ES2351837B1 - Resorte de gas con tapa basculante. - Google Patents

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Abstract

Resorte de gas con tapa basculante.El objeto de la presente invención es un resorte (1) de gas dotado de una tapa basculante (4) diseñada para absorber cargas no axiales, evitando así que los esfuerzos provocados por dichas cargas provoquen averías y disminuyan la vida útil del resorte (1). La tapa (4) está dividida en una porción exterior fija (4a) solidaria al cuerpo (2) y una porción interior basculante (4b) dotada de un orificio sobre el que desliza el vástago (3), estando ambas porciones (4a, 4b) unidas mediante una superficie de contacto al menos parcialmente esférica, de modo que la porción interior basculante (4b) es orientable. Además, el resorte (1) comprende una junta tórica (5) adicional dispuesta entre la porción exterior fija (4a) y la porción interior basculante (4b) de la tapa (4) para evitar fugas de gas.

Description

Resorte de gas con tapa basculante.
Objetivo de la invención
El objeto de la presente invención es un resorte de gas dotado de una tapa basculante diseñada para absorber cargas no axiales, evitando así que los esfuerzos provocados por dichas cargas provoquen averías y disminuyan la vida útil del resorte de gas. Antecedentes de la invención
Un resorte de gas está formado fundamentalmente por un vástago desplazable a lo largo de la cámara interior de un cuerpo cilíndrico hueco, estando dotado además de una tapa para evitar la salida del gas en el extremo por el que se introduce el vástago. Gracias a la presencia de un gas confinado en el interior de dicha cámara, el vástago actúa como un resorte o muelle: cuando, partiendo de una posición de reposo determinada, una fuerza empuja el vástago hacia el interior de la cámara, el gas se comprime y opone una fuerza creciente con el desplazamiento; cuando cesa la fuerza sobre el vástago, la presión del gas devuelve el vástago a su posición de reposo. Los resortes de gas actuales normalmente están preparados para trabajar en dirección axial, es decir, en la dirección del eje del vástago y la cámara cilíndrica. Para ello, están dotados de una superficie plana en el extremo del vástago sobre la que se apoya la superficie de empuje. Si esta superficie de empuje no es perfectamente perpendicular al eje del resorte, el contacto entre ambas superficies se efectúa sobre una arista del vástago, produciéndose un par de giro perjudicial para el correcto funcionamiento del resorte. Los resortes de gas se vienen utilizando desde hace algún tiempo en diferentes industrias como elementos elásticos de limitación de fuerza, por ejemplo en prensas en procesos de estampación de chapa.
Un inconveniente de los resortes de gas actuales es que, como consecuencia de las características concretas de configuración y funcionamiento de una determinada instalación, o bien de las condiciones de montaje del propio resorte, a veces se producen vibraciones o esfuerzos laterales en puntos concretos de la carrera del vástago, provocando que el resorte de gas no trabaje exactamente alineado en la dirección de su eje. Cualquier componente de esfuerzo fuera del eje, a su vez, ocasiona rozamiento, generación de calor e incluso desgaste de la zona presionada.
Los resortes de gas se construyen mediante el ensamblaje de piezas mecanizadas en tornos, lo que asegura en gran medida que su configuración es concéntrica y que las superficies de apoyo son perpendiculares al eje de la pieza. En general, los resortes de gas no plantean problemas de desalineación respecto de su eje de trabajo y el valor de la desalineación en estático no supera la décima de grado. En dinámico, el error es aún menor porque el eje en su movimiento hace que tanto el eje como la tapa superior se dispongan en la dirección del movimiento.
Por otro lado, un resorte de gas instalado se apoya sobre dos superficies que teóricamente son paralelas pero que pueden tener pequeñas desviaciones. Por ejemplo, en el caso de resortes de gas instalados en una prensa, en general se puede aceptar que las superficies de la prensa están suficientemente paralelas, pero es un factor más a tener en cuenta en la composición total. Adicionalmente, un acabado basto puede también influir en la calidad del asiento del resorte
de gas sobre dichas superficies. Nótese además que el resorte de gas es un elemento muy alargado con relación a su base, y por lo tanto una pequeña desviación en su asiento puede hacer que en su extremo superior la oscilación sea de algunos milímetros.
Como consecuencia de la combinación de todos estos elementos, en ocasiones se producen desalineaciones que pueden provocar los siguientes efectos:
-
Mayor apoyo del vástago sobre los elementos de guiado.
-
Distinta distribución de esfuerzo sobre la junta de estanqueidad.
-
Se fuerza a la tapa superior a orientarse según la dirección de trabajo del vástago.
-
Contacto metal-metal entre tapa y vástago.
Como consecuencia, se genera más calor, lo cual a su vez provoca que las juntas de estanqueidad trabajen más cerca de su límite térmico o incluso que lo superen, y que los elementos de guiado se desgasten por la zona de presión y se lleguen a producir contactos de metal contra metal, que pueden despedir pequeñas partículas de acero o virutas que rayan las juntas, produciéndose fugas de gas. La consecuencia última es la aparición de averías y la disminución de la vida útil de los resortes de gas.
Para solucionar estos problemas, una solución propuesta ha sido dotar al extremo superior del vástago de forma esférica con el objeto de minimizar el efecto del par de giro sobre el vástago. Sin embargo, esta opción provoca la aparición en la generatriz opuesta al punto de contacto de una carga superior que en el resto de la superficie del vástago, por lo que tampoco se resuelve completamente el problema. Descripción de la invención
La solución propuesta consiste en hacer que el conjunto de tapa superior y vástago se orienten en todo momento perpendicularmente a la superficie de empuje para que no se produzcan sobreesfuerzos. Para ello, fundamentalmente la tapa se divide en dos porciones, una poción exterior fijada al cuerpo cilíndrico y una porción interior dotada del orificio dentro del cual desliza el vástago, estando la porción interior configurada para permitir movimientos de giro o basculación con relación al cuerpo cilíndrico. Así, cuando la superficie sobre la que se apoya el vástago no es perfectamente perpendicular al eje del resorte, la porción interior basculante gira o bascula para alinearse con dicha superficie.
Por lo tanto, el resorte de gas con tapa basculante de la invención comprende un cuerpo cilíndrico hueco que está cerrado por un extremoyalolargo de cuya cámara interior desliza un vástago. El extremo abierto de dicho cuerpo cilíndrico está cerrado por el vástago y por una tapa de forma aproximadamente cilíndrica. La particularidad de la tapa de la invención es que está dividida en una porción exterior fija solidaria al cuerpo cilíndrico y una porción interior basculante dotada de un orificio por el que desliza el vástago, estando ambas porciones unidas por medio de una superficie de contacto al menos parcialmente esférica que permite que la porción basculante interior sea orientable. Así, cuando la superficie sobre la que se apoya el extremo del vástago no es completamente perpendicular al eje del resorte, la porción interior basculante gira con relación a la porción exterior fija hasta que el
vástago queda perfectamente alineado con dicha superficie, evitándose rozamientos indeseados con los elementos de guía del resorte. El resorte comprende además una junta tórica adicional dispuesta entre la porción fija y la porción basculante de la tapa, que impide que el gas escape de la cámara durante las oscilaciones de la porción interior basculante de la tapa.
Según una realización preferente de la invención, el resorte comprende también un anillo elástico situado en la zona inferior de la tapa para sujetar la porción interior basculante, evitando así que pueda caerse al interior del resorte de gas cuando se evacua el gas de la cámara. Breve descripción de las figuras
La Fig. 1 muestra un resorte de gas según la técnica anterior donde se muestran los efectos de cargas no lineales con el eje.
La Fig. 2 muestra una solución conocida al problema de las cargas no colineales con el eje.
La Fig. 3 muestra una realización preferente del resorte de gas de la presente invención. Realización preferida de la invención
En primer lugar, se describe un resorte (100) de gas convencional representado en la Fig. 1. Se aprecia que está formado por un cuerpo (102) de forma cilíndrica dentro del cual desliza un vástago (103), estando la cámara interior del cuerpo (102) cilíndrico llena con un gas. Al estar el gas confinado en el interior de la cámara, la compresión y expansión del gas cuando el vástago (103) desciende o asciende provocan que el resorte (100) se comporte como un muelle
o amortiguador. La Fig. 1 muestra además los diferentes elementos dispuestos entre el cuerpo (102) y el vástago (103) para conseguir una adecuada estanqueidad del conjunto, así como un guiado adecuado del vástago (103). En particular, se ha representado la tapa (104), dotada de una ranura que aloja una junta tórica (105) exterior para evitar pérdidas de gas y de otro alojamiento interior en el que se dispone un casquillo (106) interior. También se observa un rascador (107), un protector (108), un aro (109) y la empaquetadura (110). Todos estos elementos y sus funciones son conocidos en la técnica anterior.
Así pues, si el resorte (100) de gas de la Fig. 1 se apoya sobre una superficie de empuje que no es perpendicular a su eje, como se ha representado en la zona superior de la figura, se produce un par de giro que provoca fricciones cerca de la generatriz del vástago opuesta al punto de contacto con dicha superficie de empuje.
La Fig. 2 muestra otro ejemplo de resorte (200) según la técnica anterior donde se han empleado números de referencia similares para hacer referencia a partes equivalentes a las de la Fig. 1. Este resorte (200) presente una superficie del extremo superior del vástago (203) redondeada para acomodarse mejor a superficies de empuje que no son perfectamente perpendiculares al eje del resorte (200). Esta solución, sin embargo, no evita la aparición de cargas excesivas sobre la generatriz del vástago (203) opuesta al punto de empuje, como se representa por medio de una flecha.
La Fig. 3 muestra un resorte (1) según la invención donde se aprecia el cuerpo (2) cilíndrico hueco, el vástago (3) y la tapa (4). Según se ha mencionado anteriormente en el presente documento, en este ejemplo la tapa (4) está formada por dos porciones diferenciadas: una porción fija (4a) y una porción basculante (4b). Se aprecia en la Fig. 3 cómo la porción fija (4a) tiene una forma aproximadamente cilíndrica en su parte inferior, mientra que por la superior tiene una forma esférica cóncava que se complementa con la forma esférica convexa de la parte superior de la porción basculante (4b). Esta configuración permite que la porción basculante (4b) gire o bascule con relación a la porción fija (4a), la cual está, a su vez, fijada al cuerpo (2) cilíndrico exterior. De ese modo, cuando una superficie de empuje no completamente perpendicular al vástago (3) ejerce una carga sobre el resorte (1), el cuerpo basculante (4b) gira, deslizando sobre el cuerpo fijo (4a), hasta llegar a una posición donde dicha superficie de empuje queda perfectamente asentada sobre la superficie del extremo superior del vástago (3).
Para evitar que se produzcan pérdidas de gas durante los movimientos de basculación, el resorte (1) comprende una junta tórica (5) adicional entre la porción fija (4a) y la porción móvil (4b). Además, el resorte (1) de este ejemplo incorpora un anillo elástico para evitar que la porción basculante (4b) de la tapa
(4) caiga hacia el interior de la cámara en caso de que se evacue el gas.

Claims (3)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Resorte (1) de gas con tapa basculante, que comprende un cuerpo (2) cilíndrico hueco cerrado por un extremo a lo largo de cuya cámara interior desliza un vástago (3), y estando cerrado el extremo abierto de dicho cuerpo (2) por el vástago (3) y por una tapa
    (4) aproximadamente cilíndrica, caracterizado porque la tapa (4) está dividida en una porción exterior fija (4a) solidaria al cuerpo (2) y una porción interior basculante (4b) dotada de un orificio sobre el que desliza el vástago (3), estando ambas porciones (4a, 4b) unidas mediante una superficie de contacto al menos parcialmente esférica, de modo que la porción interior basculante (4b) es orientable, y que además comprende una junta tórica (5) adicional dispuesta entre la porción exterior fija (4a) y la porción interior basculante (4b) de la tapa (4) para evitar fugas de gas.
  2. 2. Resorte (1) de gas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además comprende un anillo elástico (6) situado en la zona inferior de la tapa (4).
    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
    N.º solicitud: 201031155
    ESPAÑA
    Fecha de presentación de la solicitud: 26.07.2010
    Fecha de prioridad:
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
    51 Int. Cl. : F16F9/36 (01.01.2006) F16F9/02 (01.01.2006)
    DOCUMENTOS RELEVANTES
    Categoría
    Documentos citados Reivindicaciones afectadas
    Y Y A A
    WO 2008078444 A1 (PASCAL ENG CORP et al.) 03.07.2008, figuras 8-9. FR 1367757 A (ROBERT BOSCH GMBH) 24.07.1964, figura 2. US 5098071 A (NHK SPRINGS CO) 24.03.1992, resumen. WO 2004081377 A2 (ACTUANT CORP et al.) 24.09.2004, resumen. 1-2 1-2 1 1
    Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
    El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
    Fecha de realización del informe 27.01.2011
    Examinador S. Gómez Fernández Página 1/4
    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
    Nº de solicitud: 201031155
    Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) F16F Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de
    búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC
    Informe del Estado de la Técnica Página 2/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201031155
    Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 27.01.2011
    Declaración
    Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-2 SI NO
    Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-2 SI NO
    Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).
    Base de la Opinión.-
    La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.
    Informe del Estado de la Técnica Página 3/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201031155
    1. Documentos considerados.-
    A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.
    Documento
    Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
    D01
    WO 2008078444 A1 (PASCAL ENG CORP et al.) 03.07.2008
    D02
    FR 1367757 A (ROBERT BOSCH GMBH) 24.07.1964
  3. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración
    * Reivindicación 1, independiente.
    Aparentemente carece de actividad inventiva en el sentido del Art 8 LP por estar esencialmente anticipada por D01 y no diferir más que en detalles alternativos de diseño ya conocidos como tales por D02 en una realización similar. D01 divulga -véase figuras 8,9 - un resorte de gas (100) que comprende un cuerpo cilíndrico (14), una tapa (12) y un vástago (11) que la atraviesa. Dicha tapa (12) queda alojada en el extremo del cuerpo (14) con tres grados de libertad angular gracias a superficies complementarias de apoyo mutuo parcialmente esféricas (12a, 40). Adicionalmente, para evitar fugas dispone de una junta tórica (17) entre ellas. Esta disposición permite la inclinación del vástago ante fuerzas laterales, descargando las juntas de estanqueidad y aumentando su vida útil véase párrafo 0011 -.
    La invención reivindicada se diferencia de D01 por interponer una pieza entre el cuerpo y la tapa, fijada al cuerpo
    y con respecto a la cual puede bascular dicha tapa-vástago. Esta característica diferencial ya era conocida como tal en el estado de la técnica por D02 (véase figura 2; referencias 2, 5, 20), sin que se aprecie ningún efecto técnico, en combinación con el resto de características técnicas reivindicadas, distinto del ya conocido por D02. En estas condiciones, no se aprecia actividad inventiva en esta reivindicación.
    * Reivindicación dependiente 2ª
    Tampoco se aprecia actividad inventiva en esta reivindicación en el sentido del Art 8 LP, ya que sus características técnicas adicionales ya eran conocidas también por D02 (véase figura 1, referencias 34, 36, 37)
    Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
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