ES2268230T3 - Unidad de piston-cilindro. - Google Patents
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Abstract
Unidad de pistón-cilindro que comprende un cilindro cerrado en el que va guiado un pistón (2) en forma sellada y axialmente desplazable con respecto al cilindro (1) por medio de una junta anular (54) que lo abraza radialmente, cuyo pistón subdivide el espacio interior del cilindro en un espacio de trabajo (3) del lado del vástago del pistón y un espacio de trabajo (4) alejado del vástago de pistón, estando ambos espacios llenos de un fluido, especialmente un líquido hidráulico, un vástago de pistón unilateral (5) que se extiende a través del espacio de trabajo del lado del vástago de pistón y que atraviesa herméticamente hacia fuera una pared de cierre frontal (6) del cilindro, con primera válvula (16'') que puede abrirse bajo presión, especialmente bajo alta presión, y mediante la cual se puede unir el espacio de trabajo alejado del vástago del pistón con el espacio de trabajo del lado del vástago de pistón, y una segunda válvula (16) que puede abrirse bajo alta presión y mediante la cual se puede unir el espacio de trabajo del lado del vástago de pistón con el espacio de trabajo alejado del vástago de pistón, y una cámara de compensación de volumen (20) para recibir la cantidad de desalojamiento del espacio de trabajo alejado del vástago de pistón, la cual es mayor que la cantidad de desalojamiento del espacio de trabajo del lado del vástago de pistón.
Description
Unidad de pistón-cilindro.
La invención se refiere a una unidad de
pistón-cilindro que comprende un cilindro cerrado en
el que va guiado un pistón en forma sellada y axialmente desplazable
con respecto al cilindro por medio de una junta anular que lo abraza
radialmente, cuyo pistón subdivide el espacio interior del cilindro
en un espacio de trabajo del lado del vástago del pistón y un
espacio de trabajo alejado del vástago de pistón, estando los dos
espacios llenos de un fluido, especialmente un líquido hidráulico,
un vástago de pistón unilateral que se extiende a través del espacio
de trabajo del lado del vástago de pistón y que atraviesa
herméticamente hacia fuera una pared de cierre frontal del cilindro,
una primera válvula que puede abrirse bajo presión, especialmente
bajo alta presión, y a través de la cual se puede unir el espacio de
trabajo alejado del vástago del pistón con el espacio de trabajo del
lado de vástago de pistón, y una segunda válvula que puede abrirse
bajo alta presión y por medio de la cual se puede unir el espacio de
trabajo del lado del vástago de pistón con el espacio de trabajo
alejado del vástago de pistón, y una cámara de compensación de
volumen para recibir la cantidad de desalojamiento del espacio de
trabajo alejado del vástago de pistón, la cual es mayor que la
cantidad de desalojamiento del espacio de trabajo del lado del
vástago de pistón.
Una unidad de pistón-cilindro
conocida de esta clase posee una cámara de compensación de volumen
que está dispuesta en una zona extrema del cilindro y que está
separada del espacio de trabajo alejado del vástago de pistón por
medio de un tabique. Esta configuración conduce a una longitud de
construcción grande y a un coste elevado de los componentes de la
unidad de pistón-cilindro.
El documento
GB-A-987 111 revela una unidad de
pistón-cilindro con una cámara de compensación de
volumen dispuesta en un apéndice del pistón.
Por tanto, el cometido de la invención consiste
en crear una unidad de pistón-cilindro de la clase
citada al principio que haga posible una forma de construcción
compacta con pocos componentes.
Este problema se resuelve según la invención por
el hecho de que la cámara de compensación de volumen está dispuesta
en el pistón y el espacio de trabajo alejado del vástago de pistón
se puede unir con la cámara de compensación de volumen a través de
la primera válvula y el espacio de trabajo del vástago de pistón se
puede unir con dicha cámara de compensación de volumen a través de
la segunda válvula, y la cámara de compensación de volumen se puede
unir con el espacio de trabajo alejado del vástago de pistón a
través de una primera válvula de retención y con el espacio de
trabajo del vástago de pistón a través de una segunda válvula de
retención.
Dado que ahora el cilindro puede construirse en
forma acortada y también el pistón tiene que prolongarse en todo
caso sólo ligeramente, se consigue una unidad de
pistón-cilindro muy compacta. La integración de la
cámara de compensación de volumen en el pistón conduce, además, a
una reducción de los componentes necesarios y, por tanto, también a
una considerable reducción de costes para la unidad de
pistón-cilindro.
La unidad de pistón-cilindro
puede emplearse, por ejemplo, como amortiguador de impactos.
Otra posibilidad ventajosa consiste en el empleo
como inmovilizador de puerta que actúa sin escalones, especialmente
para una puerta de un vehículo automóvil.
Para que el volumen de la cámara de compensación
de volumen corresponda siempre al volumen del fluido que ha de ser
recibido, el volumen de la cámara de compensación de volumen puede
ser ampliable bajo cargas de presión y reducible bajo alivio de
presión.
Una ejecución adecuada consiste para ello en que
esté dispuesto en la cámara de compensación de volumen un elemento
de compensación de volumen que reduzca su volumen bajo carga de
presión y aumente su volumen bajo alivio de presión.
En otra ejecución adecuada de estructura
sencilla la cámara de compensación de volumen presenta una pared
flexible configurada especialmente como una membrana elástica.
Las válvulas primera y/o segunda que pueden
abrirse bajo alta presión pueden ser unas válvulas de retención
tercera y/o cuarta cargadas por una fuerza, presentando la primera
y/o la segunda válvulas que pueden abrirse a alta presión, en una
ejecución sencilla, un miembro de cierre que está cargado en la
dirección de cierre por un muelle de compresión, especialmente por
un muelle de compresión helicoidal o un muelle de compresión de
platillo.
Una posibilidad de la primera y/o la segunda
válvulas consiste en que la primera y/o la segunda válvulas que
pueden abrirse a alta presión sean una válvula de asiento.
De igual manera ventajosa, la primera y/o la
segunda válvulas que pueden abrirse a alta presión pueden ser una
válvula de compuerta.
Para lograr un guiado seguro de los miembros de
cierre, la primera y/o la segunda válvulas que pueden abrirse a alta
presión presentan una cámara de válvula formada en el pistón, en la
que va guiado en forma hermética y desplazable un pistón de válvula
que lleva un miembro de cierre que está solicitado por una fuerza en
la dirección de cierre y por la presión de uno de los espacios de
trabajo en la dirección de apertura y con el cual puede ser
bloqueado el paso de la primera y/o la segunda válvulas que pueden
abrirse a alta presión.
Para asegurar un cierre de la primera y/o la
segunda válvulas cuando esté parado el pistón, el miembro de cierre
o el pistón de válvula puede estar solicitado por muelle en la
dirección de cierre.
Esto puede tener lugar por medio de un muelle de
compresión helicoidal.
Otra posibilidad consiste en que el miembro de
cierre o el pistón de válvula esté solicitado en la dirección de
cierre por la fuerza de uno o varios brazos elásticos apoyados en el
pistón, cuya fuerza en el recorrido de movimiento del miembro de
cierre o del vástago de válvula hacia la posición de apertura es
regresiva al menos en la última parte del recorrido de movimiento y
es nula, al menos en amplio grado, en la posición de apertura. Esto
tiene la ventaja de que durante un desplazamiento del pistón el
miembro de cierre o el pistón de válvula permanece en su posición
abierta y no se produce un movimiento de tableteo del miembro de
cierre, especialmente en el caso de un movimiento lento del
pistón.
Otra posibilidad para la solicitación de fuerza
del miembro de cierre o del pistón de válvula consiste en que el
miembro de cierre o el pistón de válvula esté solicitado por fuerzas
magnéticas en la dirección de cierre. En este caso disminuye también
la fuerza de cierre con rapidez y en alta proporción después de una
apertura del miembro de cierre.
Esto se consigue de manera sencilla haciendo que
en el pistón de válvula o en el pistón esté dispuesto un imán
permanente y que, enfrente del imán permanente, en la dirección de
movimiento del vástago de válvula, esté dispuesto en el pistón o en
el pistón de válvula un componente ferromagnético.
Para mantener con seguridad el miembro de cierre
en su posición abierta durante el desplazamiento, el miembro de
cierre o el pistón de válvula puede ser retenido en la posición de
apertura de la primera y/o la segunda válvulas con una fuerza de
retención que sea menor que la fuerza de cierre opuesta, pero mayor
que ésta añadiendo una solicitación de presión de la válvula.
Otra posibilidad de estructura ventajosa
consiste en que el pistón de válvula o el pistón pueda encastrarse
con un elemento de encastre, en la posición de apertura, en una
muesca del pistón o del pistón de válvula y la fuerza de desencastre
del elemento de encastre para sacarlo de la muesca sea la fuerza de
retención.
Por último, en el pistón puede estar dispuesto
también un muelle de acción brusca que esté apoyado en el pistón con
el extremo libre de su brazo de acción brusca, y en la posición de
cierre del pistón de válvula el brazo de acción brusca está aplicado
sin fuerza, al menos en amplio grado, al pistón en dirección axial y
en la posición de apertura del pistón de válvula solicita al pistón
generando la fuerza de retención.
Para amplificar la fuerza de cierre pueden estar
dispuestos por el lado alejado del miembro de cierre, repeliéndose
uno a otro, un imán permanente montado en el pistón de válvula y,
vuelto hacia éste, otro imán permanente montado en el pistón.
Se obtiene una integración de funciones que
ahorra espacio de construcción y componentes cuando la junta anular
del pistón está configurada formando la primera y la segunda
válvulas de retención.
De manera sencilla, la junta anular puede
presentar para ello dos labios de sellado anulares dispuestos a
distancia axial uno de otro, cuyas zonas extremas libres aplicadas a
la pared interior del cilindro están dirigidas una hacia fuera de
otra, y la cámara de compensación de volumen está unida con el
espacio situado entre los labios de sellado anulares a través de una
tubería de unión, pudiendo ser los labios de sellado anulares dos
componentes separados o bien pudiendo estar unidos uno con otro en
la zona de su pie.
Otra posibilidad también sencilla consiste en
que la junta anular del pistón presente un anillo de sellado
aplicado elásticamente a la pared interior del cilindro, en cuya
zona de pie dispuesta en el pistón están conformadas unas aletas de
válvula que se extienden axialmente en sentidos contrarios y con las
cuales se pueden cerrar radialmente en el pistón unas tuberías de
unión que desembocan en el cilindro y que conducen a la cámara de
compensación de volumen.
Ejemplos de realización de la invención están
representados en el dibujo y se describen seguidamente con más
detalle. Muestran:
La figura 1, una sección transversal de un
primer ejemplo de realización de una unidad de
pistón-cilindro,
La figura 2, una vista simbólica en sección
transversal de un segundo ejemplo de realización de una unidad de
pistón-cilindro,
La figura 3, una vista simbólica en sección
transversal de un tercer ejemplo de realización de una unidad de
pistón-cilindro,
La figura 4, una vista simbólica en sección
transversal de un cuarto ejemplo de realización de una unidad de
pistón-cilindro,
La figura 5, una vista simbólica en sección
transversal de un quinto ejemplo de realización de una unidad de
pistón-cilindro,
La figura 6, una vista simbólica en sección
transversal de un sexto ejemplo de realización de una unidad de
pistón-cilindro,
La figura 7, una vista simbólica en sección
transversal de un séptimo ejemplo de realización de una unidad de
pistón-cilindro,
La figura 8, una vista simbólica en sección
transversal de un octavo ejemplo de realización de una unidad de
pistón-cilindro,
La figura 9, una vista simbólica en sección
transversal de un noveno ejemplo de realización de una unidad de
pistón-cilindro,
La figura 10, una vista simbólica en sección
transversal de un décimo ejemplo de realización de una unidad de
pistón-cilindro,
La figura 11, una vista simbólica en sección
transversal de un undécimo ejemplo de realización de una unidad de
pistón-cilindro,
La figura 12, una vista simbólica en sección
transversal de un duodécimo ejemplo de realización de una unidad de
pistón-cilindro,
La figura 13, una vista simbólica en sección
transversal de un decimotercero ejemplo de realización de una unidad
de pistón-cilindro,
La figura 14, una vista simbólica en sección
transversal de un decimocuarto ejemplo de realización de una unidad
de pistón-cilindro,
La figura 15, una vista simbólica en sección
transversal de un decimoquinto ejemplo de realización de una unidad
de pistón-cilindro,
La figura 16, una sección transversal de un
primer ejemplo de realización de un detalle en la zona de la junta
anular de una unidad de pistón-cilindro,
La figura 17, una sección transversal de un
segundo ejemplo de realización de un detalle en la zona de la junta
anular de una unidad de pistón-cilin-
dro,
dro,
La figura 18, una sección transversal de un
tercer ejemplo de realización de un detalle en la zona de la junta
anular de una unidad de pistón-cilindro,
La figura 19, una sección transversal de un
cuarto ejemplo de realización de un detalle en la zona de la junta
anular de una unidad de pistón-cilindro,
La figura 20, una sección transversal de un
quinto ejemplo de realización de un detalle en la zona de la junta
anular de una unidad de pistón-cilindro,
La figura 21, una sección transversal de un
sexto ejemplo de realización de un detalle en la zona de la junta
anular de una unidad de pistón-cilindro,
La figura 22, una sección transversal de un
séptimo ejemplo de realización de un detalle en la zona de la junta
anular de una unidad de pistón-cilindro,
La figura 23, una sección transversal de un
octavo ejemplo de realización de un detalle en la zona de la junta
anular de una unidad de pistón-cilin-
dro,
dro,
La figura 24, una sección transversal de un
noveno ejemplo de realización de un detalle en la zona de la junta
anular de una unidad de pistón-cilindro,
La figura 25, una sección transversal de un
primer ejemplo de realización de un miembro de cierre de una válvula
de una unidad de pistón-cilindro que abre bajo
presión,
La figura 26, una sección transversal de un
segundo ejemplo de realización de un miembro de cierre de una
válvula de una unidad de pistón-cilindro que abre
bajo presión,
La figura 27, una sección transversal de un
tercer ejemplo de realización de un miembro de cierre de una válvula
de una unidad de pistón-cilindro que abre bajo
presión,
La figura 28, una sección transversal de un
cuarto ejemplo de realización de un miembro de cierre de una válvula
de una unidad de pistón-cilindro que abre bajo
presión,
La figura 29, una sección transversal de un
quinto ejemplo de realización de un miembro de cierre de una válvula
de una unidad de pistón-cilindro que abre bajo
presión,
La figura 30, una sección transversal de un
sexto ejemplo de realización de un miembro de cierre de una válvula
de una unidad de pistón-cilindro que abre bajo
presión,
La figura 31, una sección transversal de un
séptimo ejemplo de realización de un miembro de cierre de una
válvula de una unidad de pistón-cilindro que abre
bajo presión,
La figura 32, una sección transversal de un
octavo ejemplo de realización de un miembro de cierre de una válvula
de una unidad de pistón-cilindro que abre bajo
presión, y
La figura 33, una sección transversal de un
noveno ejemplo de realización de un miembro de cierre de una válvula
de una unidad de pistón-cilindro que abre bajo
presión.
Las unidades de pistón-cilindro
representadas en las figuras son inmovilizadores de puerta para
vehículos automóviles que actúan sin escalones. Poseen un cilindro
cerrado 1 en el que va guiado en forma desplazable un pistón 2 que
subdivide el espacio interior del cilindro 1 en un espacio de
trabajo 3 del lado del vástago de pistón y un espacio de trabajo 4
alejado del vástago de pistón. Ambos espacios de trabajo 3 y 4 están
llenos de aceite.
En un lado del pistón 2 está dispuesto un
vástago de pistón 5 que se extiende a través del espacio de trabajo
3 y que atraviesa herméticamente hacia fuera una junta 10 y una
pared de cierre frontal 6 del cilindro 1.
En el espacio de trabajo 3 está dispuesta, en
posición adyacente a la pared de cierre 6, una amortiguación de
posición extrema 7 que está constituida por un pistón de
amortiguación 8 que puede desplazarse libremente en dirección axial
en el espacio de trabajo 3 y un muelle de compresión 9 dispuesto
entre el pistón de amortiguación 8 y la pared de cierre 6.
Para fijar el vástago de pistón 5 al pistón 2,
éste posee un apéndice coaxialmente sobresaliente 11 con un taladro
coaxial 12, en cuya zona próxima a la boca está fijamente insertado
el vástago de pistón 5 con uno de sus extremos.
En la zona del taladro coaxial 12 más próxima al
pistón 2, hasta la cual no llega el vástago de pistón 5, desembocan
dos taladros radiales 13 que unen el taladro coaxial 12 con el
espacio de trabajo 3.
El taladro coaxial 12 desemboca por el lado del
pistón en una cámara de válvula 14 formada en el pistón 2, en la
cual está dispuesto un pistón de válvula 15 en forma hermética y
axialmente desplazable por medio de una junta 19 que lo abraza
radialmente. El pistón de válvula 15 está provisto de un miembro de
cierre 16 que es el miembro de cierre de una válvula de asiento y
que está coaxialmente enfrente de la boca -configurada como asiento
de válvula- del taladro coaxial 12 en la cámara de válvula 14.
Mediante un muelle de compresión helicoidal 18 apoyado en el fondo
17 de la cámara de válvula 14, el pistón de válvula 15 está
solicitado con su miembro de cierre 16 contra la boca del taladro
coaxial 12, cerrando este último.
Con excepción del apéndice 11, el lado del
pistón 2 vuelto hacia el espacio de trabajo 4 está construido
exactamente igual que el lado vuelto hacia el espacio de trabajo 3 y
los componentes correspondientes están provistos de los símbolos de
referencia 12', 14', 15', 16', 17', 18' y 19'.
Entre los dos fondos 17 y 17' está formada en el
pistón 2 una cámara de compensación de volumen 20 que está unida
permanentemente, a través de una primera tubería de unión 21, con
los espacios 60 y 60' formados entre los pistones de válvula 15 y
15' y las respectivas paredes frontales 22 y 22' del pistón 2.
En la cámara de compensación de volumen 20 está
dispuesto un elemento de compensación de volumen 23 que reduce su
volumen bajo carga de presión y que lo aumenta bajo alivio de
presión.
Dos tuberías de unión 24 y 25 formadas a
distancia una de otra en la dirección de la extensión longitudinal
del pistón 2 conducen radialmente hacia fuera desde la primera
tubería de unión 21 y desembocan en la superficie envolvente
radialmente periférica del pistón 2. Las desembocaduras de las
tuberías de unión 24 y 25 en la rendija entre la superficie
envolvente radialmente periférica del pistón 2 y la pared interior
del cilindro 1 pueden ser cerradas por aletas elásticas 26 y 27 de
unas válvulas de retención primera y segunda 36 y 37.
En sus extremos vueltos uno hacia otro las
aletas de válvula 26 y 27 están unidas formando una sola pieza con
un anillo de sellado 28 que abraza radialmente al pistón 2 en la
zona comprendida entre las tuberías de unión 24 y 25. Los espacios
de trabajo 3 y 4 están separados uno de otro por el anillo de
sellado 28.
Estando descargado el vástago de pistón 5, todas
las válvulas están cerradas y el pistón 2 está retenido en su
posición momentánea. Si se ejerce una fuerza de presión sobre el
vástago de pistón 5, el pistón 2 se mueve hacia dentro del espacio
de trabajo 4. La presión del aceite que entonces se genera actúa
sobre el miembro de cierre 16' y lo separa de su asiento de válvula
en contra de la fuerza del muelle de compresión helicoidal 18'. Dado
que ahora la presión del aceite actúa sobre la superficie grande del
pistón de válvula 15', éste se mueve rápidamente hacia su posición
extrema izquierda. Además, el aceite desalojado de la cámara de
válvula 14' es transportado, a través de las tuberías de unión 21 y
24 y la compuerta de válvula 26 que se abre, hacia la cámara de
válvula 14 que se agranda. Dado que, debido al volumen del vástago
de pistón 5, el agrandamiento del espacio de trabajo 3 es menor que
la reducción del espacio de trabajo 4, el aceite sobrante es
recogido por la cámara de compensación de volumen 20, reduciéndose
al propio tiempo el volumen del elemento de compensación de volumen
23.
Cuando concluye la acción de la fuerza de
presión sobre el vástago de pistón 5, todas las cámaras quedan
nuevamente sin presión y se cierran todas las válvulas.
Cuando tiene lugar un movimiento de tracción del
vástago de pistón 5, se produce el mismo desarrollo en dirección
contraria, y, a través de las tuberías de unión 21 y 25 y la aleta
de válvula 27 que se abre, no sólo sale aceite del espacio de
trabajo 3, sino que también pasa aceite de la cámara de compensación
de volumen 20 al espacio de trabajo 4, expandiéndose al propio
tiempo el elemento de compensación de volumen 23.
En las figuras 2 a 15 se han representado los
más diferentes tendidos de las tuberías 21, 24 y 25, disposiciones
de las válvulas de retención 36 y 37 y disposiciones de la cámara de
compensación de volumen 20 en el pistón 2, correspondiendo la
función de estas partes a la función de la figura 1.
Las figuras 11 a 15 muestran ejecuciones
especiales del pistón de válvula 15 y su solicitación de fuerza.
Así, en la figuras 11 y 12 está dispuesto en el pistón de válvula 15
un imán permanente anular 38, enfrente del cual está dispuesto en el
pistón 2 un componente ferromagnético correspondiente 39. De este
modo, el pistón de válvula 15 es mantenido en su posición de cierre
con una elevada fuerza que disminuye ya considerablemente después de
un pequeño movimiento en la dirección de apertura y que asegura así
una inequívoca apertura de la válvula. La carga de cierre 15
propiamente dicha tiene lugar por medio del muelle de compresión
helicoidal 18.
En el ejemplo de realización de la figura 12 no
está presente ningún muelle de compresión helicoidal 18. La carga de
cierre se efectúa aquí también por medio de las fuerzas de atracción
entre el imán permanente 38 y el componente ferromagnético 39.
Además, la carga de cierre es incrementada aún
por dos imanes permanentes anulares 40, 41. En este caso el imán
permanente 40 está dispuesto en el extremo del pistón de válvula 15
que queda alejado del miembro de cierre 16, mientras que el otro
imán permanente anular 41 está dispuesto axialmente enfrente en el
fondo de la cámara de válvula 14. Las fuerzas de repulsión de los
imanes permanentes 40, 41 dispuestos con polos iguales vueltos uno
hacia otro generan la carga de cierre adicional.
En la figura 13 se han dispuesto en el pistón de
válvula 15 unos ganchos de encastre 42 que están pretensados
radialmente hacia dentro por un fleje elástico 23. En la posición de
cierre del pistón de válvula 15 el gancho de encastre 42 encaja con
su talón de encastre 44 en una muesca derecha 45. Al abrir la
válvula, el talón de encastre 44 es elevado por medio de un
engrosamiento 46 y se encastra en una muestra izquierda 47. La
fuerza de desencastre que ha de ser vencida durante el movimiento
contrario forma una fuerza de retención con la cual se mantiene el
pistón de válvula 15 en su posición abierta.
En la figura 14 esta fuerza de retención es
ejercida por un brazo de acción brusca 48 de un muelle de acción
brusca 49. El muelle de acción brusca 49 está fijado al pistón de
válvula 15 y solicita al pistón 2 con su brazo de acción brusca 48.
En la posición de cierre representada esta solicitación se produce
en dirección radial y, por tanto, no tiene ningún efecto para un
desplazamiento axial del pistón de válvula 15. Sin embargo, si éste
se mueve en la dirección de apertura, el brazo de acción brusca 48
llega a la zona de una rampa 50 del pistón 2 y puede actuar con una
componente de fuerza axial creciente sobre el pistón de válvula 15
en la dirección de apertura.
En la figura 15 el pistón de válvula 15 está
solicitado en la dirección de cierre por unos brazos elásticos
radiales de un muelle de compresión de platillo 51 cuya fuerza es
regresiva a lo largo del recorrido de movimiento hacia la posición
abierta.
Las figuras 16 a 24 muestran las más diferentes
configuraciones de las aletas 26 y 27 de las válvulas de retención
36 y 37 y del anillo de sellado 28, y, salvo en la realización de la
figura 16, estos tres elementos está configurados como un
componente.
En los ejemplos de realización de las figuras 16
y 17 las tuberías de unión 24 y 25 están agrupadas formando una
tubería que desemboca en la zona comprendida entre dos labios de
sellado anulares 29 y 30 cuyas zonas extremas están dirigidas en
sentido de alejarse una de otra. Estos labios de sellado anulares 29
y 30 cumplen tanto la función de aletas de válvula como la de un
anillo de sellado que separa los dos espacios de trabajo 3 y 4 uno
de otro.
La función de anillo de sellado es asumida
también por los labios de sellado anulares 31 y 32 en las figuras 18
y 23.
Los ejemplos de realización de las figuras 18 y
24 poseen, además, unas derivaciones de flujo 33 configuradas como
componentes integrales del anillo de sellado.
Para lograr una fácil desplazabilidad, el anillo
de sellado elástico 28 se aplica en la figura 22 a la pared interior
del cilindro 1 a través de un anillo deslizante 34 inserto en el
mismo.
Para fijarlo en su posición de montaje, el
anillo de sellado 28 está sujeto en la figura 23 al pistón 2 por un
anillo de apriete 35 que lo abraza y sujeta.
Las figuras 25 a 28 muestran miembros de cierre
16 de válvulas configuradas como válvulas de compuerta, pudiendo
moverse axialmente en el taladro coaxial 12 una compuerta de válvula
52 que está cargada en el lado frontal por la presión del espacio de
trabajo 3. Mediante un desplazamiento axial de la compuerta de
válvula 52 hacia la derecha se abre una comunicación del espacio de
trabajo 3 con la tubería de unión 21, no representada, a través de
un taladro 53.
Para sellar la compuerta de válvula 52 en el
taladro coaxial 12, la compuerta de válvula 52 está provista de una
junta anular 54 en la figura 25 y de una tapa de junta 55 en la
figura 27, y en las figuras 26 y 28 dicha compuerta está fabricada
completamente de un elastómero en su extremo libre.
Los ejemplos de realización de las figuras 29 a
33 muestran miembros de cierre 16 de válvulas de asiento. En este
caso, en la figura 29, una bola de válvula elastómera 56 puede ser
solicitada contra el asiento de válvula.
En la figura 30 el asiento de válvula está
formado por un anillo 57 de elastómero que abraza a la boca del
taladro coaxial 12.
La figura 31 corresponde a la realización de la
figura 1.
En la figura 32 el miembro de cierre 16 está
provisto de una tapa 58 de elastómero en su lado frontal y en la
figura 33 el miembro de cierre 16 lleva un anillo de sellado 59 en
su lado frontal.
- 1
- Cilindro
- 2
- Pistón
- 3
- Espacio de trabajo del lado del vástago de pistón
- 4
- Espacio de trabajo alejado del vástago de pistón
- 5
- Vástago de pistón
- 6
- Pared de cierre
- 7
- Amortiguación de posición extrema
- 8
- Pistón de amortiguación
- 9
- Muelle de compresión
- 10
- Junta
- 11
- Apéndice
- 12
- Taladro coaxial
- 12'
- Taladro coaxial
- 13
- Taladro radial
- 14
- Cámara de válvula
- 14'
- Cámara de válvula
- 15
- Pistón de válvula
- 15'
- Pistón de válvula
- 16
- Miembro de cierre
- 16'
- Miembro de cierre
- 17
- Fondo
- 17'
- Fondo
- 18
- Muelle de compresión helicoidal
- 18'
- Muelle de compresión helicoidal
- 19
- Junta
- 19'
- Junta
- 20
- Cámara de compensación de volumen
- 21
- Tubería de unión
- 22
- Pared frontal
- 22'
- Pared frontal
- 23
- Elemento de compensación de volumen
- 24
- Tubería de unión
- 25
- Tubería de unión
- 26
- Aleta de válvula
- 27
- Aleta de válvula
- 28
- Anillo de sellado
- 29
- Labio de sellado anular
- 30
- Labio de sellado anular
- 31
- Labio de sellado anular
- 32
- Labio de sellado anular
- 33
- Derivación de flujo
- 34
- Anillo deslizante
- 35
- Anillo de apriete
- 36
- Segunda válvula de retención
- 37
- Primera válvula de retención
- 38
- Imán permanente
- 39
- Componente
- 40
- Componente
- 41
- Imán permanente
- 42
- Gancho de encastre
- 43
- Fleje elástico
- 44
- Talón de encastre
- 45
- Muesca izquierda
- 46
- Engrosamiento
- 47
- Muesca derecha
- 48
- Brazo de acción brusca
- 49
- Muelle de acción brusca
- 50
- Rampa
- 51
- Muelle de compresión de platillo
- 52
- Compuerta de válvula
- 53
- Taladro
- 54
- Junta anular
- 55
- Tapa de junta
- 56
- Bola de válvula
- 57
- Anillo de elastómero
- 58
- Tapa de elastómero
- 59
- Anillo de sellado
- 60
- Espacio
- 60'
- Espacio
Claims (20)
1. Unidad de pistón-cilindro que
comprende un cilindro cerrado en el que va guiado un pistón (2) en
forma sellada y axialmente desplazable con respecto al cilindro (1)
por medio de una junta anular (54) que lo abraza radialmente, cuyo
pistón subdivide el espacio interior del cilindro en un espacio de
trabajo (3) del lado del vástago del pistón y un espacio de trabajo
(4) alejado del vástago de pistón, estando ambos espacios llenos de
un fluido, especialmente un líquido hidráulico, un vástago de pistón
unilateral (5) que se extiende a través del espacio de trabajo del
lado del vástago de pistón y que atraviesa herméticamente hacia
fuera una pared de cierre frontal (6) del cilindro, con primera
válvula (16') que puede abrirse bajo presión, especialmente bajo
alta presión, y mediante la cual se puede unir el espacio de trabajo
alejado del vástago del pistón con el espacio de trabajo del lado
del vástago de pistón, y una segunda válvula (16) que puede abrirse
bajo alta presión y mediante la cual se puede unir el espacio de
trabajo del lado del vástago de pistón con el espacio de trabajo
alejado del vástago de pistón, y una cámara de compensación de
volumen (20) para recibir la cantidad de desalojamiento del espacio
de trabajo alejado del vástago de pistón, la cual es mayor que la
cantidad de desalojamiento del espacio de trabajo del lado del
vástago de pistón, caracterizada porque la cámara de
compensación de volumen (20) está dispuesta en el pistón (2) y el
espacio de trabajo (4) alejado del vástago de pistón puede ser unido
con la cámara de compensación de volumen (20) a través de la primera
válvula y el espacio de trabajo (3) del lado del vástago de pistón
puede ser unido con dicha cámara de compensación de volumen a través
de la segunda válvula, y porque la cámara de compensación de volumen
(20) puede ser unida con el espacio de trabajo (4) alejado del
vástago de pistón a través de una primera válvula de retención (37),
que hace posible un flujo de aceite desde la cámara de compensación
de volumen, y con el espacio de trabajo (3) del lado del vástago de
pistón a través de una segunda válvula de retención (36), que hace
posible un flujo de aceite desde la cámara de compensación de
volumen.
2. Unidad de pistón-cilindro
según la reivindicación 1, caracterizada porque el volumen de
la cámara de compensación de volumen (20) puede ser agrandado bajo
carga de presión y reducido bajo alivio de presión.
3. Unidad de pistón-cilindro
según la reivindicación 2, caracterizada porque en la cámara
de compensación de volumen (20) está dispuesto un elemento de
compensación de volumen (23) que reduce su volumen bajo carga de
presión y que agranda su volumen bajo alivio de presión.
4. Unidad de pistón-cilindro
según la reivindicación 2, caracterizada porque la cámara de
compensación de volumen presenta una pared flexible configurada
especialmente como una membrana elástica.
5. Unidad de pistón-cilindro
según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada
porque la primera y/o la segunda válvulas que pueden abrirse bajo
alta presión son una tercera y/o una cuarta válvula de retención
cargada por una fuerza.
6. Unidad de pistón-cilindro
según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada
porque la primera y/o la segunda válvulas que pueden abrirse bajo
alta presión presentan un miembro de cierre (16, 16') que está
cargado en la dirección de cierre por un muelle de compresión,
especialmente por un muelle de compresión helicoidal (18, 18') o un
muelle de compresión de platillo (51).
7. Unidad de pistón-cilindro
según una de las reivindicaciones 5 y 6, caracterizada porque
la primera y/o la segunda válvulas que pueden abrirse bajo alta
presión son una válvula de asiento.
8. Unidad de pistón-cilindro
según una de las reivindicaciones 5 y 6, caracterizada porque
la primera y/o la segunda válvulas que pueden abrirse bajo alta
presión son una válvula de compuerta.
9. Unidad de pistón-cilindro
según una de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizada porque
la primera y/o la segunda válvulas que pueden abrirse bajo alta
presión presentan una cámara de válvula (14, 14') formada en el
pistón (2), en la que va guiado en forma hermética y desplazable un
pistón de válvula (15, 15') que lleva un miembro de cierre (16, 16')
que está solicitado por una fuerza en la dirección de cierre y
solicitado en la dirección de apertura por la presión de uno de los
espacios de trabajo (3, 4) y con el cual se puede bloquear el paso
de la primera y/o la segunda válvulas que pueden abrir bajo alta
presión.
10. Unidad de pistón-cilindro
según la reivindicación 8, caracterizada porque el miembro de
cierre (16, 16') o el pistón de válvula (15, 15') está solicitado
por un muelle en la dirección de cierre.
11. Unidad de pistón-cilindro
según la reivindicación 10, caracterizada porque el miembro
de cierre o el pistón de válvula (15, 15') está solicitado en la
dirección de cierre por la fuerza de uno o varios brazos elásticos
apoyados en el pistón (2), cuya fuerza a lo largo del recorrido de
movimiento del miembro de cierre o del pistón de válvula (15, 15')
hacia la posición de apertura es regresiva al menos en la última
parte del recorrido de cierre y es nula, al menos en amplio grado,
en la posición de apertura.
12. Unidad de pistón-cilindro
según una de las reivindicaciones 8 y 9, caracterizada porque
el miembro de cierre o el pistón de válvula (15, 15') está
solicitado por fuerzas magnéticas en la dirección de cierre.
13. Unidad de pistón-cilindro
según la reivindicación 12, caracterizada porque en el pistón
de válvula (15, 15') o en el pistón está dispuesto un imán
permanente (38) y, enfrente de este imán permanente (38) en la
dirección del movimiento del pistón de válvula (15, 15'), está
dispuesto en el pistón (2) o en el pistón de válvula un componente
ferromagnético (39).
14. Unidad de pistón-cilindro
según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada
porque el miembro de cierre o el pistón de válvula (15, 15') puede
ser retenido en la posición de apertura de la primera y/o la segunda
válvulas con una fuerza de retención que es menor que la fuerza de
cierre contraria, pero mayor que ésta agregando una solicitación de
presión de la válvula.
15. Unidad de pistón-cilindro
según la reivindicación 14, caracterizada porque el pistón de
válvula (15, 15') o el pistón puede ser encastrado en la posición de
apertura con un elemento de encastre en una muesca (47) del pistón
(2) o del pistón de válvula y la fuerza de desencastre del elemento
de encastre para sacarlo de la muesca (47) es la fuerza de
retención.
16. Unidad de pistón-cilindro
según la reivindicación 14, caracterizada porque en el pistón
de válvula está dispuesto un muelle de acción brusca (49) que está
apoyado en el pistón (2) con el extremo libre de su brazo de acción
brusca (48), y en la posición de cierre del pistón de válvula (15,
15') el brazo de acción brusca (48) está aplicado sin fuerza, al
menos en amplio grado, al pistón (2) en la dirección axial y en la
posición de apertura del pistón de válvula (15, 15') solicita al
pistón (2) generando la fuerza de retención.
17. Unidad de pistón-cilindro
según una de las reivindicaciones 1 a 13 caracterizada porque
por el lado alejado del miembro de cierre (16, 16') están
dispuestos, repeliéndose uno a otro, un imán permanente (40) montado
en el pistón de válvula (15, 15') y, vuelto hacia éste, otro imán
permanente (41) montado en el pistón (2, 2').
18. Unidad de pistón-cilindro
según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada
porque la junta anular del pistón está configurada de manera que
forma la primera y la segunda válvulas de retención (37, 36).
19. Unidad de pistón-cilindro
según la reivindicación 18, caracterizada porque la junta
anular presenta dos labios de sellado anulares (29, 30) dispuestos a
distancia axial uno de otro y cuyas zonas extremas libres aplicadas
a la pared interior del cilindro (1) están dirigidas alejándose una
de otra, y porque la cámara de compensación de volumen (20) está
unida, a través de una tubería de unión (24, 25), con el espacio
situado entre los labios de sellado anulares (29, 30).
20. Unidad de pistón-cilindro
según la reivindicación 18, caracterizada porque la junta
anular del pistón (2) presenta un anillo de sellado (28) que se
aplica elásticamente a la pared interior del cilindro (1) y en cuya
zona de pie dispuesta en el pistón (2) están conformadas unas aletas
de válvula (26, 27) que se extienden axialmente en sentidos
contrarios alejándose una de otra y mediante las cuales se pueden
cerrar radialmente en el pistón (2) unas tuberías de unión (24, 25)
que desembocan en el cilindro (1) y que conducen a la cámara de
compensación de volumen (20).
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