ES2293492T3 - Cilindro hidraulico. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo hidráulico, que comprende: un alojamiento de cilindro (10) que tiene un camino pasante (11) formado desde un extremo al otro y que incluye caminos para fluido primero y segundo (12 y 13) que comunican desde el exterior del alojamiento (10) con el camino pasante (11); un miembro de camisa (20) dispuesto en el camino pasante (11) del alojamiento de cilindro (10), que tiene una parte de conexión (21) formada de un extremo al otro, y que incluye cojinetes (22) en la parte de conexión (21) y caminos para fluido tercero y cuarto (23 y 24), cada uno de ellos en comunicación con los caminos para fluido primero y segundo (12 y 13), respectivamente.
Description
Cilindro hidráulico.
El presente invento se refiere a un cilindro
hidráulico, y más en particular a un cilindro hidráulico que tiene
válvulas de retención de estructura simple y diseño compacto,
contribuyendo así a la economía del proceso y el coste de
fabricación.
Un cilindro hidráulico es un cilindro diseñado
para convertir la energía de un fluido líquido en energía mecánica
para movimiento. En general, el cilindro hidráulico es accionado por
la presión del fluido proporcionado en el interior de una cámara de
cilindro del mismo, de modo que ésta pueda agarrar o soltar un
mandril previsto en el eje principal de una máquina herramienta,
tal como un torno.
Un cilindro hidráulico usual, tal como el
representado en la Fig. 1, comprende:
un alojamiento de cilindro (10) que tiene un
camino pasante (11) formado desde uno de los extremos al otro y que
incluye caminos para fluido primero y segundo (12 y 13) previstos
desde una superficie exterior del alojamiento (10) a una superficie
interior del camino pasante (11);
un miembro de camisa (20) que tiene una parte de
conexión (21) formada desde uno de los extremos al otro y que
incluye cojinetes (22) en la parte de conexión (21), y caminos para
fluido tercero y cuarto (23 y 24) en comunicación con los caminos
para fluido primero y segundo (12 y 13);
un miembro de válvula giratoria (30) que tiene
un vástago de válvula (31) acoplado con la parte de conexión (21)
en un extremo y una placa de válvula (32) prevista frente al
alojamiento de cilindro (10), con un extremo lateral de la placa de
válvula (32) que está provisto de una cámara de cilindro (33), y que
incluye caminos para fluido quinto y sexto (34 y 35) formados para
conectar los caminos para fluido tercero y cuarto (23 y 24) a la
cámara de cilindro
(33);
(33);
un miembro de émbolo (40) que incluye un vástago
de émbolo (41) acoplado al vástago de válvula (31) para movimiento
de deslizamiento hacia delante y hacia atrás y una placa de émbolo
(42) que sobresale del vástago de émbolo (41) para dividir la
cámara de cilindro (33) en cámaras de cilindro delantera y trasera
(33a y 33b) y para sellar las cámaras de cilindro delantera y
trasera (33a y 33b) a la periferia del vástago de émbolo (41);
un miembro de cuerpo (50) previsto frente a la
placa de válvula (32) para incluir la cámara de cilindro (33) en el
mismo, y que tiene un séptimo camino para fluido (51) previsto en un
lado del mismo para conectar el quinto camino para fluido (34) a la
cámara de cilindro delantera (33a);
una válvula de retención (70) para la cámara de
cilindro delantera prevista en el sexto camino para fluido (35) en
el miembro de válvula giratoria (30) para controlar el fluido que
fluye a través del sexto camino para fluido (35) y el séptimo
camino para fluido (51) a la cámara de cilindro delantera (33a) en
una dirección constante; y
una válvula de retención para la cámara de
cilindro trasera (60) prevista en el quinto camino para fluido (34)
en el miembro de válvula giratoria (30) para controlar el fluido que
circula a través del quinto camino para fluido (34) a la cámara de
cilindro trasera (33b) en una dirección constante.
El miembro de émbolo (40) se mueve hacia delante
y hacia atrás mediante el suministro de fluido simultáneamente a
una de las cámaras de cilindro delantera y trasera (33a y 33b) y la
descarga de fluido desde la otra de las cámaras de cilindro
delantera y trasera (33a y 33b). Mediante el movimiento alternativo
del miembro de émbolo (40), puede hacerse que una mordaza de un
mandril conectada al vástago de émbolo (41) agarre o suelte.
Cada una de las válvulas de retención (60 y 70)
de las cámaras de cilindro delantera y trasera comprende:
un alojamiento de válvula (80) que tiene un paso
de fluido (81);
una bola de acero (82) soportada elásticamente
por un miembro de resorte (83) para bloquear el paso de fluido (81)
y para abrir el paso de fluido (81) cuando se suministre fluido a
una cierta presión, o más alta que ésta; y
un carrete de guía (84) previsto en un lado del
alojamiento de válvula (80) para ser movido por la presión de
fluido aplicada a una u otra de las válvulas de retención (60 y 70)
y para empujar la bola de acero (82), abriendo así el paso de
fluido (81).
Por lo tanto, si se suministra el fluido a una
cierta presión, o más alta que ésta, a la válvula de retención (60
ó 70) para la cámara de cilindro frontal o trasera, se abre el paso
de fluido (81) para suministrar el fluido o para descargar el mismo
de la cámara de cilindro (33).
Si se interrumpe el suministro de presión de
fluido por desconexión del suministro de energía eléctrica a una
máquina herramienta, por ejemplo, por un corte en el suministro de
energía eléctrica, la bola de acero (82) vuelve a su posición
original debido a la fuerza de restablecimiento del miembro de
resorte (83), y bloquea el paso de fluido (81), de modo que se
impide que el fluido que llena la cámara de cilindro (33) sea
descargado, y se impide que suelte el mandril de la máquina
herramienta.
Además, la placa de émbolo (42) del miembro de
émbolo (40) está provista de una válvula de alivio (90) para
reducir la presión en la cámara de cilindro (33), poniendo para ello
en comunicación la cámara de cilindro delantera (33a) con la cámara
de cilindro trasera (33b) cuando se genere una sobrepresión en la
cámara de cilindro delantera o trasera (33a ó 33b).
Además, a través de la placa de émbolo (42) del
miembro de émbolo (40) se ha previsto un pasador de guía (91) que
tiene ambos extremos fijados al miembro de cuerpo (50) y al miembro
de válvula giratoria (30), respectivamente, de modo que el miembro
de émbolo (40) es guiado en su movimiento alternativo para moverse
suavemente con las cámaras de cilindro delantera y trasera (33a y
33b) selladas.
Sin embargo, en el anterior cilindro hidráulico
usual, las válvulas de retención (60 y 70) para las cámaras de
cilindro delantera y trasera, y la válvula de alivio (90) tenían que
ser fabricadas por separado. Por consiguiente, la longitud total
del cilindro hidráulico tenía que ser necesariamente suficiente como
para incluir las válvulas de retención (60 y 70) y la válvula de
alivio (90) en la misma.
Además, el pasador de guía (91) tenía que ser
previsto en el cilindro hidráulico usual para guiar el movimiento
alternativo del miembro de émbolo (40), y ello hacía que aumentaran
los costes de fabricación e iba en perjuicio del rendimiento de la
fabricación.
Por lo tanto, el cilindro hidráulico era de
estructura tan complicada, y tan grande, que se imponía una
limitación en cuanto a la compactación de su estructura y a su
tamaño, para uso en cualquier clase de máquina herramienta.
Además, puesto que el miembro de cuerpo (50)
estaba provisto del séptimo camino para fluido (51) en un lado del
mismo, para suministrar fluido a, o para descargarlo de, la cámara
de cilindro delantera (33a), era probable que la resistencia del
lado del miembro de cuerpo (50) se hiciera menor que la del otro
lado del mismo.
El resumen de Patentes del Japón, Vol. 010, Nº
070 y JP 60215109A se refiere a un cilindro de presión de fluido
giratorio con mecanismo de seguridad. El documento
US-A-4747337 se refiere a un
cilindro de fluido giratorio para accionamiento de mandriles.
Por lo tanto, el objeto del presente invento es
proporcionar un cilindro hidráulico de una estructura compacta y
simple, que contribuya a la economía del proceso y del coste de la
fabricación.
Otro objeto del presente invento es proporcionar
un cilindro hidráulico que tiene válvulas de retención para
controlar el flujo de fluido suministrado a cámaras de cilindro
delantera y trasera del cilindro hidráulico, y que tiene salientes
de guía en los alojamientos de válvula de las válvulas de retención,
para guiar el movimiento alternativo de un miembro de émbolo, no
incluyendo, por lo tanto, un pasador de guía separado.
Otro objeto del presente invento es proporcionar
un cilindro hidráulico que incluye unos medios de descompresión
proporcionados integralmente en los alojamientos de válvula de las
válvulas de retención para reducir la sobrepresión generada en las
cámaras de cilindro delantera y trasera durante el funcionamiento
del cilindro hidráulico, no incluyendo, por consiguiente una
válvula de descompresión separada, es decir, una válvula de
alivio.
Un cilindro hidráulico de acuerdo con el invento
se especifica en las reivindicaciones que se acompañan. Las
características preferidas se especifican en las reivindicaciones
subordinadas.
En una realización, un actuador de acuerdo con
el presente invento comprende:
un alojamiento de cilindro (10) que tiene un
camino pasante (11) formado desde un extremo al otro y que incluye
caminos para fluido primero y segundo (12 y 13) previstos desde una
superficie exterior del alojamiento (10) a una superficie interior
del camino pasante (11);
un miembro de camisa (20) fijado en contacto con
el camino pasante (11) del alojamiento de cilindro (10), que tiene
una parte de conexión (21) formada desde un extremo al otro, y que
incluye cojinetes (22) en la parte de conexión (21), y caminos para
fluido tercero y cuarto (23 y 24) en comunicación con los caminos
para fluido primero y segundo (12 y 13);
un miembro de válvula giratoria (30) que tiene
un vástago de válvula (31) acoplado a la parte de conexión (21) por
un extremo, y una placa de válvula (32) prevista frente al
alojamiento de cilindro (10), estando provisto un extremo lateral
de la placa de válvula (32) de una cámara de cilindro (33), y que
incluye caminos para fluido quinto y sexto (34 y 35) formados para
conectar los caminos para fluido tercero y cuarto (23 y 24) a la
cámara de cilindro (33);
un miembro de émbolo (40) que incluye un vástago
de émbolo (41) acoplado al vástago de válvula (31) para ser movido
a deslizamiento hacia delante y hacia atrás, y una placa de émbolo
(42) que sobresale desde el vástago de émbolo (41) para dividir la
cámara de cilindro (33) en cámaras de cilindro delantera y trasera
(33a y 33b) y para sellar las cámaras de cilindro delantera y
trasera (33a y 33b) a la periferia del vástago de émbolo (41);
un miembro de cuerpo (50) previsto frente a la
placa de válvula (32) y que incluye la cámara de cilindro (33), al
que se suministra fluido para sellar la cámara de cilindro (33);
una válvula de retención (60) para la cámara de
cilindro delantera prevista en el quinto camino para fluido (34) en
el miembro de válvula giratoria (30) y que incluye unos primeros
medios de corte (62) para abrir un primer paso de fluido (61a)
solamente cuando se suministre fluido a una presión predeterminada o
más alta que ésta a un primer alojamiento de válvula (61), el cual
incluye el primer paso de fluido (61a) formado en comunicación con
el quinto camino para fluido (34); y
una válvula de retención (70) para la cámara de
cilindro tercera, prevista en el sexto camino para fluido (35) en
el miembro de válvula giratoria (30) y que incluye unos segundos
medios de corte (72) para abrir un segundo paso de fluido (71)
solamente cuando se suministre fluido a una presión predeterminada o
más alta que ésta a un segundo alojamiento de válvula (71), el cual
incluye el segundo paso de fluido (71a) formado en comunicación con
el sexto camino para fluido (35);
en que el primer alojamiento de válvula (61)
está provisto del primer paso de fluido (61a) para conectar el
quinto camino para fluido (34) a la cámara de cilindro delantera
(33a), e incluye un primer saliente de guía (63) en un extremo del
mismo, formado para ser acoplado con una superficie lateral interior
del miembro de cuerpo (50) a través de la placa de émbolo (42),
en que el segundo alojamiento de válvula (71)
está provisto del segundo paso de fluido (71a) para conectar el
sexto camino para fluido (35) a la cámara de cilindro trasera (33b),
e incluye un segundo saliente de guía (73) en un extremo del mismo,
para ser acoplado con la superficie lateral interior del miembro de
cuerpo (50) a través de la placa de émbolo (42), y
en que el segundo saliente de guía (73) está
provisto de unos medios de descompresión (100) para reducir la
presión en la cámara de cilindro (33), poniendo para ello en
comunicación las cámaras de cilindro delantera y trasera (33a y
33b) cuando se genere sobrepresión en la cámara de cilindro
delantera o trasera (33a y 33b).
Los alojamientos de válvula primero y segundo
(61 y 71) de las válvulas de retención (60 y 70), que están
acoplados a la superficie lateral interior del miembro de cuerpo
(50) a través de la placa de émbolo (42), sirven para guiar el
movimiento alternativo del miembro de émbolo (40).
Además, puesto que se han previsto los medios de
descompresión (100) para reducir la sobrepresión generada en la
cámara de cilindro (33) durante el funcionamiento de una máquina
herramienta en el segundo alojamiento de válvula (71), no es
necesario proporcionar una válvula de alivio separada (90 en la Fig.
1) en la cámara de cilindro
(33).
(33).
En los dibujos que se acompañan, los cuales se
han incluido para permitir una mejor comprensión del invento y que
se han incorporado en, y constituyen parte de esta Memoria
Descriptiva, se han ilustrado realizaciones del invento y,
juntamente con la descripción, sirven para explicar los principios
del invento, y en ellos:
La Fig. 1 es una vista en corte transversal de
un cilindro hidráulico usual;
La Fig. 2 es una vista en perspectiva de un
cilindro hidráulico de acuerdo con el presente invento;
La Fig. 3 es una vista en corte transversal del
cilindro hidráulico de acuerdo con el presente invento, del que se
ha retirado un miembro de émbolo (40);
La Fig. 4 es una vista en corte transversal en
la que se ha ilustrado una válvula de retención (60) para una
cámara de cilindro delantera del cilindro hidráulico de acuerdo con
el presente invento, en el que hay formado un primer camino para
fluido (61a) en un primer alojamiento de válvula (61), que se
extiende hasta un extremo del primer alojamiento de válvula
(61);
La Fig. 5 es una vista en corte transversal en
la que se ha ilustrado una válvula de retención (70) para una
cámara de cilindro trasera del cilindro hidráulico de acuerdo con el
presente invento, en el que se han previsto unos medios de
descompresión (100) en un segundo alojamiento de válvula (71), para
que abran cuando se genere sobrepresión en las cámaras de cilindro
delantera y trasera; y
La Fig. 6 es una vista en corte transversal en
la que se ha representado un estado de uso del cilindro hidráulico
de acuerdo con el presente invento, en el que el miembro de émbolo
(40) opera para movimiento hacia delante y hacia atrás.
Como se ha ilustrado en las Figs. 2 y 3, un
alojamiento de cilindro (10) del cilindro hidráulico de acuerdo con
el presente invento está provisto de un camino pasante (11) formado
desde un extremo al otro del mismo, e incluye lumbreras hidráulicas
primera y segunda (10a y 10b), a través de las cuales fluye fluido
entrando y saliendo, y una lumbrera de drenaje (10c) para descargar
el fluido que llega.
El cilindro hidráulico está provisto de caminos
para fluido primero y segundo (12 y 13) formados desde una
superficie exterior del alojamiento (10) a una superficie interior
del camino pasante (11). El primer camino para fluido (12) está en
comunicación con la primera lumbrera hidráulica (10a), y el segundo
camino para fluido (13) está en comunicación con la segunda
lumbrera hidráulica (10b).
Un miembro de camisa (20) está fijado en
contacto con el camino pasante (11) del alojamiento de cilindro
(10), e incluye una parte de conexión (21) formada desde un extremo
al otro del mismo.
El miembro de camisa (20) incluye cojinetes (22)
en ambos extremos en la parte de conexión (21) como en la
Fig. 3, y hay formados caminos para fluido tercero y cuarto (23 y 24) entre los cojinetes (22) en la parte de conexión (21), para que estén en comunicación con los caminos para fluido primero y segundo (12 y 13).
Fig. 3, y hay formados caminos para fluido tercero y cuarto (23 y 24) entre los cojinetes (22) en la parte de conexión (21), para que estén en comunicación con los caminos para fluido primero y segundo (12 y 13).
Además, un miembro de válvula giratoria (30)
está conectado a la parte de conexión (21) del miembro de camisa
(20), de modo que el miembro de válvula giratoria (30) pueda ser
hecho girar suavemente en los cojinetes (22) cuando se haga girar
un objeto agarrado por el mandril de la máquina herramienta.
El miembro de válvula giratoria (30) comprende
un vástago de válvula (31) provisto de una parte de inserción
(30a), a la cual está conectado para deslizamiento el miembro de
émbolo (40), y acoplado a la parte de conexión (21) del miembro de
camisa (20); y una placa de válvula (32) que sobresale por un
extremo del vástago de válvula (31) para que tenga un grosor
predeterminado y prevista frente al alojamiento de cilindro
(10).
La placa de válvula (32) está conectada al
alojamiento de cilindro (10) por una estructura de sellado de
laberinto. Se ha previsto una cámara de cilindro (33) frente a la
placa de válvula (32).
En el miembro de válvula giratoria (30) hay
formados caminos para fluido quinto y sexto (34 y 35) para conectar
los caminos para fluido tercero y cuarto (23 y 24) a la cámara de
cilindro (33).
Además, en el miembro de válvula giratoria (30)
se ha previsto un primer paso de compresión de fluido (34a) a ser
conectado al tercer camino para fluido (23), y el mismo guía al
fluido para compresión a un segundo carrete de guía (75) de una
válvula de retención para una cámara de cilindro trasera (70)
prevista en el sexto camino para fluido (35). También se ha
previsto un segundo paso de compresión de fluido (35a) en el miembro
de válvula giratoria (30) a ser conectado al cuarto camino para
fluido (24), y el mismo guía al fluido para compresión a un primer
carrete de guía (65)
de una válvula de retención para una cámara de cilindro delantera (60) prevista en el quinto camino para fluido (34).
de una válvula de retención para una cámara de cilindro delantera (60) prevista en el quinto camino para fluido (34).
Puesto que el miembro de válvula giratoria (30)
gira con el objeto agarrado por una mordaza del mandril al moverse
el miembro de émbolo (40) hacia delante y hacia atrás, la placa de
válvula (32) del miembro de válvula giratoria (30) es sellada con
el alojamiento de cilindro (10) por la estructura de sellado de
laberinto, en la cual una pluralidad de salientes, formados para
dejar espacio entre la placa de válvula (32) y el alojamiento de
cilindro (10), se aplican en una pluralidad de estrías, para que no
hagan contacto entre sí.
Mientras tanto, el miembro de émbolo (40) está
acoplado con la parte de inserción (30a) del miembro de válvula
giratoria (30), e incluye un vástago de émbolo (41) acoplado al
vástago de válvula (31) para moverse a deslizamiento hacia delante
y hacia atrás. Una placa de émbolo (42) sobresale a lo largo de la
periferia del vástago de émbolo (41) para dividir la cámara de
cilindro (33) en cámaras de cilindro delantera y trasera (33a y
33b), y para sellar las cámaras de cilindro delantera y trasera
(33a y 33b).
Además, se ha previsto un miembro de cuerpo (50)
frente al miembro de válvula giratoria (30), para sellar en el
mismo la cámara de cilindro (33).
El miembro de cuerpo (50) está provisto de una
abertura de acoplamiento (50a), a la cual está conectado el vástago
de émbolo (41) con obturación. Por consiguiente, cuando se mueve el
miembro de émbolo (40) hacia delante por la presión del fluido
suministrado a la cámara de cilindro (33), el vástago de émbolo (41)
sobresale de una superficie frontal del miembro de cuerpo (50), con
lo que se hace que la mordaza del mandril de la máquina herramienta
que ha sido conectado al vástago de émbolo (41) agarre o suelte.
Las válvulas de retención (60 y 70) para las
cámaras de cilindro delantera y trasera se han previsto en el
miembro de válvula giratoria (30), de modo que el fluido que haya
sido suministrado a las cámaras de cilindro delantera y trasera
(33a y 33b) a través de los caminos para fluido quinto y sexto (34 y
35) del miembro de válvula giratoria (30) es controlado para que
fluya en una dirección.
La válvula de retención (60) para la cámara de
cilindro delantera está prevista en el quinto camino para fluido
(34) en el miembro de válvula giratoria (30), y está provista de
unos primeros medios de corte (62) para abrir un primer paso de
fluido (61a) solamente cuando se suministre fluido a una presión
predeterminada o más alta que ésta al primer alojamiento de válvula
(61), el cual incluye el primer paso de fluido (61a) formado en
comunicación con el quinto camino para fluido (34).
Con referencia a las Figs. 3 y 4, el primer
alojamiento de válvula (61) está dispuesto en el quinto camino para
fluido (34) del miembro de válvula giratoria (30), y comprende:
una primera parte de cuerpo de base (64)
prevista con el primer paso de fluido (61a) formado en comunicación
con el quinto camino para fluido (34) y que tiene una primera estría
de asiento de bola (64a) en su superficie
frontal.
frontal.
un primer saliente de guía (63) conectado a la
primera parte de cuerpo de base (64), con un extremo del primer
saliente de guía (63) acoplado a una superficie lateral interior del
miembro de cuerpo (50) a través de la placa de émbolo (42), y que
tiene el primer paso de fluido (61a) en el mismo para comunicar el
quinto camino para fluido (34) con la cámara de cilindro delantera
(33a); y
el primer carrete de guía (65) previsto en una
parte trasera de la primera parte de cuerpo de base (64) para
movimiento mediante la presión del suministro de fluido.
Además, los primeros medios de corte (62) para
aislar el primer paso de fluido (61a), comprenden un primer miembro
de bola (62a) asegurado en la primera estría de asiento de bola
(64a) de la primera parte de cuerpo de base (64); y un primer
resorte helicoidal (62b) para soportar elásticamente el primer
miembro de bola (62a) en el primer paso de fluido (61a).
Por lo tanto, el primer miembro de bola (62a)
está soportado elásticamente por el primer resorte helicoidal (62b)
para bloquear el primer paso de fluido (61a), con fijación en la
primera estría de asiento de bola (64a).
En este estado, solamente cuando se suministra
fluido al primer paso de fluido (61a), a través del quinto camino
para fluido (34), con una presión lo suficientemente alta como para
empujar al primer miembro de bola (62a), se abre el primer paso de
fluido (61a) para proporcionar el fluido a la cámara de cilindro
delantera (33a).
Cuando se suministra el fluido a la cámara de
cilindro delantera (33a), puesto que simultáneamente se suministra
fluido a través del primer paso de compresión de fluido (34a), la
presión del fluido empuja al segundo carrete de guía (75) para
moverlo.
Después, como se ha ilustrado en la Fig. 5, el
segundo carrete de guía (75) empuja a un segundo miembro de bola
(72a) para abrir un segundo paso de fluido (71a), de modo que el
fluido que llena la cámara de cilindro trasera (33b) es descargado
a través del sexto camino para fluido (35).
Además, la válvula de retención (70) para la
cámara de cilindro trasera está prevista en el sexto camino para
fluido (35) en el miembro de válvula giratoria (30), y está prevista
con unos segundos medios de corte (72) para abrir el segundo paso
de fluido (71a) solamente cuando se suministre fluido a una presión
predeterminada o más alta que ésta al segundo alojamiento de
válvula (71), el cual incluye el segundo paso de fluido (71a)
formado en comunicación con el sexto camino para fluido (35).
Con referencia a las Figs. 3 y 5, el segundo
alojamiento de válvula 71 está previsto en el sexto camino para
fluido (35) del miembro de válvula giratoria (30), y comprende:
una segunda parte de cuerpo de base (74)
provista del segundo paso de fluido (71a) formado en comunicación
con el sexto camino para fluido (35) y que tiene una segunda estría
de asien4to de bola (74a) en su superficie frontal;
un segundo saliente de guía (73) conectado a la
segunda parte de cuerpo de base (74), con un extremo del segundo
saliente de guía (73) acoplado a una superficie lateral interior del
miembro de cuerpo (50) a través de la placa de émbolo (42), y que
tiene el segundo paso de fluido (71a) en el mismo para comunicar el
sexto camino para fluido (35) con la cámara de cilindro trasera
(33b); y
el segundo carrete de guía (75) previsto en una
parte trasera de la segunda parte de cuerpo de base (74) para
movimiento mediante la presión del suministro de fluido.
Además, los segundos medios de corte (72) para
aislar el segundo paso de fluido (71a) comprenden un segundo
miembro de bola (72a) asegurado en la segunda estría de asiento de
bola (74a) de la segunda parte de cuerpo de base (74); y un segundo
resorte helicoidal (72b) para soportar elásticamente el segundo
miembro de bola (72a) en el segundo paso de fluido (71a).
Por lo tanto, el segundo miembro de bola (72a)
está soportado elásticamente por el segundo resorte helicoidal
(72b) para bloquear el segundo paso de fluido (71a), con fijación en
la segunda estría de asiento de bola (74a).
En este estado, solamente cuando se suministra
fluido al segundo paso de fluido (71a) a través del sexto camino
para fluido (35), con una presión lo suficientemente alta como para
empujar al segundo miembro de bola (72a), se abre el segundo paso
de fluido (71a) para proporcionar el fluido a la cámara de cilindro
trasera (33b).
\newpage
Si se suministra el fluido a la cámara de
cilindro trasera (33b), puesto que el fluido es suministrado
simultáneamente a través del segundo paso de compresión de fluido
(35a), la presión del fluido empuja al primer carrete de guía (65)
para moverlo.
Después, el primer carrete de guía (65) empuja
al primer miembro de bola (62a) para abrir el primer paso de fluido
(61a), de modo que el fluido que llena la cámara de cilindro
delantera (33a) es descargado a través del quinto camino para
fluido (34).
Mientras tanto, el segundo saliente de guía (73)
del segundo alojamiento de válvula (71) está provisto de los medios
de descompresión (100) para reducir la presión en la cámara de
cilindro (33) mediante la comunicación entre las cámaras de
cilindro delantera y trasera (33a y 33b) cuando se genere
sobrepresión en las cámaras de cilindro delantera y trasera (33a y
33b).
Con referencia a la Fig. 5, los medios de
descompresión (100) comprenden:
rutas de conexión del cilindro primera y segunda
(110 y 120) formadas a través del segundo saliente de guía (73)
para comunicar las cámaras de cilindro delantera y trasera (33a y
33b);
un tercer miembro de bola (112) previsto en la
primera ruta de conexión del cilindro (110) y soportado
elásticamente por un tercer resorte helicoidal (111) para abrir la
primera ruta de conexión del cilindro (110) solamente cuando se
comprima fluido a una presión predeterminada o más alta que ésta
desde la cámara de cilindro delantera (33a) a la cámara de cilindro
trasera (33b); y
un cuarto miembro de bola (122) previsto en la
segunda ruta de conexión del cilindro (120) y soportado
elásticamente por un cuarto resorte helicoidal (121) para abrir la
segunda ruta de conexión del cilindro solamente cuando se comprima
el fluido a una presión predeterminada o más alta que ésta desde la
cámara de cilindro trasera (33b) a la cámara de cilindro delantera
(33a).
Por lo tanto, cuando se suministra el fluido a
la cámara de cilindro trasera (33b), y el mismo comprime la placa
de émbolo (42) para mover al miembro de émbolo (40) hacia delante,
si se aplica una presión de fluido excesiva en la cámara de
cilindro trasera (33b), el cuarto miembro de bola (122) es empujado
por esa excesiva presión de fluido para abrir la segunda ruta de
conexión del cilindro (120).
Si la segunda ruta de conexión del cilindro
(120) está abierta, el fluido que haya en la cámara de cilindro
trasera (33b) será descargado a través de la segunda rita de
conexión del cilindro (120), a la cámara de cilindro delantera
(33a), donde el fluido es descargado con el fluido que haya en la
cámara de cilindro delantera (33a), descomprimiendo así la cámara
de cilindro trasera (33b).
Si se descomprime la cámara de cilindro trasera
(33b), el cuarto miembro de bola (122) retorna a su posición
original, debido a la fuerza de restablecimiento elástico del cuarto
resorte helicoidal (121), bloqueando la segunda ruta de conexión
del cilindro (120).
Cuando se suministra fluido a la cámara de
cilindro delantera (33a) y el mismo comprime la placa de émbolo
(42) para mover al miembro de émbolo (40) hacia atrás, si se aplica
una presión de fluido excesiva en la cámara de cilindro delantera
(33a), se empuja al tercer miembro de bola (112) mediante esa
presión de fluido excesiva, para abrir la primera ruta de conexión
del cilindro (110).
Si se abre la primera ruta de conexión del
cilindro (110), el fluido que haya en la cámara de cilindro
delantera (33a) será descargado a través de la primera ruta de
conexión del cilindro (110), a la cámara de cilindro trasera (33b),
donde el fluido es descargado con el fluido que haya en la cámara de
cilindro trasera (33b), descomprimiendo así a la cámara de cilindro
delantera (33a).
Si se descomprime la cámara de cilindro
delantera (33a), el tercer miembro de bola (112) es hecho retornar
a su posición original por la fuerza de restablecimiento elástico
del tercer resorte helicoidal (111), de modo que se bloquea la
primera ruta de conexión del cilindro (110).
En lo que sigue se explicará con más detalle el
funcionamiento del cilindro hidráulico del presente invento.
La primera lumbrera hidráulica (10a) del
alojamiento de cilindro (10) es conectada sucesivamente al primer
camino para fluido (12), al tercer camino para fluido (23) del
miembro de camisa (20), al quinto camino para fluido (34) del
miembro de válvula giratoria (30), al primer paso de fluido (61a) de
la válvula de retención (60), y a la cámara de cilindro delantera
(33a), y es conectada también a la válvula de retención (70) para
la cámara de cilindro trasera a través del primer paso de
compresión de fluido (34a), en comunicación con el tercer camino
para fluido (23).
La segunda lumbrera hidráulica (10b) del
alojamiento de cilindro (10) es conectada sucesivamente al segundo
camino para fluido (13), al cuarto camino para fluido (24) del
miembro de camisa (20), al sexto camino para fluido (35) del
miembro de válvula giratoria (30), al segundo paso de fluido (71a)
de la válvula de retención (70) para la cámara de cilindro trasera,
y a la cámara de cilindro trasera (33b), y es también conectada a
la válvula de retención para la cámara de cilindro delantera (60), a
través del segundo paso de compresión de fluido (35a) en
comunicación con el cuarto camino para fluido (24).
La cámara de cilindro delantera (33a) se carga
de fluido, siendo retirado el miembro de émbolo (40).
Concretamente, si el fluido es suministrado a la
segunda lumbrera hidráulica (10b) a una presión predeterminada o
más alta que ésta, el fluido entra por el segundo paso de fluido
(71a) de la válvula de retención (70) para la cámara de cilindro
trasera, a través de los caminos para fluido segundo, cuarto y sexto
(13, 24 y 36), de modo que el segundo miembro de bola (72a) es
empujado para abrir el segundo paso de fluido (71a).
Después, el fluido es suministrado a la cámara
de cilindro trasera (33b) a través del segundo paso de fluido
abier3to (71a), de modo que se comprime la placa de émbolo (42), y
el miembro de émbolo (40) avanza hacia delante.
Si el miembro de émbolo (40) se mueve hacia
delante, el miembro de émbolo (40) hace que la mordaza del mandril,
la cual ha sido conectada al miembro de émbolo (40), agarre y
mantenga firme el agarre de la mordaza mediante la presión
hidráulica.
Además, el fluido que ha sido suministrado al
cuarto camino para fluido (24) es suministrado a la válvula de
retención (70) para la cámara de cilindro trasera a través del sexto
camino para fluido (35), y al mismo tiempo es suministrado al
segundo paso de compresión de fluido (35a), empujando, para moverlo,
al primer carrete de guía (65) de la válvula de retención (60) para
la cámara de cilindro delantera.
Mientras está siendo empujado y movido, el
primer carrete de guía (65) empuja al primer miembro de bola (62a)
para abrir el primer paso de fluido (61a).
Por lo tanto, el fluido que ha sido cargado en
la cámara de cilindro delantera (33a) pasa a través del primer paso
de fluido (61a) abierto, y del quinto camino para fluido (34), y el
fluido es inducido a la primera lumbrera hidráulica (10a) del
alojamiento de cilindro (10), para ser descargado.
Por el contrario, si se suministra el fluido a
la primera lumbrera hidráulica (10a) a una presión predeterminada o
más alta que ésta, el fluido entra en el primer paso de fluido (61a)
a través de los caminos para fluido primero, tercero y quinto (12,
23 y 34), de modo que el primer miembro de bola (62a) es empujado, y
se abre el primer paso de fluido (61a).
Después, se suministra el fluido a la cámara de
cilindro delantera (33a) a través del primer paso de fluido abierto
(61a) para comprimir la placa de émbolo (42), de modo que el miembro
de émbolo (40) se retira hacia atrás.
Si el miembro de émbolo (40) se retira hacia
atrás, el miembro de émbolo (40) hace que la mordaza del mandril,
la cual ha sido conectada al miembro de émbolo (30), suelte.
Además, el fluido que ha sido suministrado al
tercer camino para fluido (23) es suministrado a la válvula de
retención (60) para la primera cámara de cilindro a través del
quinto camino para fluido (34a), y al mismo tiempo es suministrado
al primer paso de compresión de fluido (34a), empujando para mover
al segundo carrete de guía (75) de la válvula de retención (70) para
la cámara de cilindro trasera.
Mientras está siendo empujado y movido, el
segundo carrete de guía (75) empuja al segundo miembro de bola
(72a) para abrir el segundo paso de fluido (71a).
Por lo tanto, el fluido que ha sido cargado en
la cámara de cilindro trasera (33b) pasa a través del segundo paso
de fluido (71a) abierto, y del sexto camino para fluido (35), y el
fluido es inducido a la segunda lumbrera hidráulica (10b) del
alojamiento de cilindro (10) para ser descargado.
Como se ha mencionado en lo que antecede, cuando
el miembro de émbolo (40) es movido hacia delante y hacia atrás
mediante el suministro de fluido a las cámaras de cilindro delantera
y trasera (33a y 33b), el miembro de émbolo (40) se mueve a lo
largo de los salientes de guía primero y segundo (63 y 73) de los
alojamientos de válvula primero y segundo (61 y 71), los cuales han
sido conectados a la placa de émbolo (42), pasando a través de
ella.
Además, incluso aunque se genere sobrepresión
mientras es suministrado el fluido a las cámaras de cilindro
delantera y trasera (33a y 33b), los medios de descompresión (100)
previstos en la válvula de retención (60) para la cámara de
cilindro trasera reducen la presión, de modo que se puede prevenir
contra un mal funcionamiento de la máquina herramienta y contra la
disminución de la duración en condiciones de aptitud del cuerpo de
cilindro, que pudieran ser originados por la sobrepresión.
Se puede disponer un aro tórico para sellar
entre el alojamiento de cilindro (10) y el miembro de camisa (20),
entre el miembro de válvula giratoria (30) y el miembro de émbolo
(40), entre el miembro de válvula giratoria (30) y el miembro de
cuerpo (50), o entre la periferia de la placa de émbolo (42) y la
superficie lateral interior del miembro de cuerpo (50), de una
manera usual.
De acuerdo con el presente invento, como se ha
descrito en lo que antecede, se proporciona un cilindro hidráulico
de una estructura simple y compacta, y que contribuye a la economía
del proceso y el coste de la fabricación.
Además, de acuerdo con el presente invento, se
proporciona un nuevo cilindro hidráulico que tiene válvulas de
retención para controlar el flujo de fluido suministrado a cámaras
de cilindro delantera y trasera del cilindro hidráulico y que tiene
salientes de guía en los alojamientos de válvula de las válvulas de
retención para guiar un movimiento alternativo de un miembro de
émbolo, y por consiguiente no es necesario que el cilindro
hidráulico incluya un pasador de guía separado.
Además, de acuerdo con el presente invento, se
proporciona un cilindro hidráulico que incluye unos medios de
descompresión previstos integralmente en los alojamientos de válvula
de las válvulas de retención, para reducir la sobrepresión generada
en las cámaras de cilindro delantera y trasera durante el
funcionamiento del cilindro hidráulico, no incluyéndose por lo
tanto una válvula de descompresión separada, es decir, una válvula
de alivio.
El presente invento abarca las modificaciones y
variaciones del mismo, con tal de que las mismas queden dentro del
alcance de las reivindicaciones que se acompañan y sus
equivalentes.
Claims (2)
1. Un dispositivo hidráulico, que comprende:
un alojamiento de cilindro (10) que tiene un
camino pasante (11) formado desde un extremo al otro y que incluye
caminos para fluido primero y segundo (12 y 13) que comunican desde
el exterior del alojamiento (10) con el camino pasante (11);
un miembro de camisa (20) dispuesto en el camino
pasante (11) del alojamiento de cilindro (10), que tiene una parte
de conexión (21) formada de un extremo al otro, y que incluye
cojinetes (22) en la parte de conexión (21) y caminos para fluido
tercero y cuarto (23 y 24), cada uno de ellos en comunicación con
los caminos para fluido primero y segundo (12 y 13),
respectivamente;
un miembro de válvula giratoria (30) que tiene
un vástago de válvula (31) acoplado con la parte de conexión (21)
por un extremo y una placa de válvula (32) prevista enfrente del
alojamiento de cilindro (10), un lado de la placa de válvula (32),
y que incluye caminos para fluido quinto y sexto (34 y 35)
dispuestos para conectar los caminos para fluido tercero y cuarto
(23 y 24) con la cámara de cilindro (33);
un miembro de cuerpo (50) previsto frente a la
placa de válvula (32), definiendo juntos una cámara de cilindro
(33);
un miembro de émbolo (40) que incluye una cabeza
de émbolo (42) conectada al vástago de válvula (31) para movimiento
de deslizamiento hacia delante y hacia atrás, dividiendo la cabeza
de émbolo (42) a la cámara de cilindro (33) en cámaras de cilindro
delantera y trasera (33a y 33b) y sellando las cámaras de cilindro
delantera y trasera (33a y 33b) al miembro de émbolo (40);
una válvula de retención (60) para la cámara de
cilindro delantera (33a) prevista en el quinto camino para fluido
(34) en el miembro de válvula giratoria (30) y que incluye unos
primeros medios de corte (62) para abrir un primer paso de fluido
(61a) cuando se suministra fluido a una presión predeterminada o más
alta que ésta a un primer alojamiento de válvula (61), el cual
incluye el primer paso de fluido (61a) formado en comunicación con
el quinto camino para fluido (34); y
una válvula de retención (70) para la cámara de
cilindro trasera (33b) prevista en el sexto camino para fluido (35)
en el miembro de válvula giratoria (30) y que incluye unos segundos
medios de corte (72) para abrir un segundo paso de fluido (71a)
solamente cuando se suministre fluido a una presión predeterminada o
más alta que ésta a un segundo alojamiento de válvula (71), el cual
incluye el segundo paso de fluido (71a) formado en comunicación con
el sexto camino para fluido (35), caracterizado porque:
el primer alojamiento de válvula (61) está
provisto del primer paso de fluido (61a) para conectar el quinto
camino para fluido (34) con la cámara de cilindro delantera (33a), e
incluye un primer saliente de guía (63) en un extremo del mismo,
formado para ser acoplado con una superficie lateral interior del
miembro de cuerpo (50) a través de la cabeza de émbolo (42), y
porque
el segundo alojamiento de válvula (71) está
provisto del segundo paso de fluido (71a) para conectar el sexto
camino para fluido (35) a la cámara de cilindro trasera (33b), e
incluye un segundo saliente de guía 73 en un extremo del mismo,
formado para ser acoplado con la superficie lateral interior del
miembro de cuerpo (50) a través de la cabeza de émbolo (42), y
porque
el segundo saliente de guía (73) está provisto
de unos medios de descompresión (100) para reducir la presión en la
cámara de cilindro (33), poniendo para ello en comunicación las
cámaras de cilindro delantera y trasera (33a y 33b) cuando se
genere sobrepresión en la cámara de cilindro delantera o en la
trasera (33a y 33b).
2. El dispositivo de cilindro hidráulico según
la reivindicación 1, en el que los medios de descompresión (100)
comprenden:
rutas de conexión del cilindro primera y segunda
(110 y 120) formadas a través del segundo saliente de guía (73)
para comunicar las cámaras de cilindro delantera y trasera (33a y
33b);
un tercer miembro de bola (112) previsto en la
primera ruta de conexión del cilindro (110) y soportado
elásticamente por un tercer resorte helicoidal (111) para abrir la
primera ruta de conexión del cilindro (110) solamente cuando el
fluido sea comprimido a una presión predeterminada o más alta que
ésta desde la cámara de cilindro delantera (33a) a la cámara de
cilindro trasera (33b); y
un cuarto miembro de bola (122) previsto en la
segunda ruta de conexión del cilindro (120) y soportado
elásticamente por un cuarto resorte helicoidal (121) para abrir la
segunda ruta de conexión del cilindro (120) solamente cuando el
fluido sea comprimido a una presión predeterminada o más alta que
ésta desde la cámara de cilindro trasera (33b) a la cámara de
cilindro delantera (33a).
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