ES2326005T3 - Unidad de cilindro de presion por fluido con un detector de carrera. - Google Patents
Unidad de cilindro de presion por fluido con un detector de carrera. Download PDFInfo
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Abstract
Unidad de cilindro de presión por fluido que comprende: un cilindro (1); un pistón (2a) alojado en el cilindro (1) de modo que se desliza libremente en una dirección axial; un soporte (6) con forma de tapa que presenta una base (62b), estando el soporte (6) dispuesto en una cavidad (A) y fijado al pistón (2a); un detector de carrera (100) para detectar una posición relativa del pistón (2a) con respecto al cilindro (1), comprendiendo el detector de carrera (100) un imán (4) y un sonda detector (3) que genera una señal en respuesta a una posición relativa en la dirección axial con respecto al imán (4), en el que el imán (4) tiene una forma cilíndrica y se acomoda en el soporte (6) de manera que está orientado a una circunferencia exterior de la sonda detector (3) en un estado de agarre entre el pistón (2a) y la base (62b) del soporte (6), caracterizada por el hecho de que; el soporte (6) comprende una ranura anular formada en la base (62b) y el cilindro de presión por fluido comprende además un elemento amortiguador de golpes (7) que se asienta en la ranura anular, siendo una medida del elemento amortiguador de golpes (7) tal que el elemento amortiguador de golpes (7) sobresale de la ranura anular en la dirección axial y se deforma elásticamente en la dirección axial dependiendo de una fuerza de apriete que actúa entre el imán (4) y el pistón (2a), de modo que el imán (4) se soporta al final por la base (62b) vía el elemento amortiguador de golpes (7).
Description
Unidad de cilindro de presión por fluido con un
detector de carrera.
Esta invención se refiere a la instalación de un
detector de carrera en un cilindro de presión por fluido de acuerdo
con el preámbulo de la reivindicación 1. Dicha instalación es
conocida en el documento EP 1 217 220 A2.
El documento JPH11-190308A
publicado por la Oficina Japonesa en 1999 propone un detector de
carrera para la detección de una posición de carrera en un cilindro
de presión por fluido.
Este detector de carrera comprende una sonda
detector, cuya una base está fijada al cilindro y un extremo del
cual se coloca en un agujero formado axialmente en un vástago de
pistón a través de una abertura en la parte central de un
pistón.
Un cable magnetoestrictivo está construido en la
sonda detector en una dirección axial. Al aplicar una corriente
eléctrica pulsada al cable magnetoestrictivo, se crea un campo
magnético en la circunferencia exterior de la sonda detector en una
dirección circunferencial. Al disponer de un imán de manera que esté
orientado de cara a la circunferencia exterior de la sonda detector
en este estado, se integran el campo magnético en la dirección
circunferencial y un campo magnético formado por el imán en la
dirección axial, generándose así una deformación por torsión en el
campo magnético en la posición del imán. Este fenómeno se conoce
como el efecto Wiedemann.
La deformación por torsión en el campo magnético
se transmite como una onda acústica a lo largo del cable
magnetoestrictivo. El tiempo de propagación de esta onda acústica a
lo largo del cable magnetoestrictivo tiene una relación lineal con
la distancia desde el imán. Al medir el tiempo de propagación de
esta onda acústica en una posición predeterminada del cable
magnetoestrictivo, pueden detectarse las posiciones relativas del
imán y la sonda detector.
De acuerdo con la técnica anterior, el imán está
dispuesto en una cavidad formada en la posición central del pistón.
La abertura de la cavidad está orientada hacia la base del cilindro.
El imán está agarrado entre un soporte en forma de tapa y una base
de la cavidad. El soporte está fijado a la base de la cavidad con
tornillos de montaje.
Dependiendo de la fuerza de apriete generada por
los tornillos de montaje, la posición axial del imán puede variar
ligeramente. Esta variación provoca un error de detección en la
posición de carrera. Además, si se aplica un par excesivo a los
tornillos para fijar el imán con firmeza, el imán puede dañarse
debido a la fuerza de apriete excesiva.
Es por lo tanto un objeto de la presente
invención mejorar la precisión con la cual el imán se posiciona con
respecto al pistón así como proteger el imán de una fuerza de
apriete excesiva. Con el fin de conseguir el objeto anterior, esta
invención proporciona un aparato de acuerdo con la reivindicación
1.
Los detalles así como otras características y
ventajas de esta invención se exponen en el resto de la memoria y
se muestran en los dibujos que se acompañan.
La figura 1 es una vista en sección longitudinal
de una unidad de cilindro de presión hidráulico de acuerdo con esta
invención.
La figura 2 es una vista en sección longitudinal
aumentada de una región de la unidad de cilindro de presión
hidráulico que sostiene el imán.
La figura 3 es una vista en sección longitudinal
aumentada de una región que sostiene el imán en otra realización de
esta invención.
En referencia a la figura 1 de los dibujos, una
unidad de cilindro de presión hidráulico comprende un cilindro 1,
un pistón 2a dispuesto en el cilindro 1 de modo que se deslice
libremente, y un vástago de pistón 2 conectado al pistón 2a y que
sobresale del cilindro 1 en una dirección axial.
Una cámara de presión hidráulica R está
delimitada en el cilindro 1 por el pistón 2a. La cámara de presión
hidráulica R conduce el pistón 2a en la dirección axial dentro del
cilindro 1 según una presión hidráulica suministrada desde una
fuente de presión hidráulica P dispuesta en el exterior del cilindro
1.
Concretamente, cuando se suministra presión
hidráulica a la cámara de presión hidráulica R desde la fuente de
presión hidráulica P, la cámara de presión hidráulica R se expande,
y el pistón 2a se desplaza hacia el lado derecho de la figura. En
consecuencia, el vástago de pistón 2 sobresale del cilindro 1. Esta
acción se conoce como alargamiento de la unidad de cilindro de
presión hidráulico.
Por otro lado, cuando se libera la presión
hidráulica de la cámara de presión hidráulica R hacia la fuente de
presión hidráulica P, la cámara de presión hidráulica R se contrae y
el pistón 2a se desplaza hacia el lado izquierdo de la figura en el
cilindro 1. Esta acción se conoce como contracción de la unidad de
cilindro de presión hidráulico.
Para detectar una posición relativa del vástago
de pistón 2 con respecto al cilindro 1 en la dirección axial, o en
otras palabras, una posición de carrera del pistón 2a la unidad de
cilindro de presión hidráulico comprende un detector de carrera
100.
El detector de carrera 100 comprende una sonda
detector 3 fijada en el cilindro 1 y un imán 4 fijado en el pistón
2a.
La sonda detector 3 está hecha de un material no
magnético. La sonda detector 3 penetra en un orificio formado en el
elemento tapa inferior 11 que está fijado en una base 1a del
cilindro 1. Una porción base 3b de la sonda detector 3 está
atornillada en el elemento tapa inferior 11. La sonda detector 3
sobresale del cilindro 1 y está cubierta por una camisa 32. La
camisa 32 está hecha de un material no magnético y un extremo del
cual está colocado en el agujero del elemento de tapa inferior 11.
La sonda detector 3 penetra una guía de centrado en forma de anillo
33 que está colocada en la camisa 32, y se mantiene así en un estado
de concentricidad con la camisa 32.
Una cavidad cilíndrica A está formada en el
tramo central del pistón 2a orientado hacia la base 1a del cilindro
1. Un taladro 2b conectado con la cavidad A está formado en el
vástago de pistón 2 en la dirección axial. La sonda detector 3 y la
camisa 32 atraviesan la cavidad A y se insertan en el taladro 2b.
Una guía de centrado 34 está colocada en la circunferencia exterior
de un extremo de la camisa 32. La guía de centrado 34 está en
contacto con la circunferencia interior del taladro 2b de modo que
mantiene la camisa 32 en un estado de concentricidad con el taladro
2b.
Un cable magnetoestrictivo que se extiende en la
dirección axial está incluido en la sonda detector 3. Un cabezal de
la sonda 3A está colocado en la base de la sonda detector 3 de modo
que se expone al exterior del elemento tapa inferior 11. Un cable
3c está conectado al cable magnetoestrictivo vía el cabezal de la
sonda 3a de modo que suministra una corriente eléctrica pulsada al
cable magnetoestrictivo.
En referencia a la figura 2, el imán 4 está
ubicado en la cavidad A. El imán 4 tiene una forma cilíndrica que
se alarga en dirección longitudinal. También es posible construir el
imán 4 en forma de anillo o bien mediante la acumulación de
elementos de imán de forma anular en la dirección axial.
El imán 4 está incluido en un soporte 6 en forma
de tapa fijado en una base 2c de la cavidad A. El soporte 6 está
hecho de un material no magnético y está provisto de un orificio
pasante a través del cual pasa la camisa 32. El imán 4 está
dispuesto de cara a la circunferencia exterior de la camisa 32 en el
soporte 6.
Una ranura anular está formada en la base 62b
del soporte 6, y un elemento amortiguador de golpes 7 está colocado
en su interior.
Un elemento asiento 5 hecho de un material no
magnético y que tiene el mismo diámetro que el de la cavidad A está
colocado en la cavidad A de manera que esté en contacto con la base
2c de la cavidad A. Un resalte 62a está formado en una abertura del
soporte 6. El diámetro del resalte 62a se ajusta previamente tal que
la circunferencia exterior del resalte 62a contacta con la
circunferencia interior 2d de la cavidad A. En la cavidad A, el
soporte 6 con el imán 4 incluido en su interior está fijado al
pistón 2a por tornillos de montaje 61 que penetran agujeros
roscados 5a formados en el resalte 62a y el elemento asiento 5 y se
atornillan al pistón 2a.
En este estado fijado, el imán 4 está agarrado
entre el elemento amortiguador de golpes 7 y el elemento asiento 5.
El elemento amortiguador de golpes 7 está constituido por una junta
tórica hecha de caucho o resina sintética. La dimensión del
elemento amortiguador de golpes 7 es tal que el elemento
amortiguador de golpes 7 sobresale de la ranura anular en la base
62b del soporte 6 hacia el elemento asiento 5. Al apretar los
tornillos de montaje 61 sobre el pistón 2a, se aprieta el imán 4
contra el elemento amortiguador de golpes 7 y deforma el elemento
amortiguador de golpes 7. El imán 4 se apoya al final por la base
62b vía el elemento amortiguador de golpes 7.
Si el soporte 6 está temporalmente fijado en el
elemento asiento 5, por ejemplo, previamente con un adhesivo, puede
realizarse fácilmente el ajuste del imán 4 y el soporte 6 en la
cavidad A.
El principio de funcionamiento del detector de
carrera 100 es idéntico al de la técnica anterior.
Según la invención, el imán 4 está agarrado
entre el elemento asiento 5 y el elemento amortiguador de golpes 7
soportado por la base 62b del soporte 6. La deformación del elemento
amortiguador de golpes 7 evita la fuerza de compresión excesiva de
actuar en el imán incluso cuando la fuerza de apriete de los
tornillos de montaje es excesiva, por lo que protege al imán 4 de
daños debidos a un exceso en la fuerza de apriete. Por otro lado,
el elemento amortiguador de golpes 7 ejerce una fuerza elástica
sobre el imán 4 de modo que mantiene el imán 4 en contacto con el
elemento asiento 5 incluso cuando la fuerza de apriete de los
tornillos de montaje 61 es insuficiente. De acuerdo con esta
invención, de este modo, el imán 4 se mantiene en la posición
predeterminada con alta precisión con independencia de la fuerza de
apriete de los tornillos de montaje 61.
A continuación, en referencia a la figura 3, se
describirá otra realización de esta invención.
En esta realización, todo el soporte 6 tiene una
forma cilíndrica. Un tornillo macho 62c está formado en la
circunferencia exterior del soporte 6 y un tornillo hembra está
formado en la circunferencia interior 2d de la cavidad A. Al
atornillar el tornillo macho 62c en el tornillo hembra en la
circunferencia interior 2d de la cavidad A, o en otras palabras, al
atornillar el soporte 6 directamente sobre la cavidad A, el soporte
6 se fija al pistón 2a. El imán 4 está agarrado entre el elemento
asiento 5 y la base 62b vía el elemento amortiguador de golpes 7
como en el caso de la primera realización bajo la fuerza de apriete
del soporte 6 atornillado en la cavidad A.
Según esta realización, la deformación también
del elemento amortiguador de golpes 7 protege el imán de dañarse
debido a un exceso en la fuerza de apriete a la vez que asegura un
posicionamiento preciso del imán 4. Además, en esta realización se
omiten los tornillos de montaje 61 y, por lo tanto, puede reducirse
el número de componentes necesarios para instalar el detector de
carrera 100.
Aunque la invención se ha descrito anteriormente
con referencia a determinadas realizaciones de la invención, la
invención no está limitada a las realizaciones anteriormente
descritas. Modificaciones y variaciones de las realizaciones
anteriormente descritas se producirán por aquellos expertos en la
materia dentro del ámbito de las reivindicaciones.
En las realizaciones anteriormente descritas, el
cilindro de presión hidráulica es un tipo de vástago individual,
aunque esta invención puede aplicarse a un cilindro de presión
hidráulico del tipo de doble vástago. Esta invención puede
aplicarse a cualquier tipo de cilindro de presión hidráulico que
incluye cilindros para el aislamiento sísmico en estructuras
arquitectónicas o civiles. Además, el cilindro de presión por fluido
aplicado en esta invención no se limitará a un cilindro de presión
hidráulico. Esta invención puede aplicarse también, por ejemplo, a
un cilindro de presión por aire.
Las realizaciones de esta invención donde se
reivindica una propiedad exclusiva se definen tal como sigue.
Claims (5)
1. Unidad de cilindro de presión por fluido que
comprende:
un cilindro (1);
un pistón (2a) alojado en el cilindro (1) de
modo que se desliza libremente en una dirección axial;
un soporte (6) con forma de tapa que presenta
una base (62b), estando el soporte (6) dispuesto en una cavidad (A)
y fijado al pistón (2a);
un detector de carrera (100) para detectar una
posición relativa del pistón (2a) con respecto al cilindro (1),
comprendiendo el detector de carrera (100) un imán (4) y un sonda
detector (3) que genera una señal en respuesta a una posición
relativa en la dirección axial con respecto al imán (4), en el que
el imán (4) tiene una forma cilíndrica y se acomoda en el soporte
(6) de manera que está orientado a una circunferencia exterior de
la sonda detector (3) en un estado de agarre entre el pistón (2a) y
la base (62b) del soporte (6), caracterizada por el hecho de
que;
el soporte (6) comprende una ranura anular
formada en la base (62b) y el cilindro de presión por fluido
comprende además un elemento amortiguador de golpes (7) que se
asienta en la ranura anular, siendo una medida del elemento
amortiguador de golpes (7) tal que el elemento amortiguador de
golpes (7) sobresale de la ranura anular en la dirección axial y se
deforma elásticamente en la dirección axial dependiendo de una
fuerza de apriete que actúa entre el imán (4) y el pistón (2a), de
modo que el imán (4) se soporta al final por la base (62b) vía el
elemento amortiguador de golpes (7).
2. Unidad de cilindro de presión por fluido como
se define en la reivindicación 1, caracterizada por el hecho
de que el elemento amortiguador de golpes (7) está formado por un
elemento anular hecho de un caucho o resina sintética.
3. Unidad de cilindro de presión por fluido como
se define en la reivindicación 1 o 2, caracterizada por el
hecho de que el soporte (6) comprende un resalte (62a) que entra en
contacto con una circunferencia interior (2d) de la cavidad (A), y
está fijado al pistón (2a) por un tornillo de montaje (61) que
penetra el resalte (62a).
4. Unidad de cilindro de presión por fluido como
se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizada por el hecho de que el soporte (6) está
atornillado directamente en una circunferencia interior (2d) de la
cavidad (A).
5. Unidad de cilindro de presión por fluido como
se define en la reivindicación 4 o 5, caracterizada por el
hecho de que un elemento asiento (5) agarrado entre el soporte (6) y
el pistón (2a), en el que el elemento asiento (5) tiene una
circunferencia exterior que entra en contacto con la circunferencia
interior (2d) de la cavidad (A), y un extremo axial del imán (4)
está soportado por el pistón (2a) vía el elemento asiento (5) y
otro extremo axial del imán (4) está soportado por la base (62b) del
soporte (6) vía el elemento amortiguador de golpes (7).
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