retracción, con el resultado de que dicha cámara 91 del vástago del pistón se llena completamente de aceite, preparada para que la unidad cilindro-pistón 9 funcione en modo regenerativo.
Tanto el modo de operación regenerativo como el normal están determinados por la segunda posición operativa del distribuidor 5, que conecta entre sí los dos conductos 4 y 7 y cierra el conducto de descarga 15. Los beneficios y ventajas de la invención se pondrán de manifiesto a partir de lo que acaba de ser descrito y a partir de un examen de la figura adjunta.

Claims (4)

1. Máquina de serrar troncos que comprende una unidad cilindro hidráulico-pistón (9) de simple efecto con su retorno controlado por un medio elástico como un resorte, una bomba (1) accionada a motor y un distribuidor hidráulico (5) dispuesto para conectar selectivamente la cámara del pistón (90) de dicha unidad cilindro-pistón (9) a la salida de la bomba o a la descarga, caracterizada porque la cámara del vástago del pistón (91) de la unidad cilindro-pistón (9) está conectada a la cámara del pistón (90) por un conducto que comprende una válvula unidireccional (130) que evita la transferencia de aceite hacia la cámara del vástago del pistón, y al depósito de aceite (3) por un conducto de descarga cerrado por una válvula (120) preajustada de sobrepresión sensible a la presión de aceite de salida de la bomba y por un conducto de succión separado provisto de una válvula (140) unidireccional que evita que el aceite fluya hacia el depósito (3).
2. Máquina de serrar troncos según la reivindicación 1, caracterizada porque dichas válvulas unidireccionales (13, 140) son válvulas de bola.
3. Máquina de serrar troncos según la reivindicación 1, caracterizada porque dicho distribuidor hidráulico (5) es un distribuidor con dos posiciones de funcionamiento que corresponden al acortamiento y al alargamiento de la unidad cilindro-pistón (9), respectivamente, conectando en la primera posición tanto dicha salida de la bomba (1) como dicha cámara (90) del pistón al depósito, y conectando en la otra la bomba a la cámara del pistón.
4. Máquina de serrar troncos según la reivindicación 3, caracterizada porque dicho distribuidor (5) es un distribuidor deslizante.
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