ES2824735T3 - Unidad de alivio de sobredesplazamiento para un resorte de gas - Google Patents

Abstract

Un resorte (1) de gas para equipamiento de conformado, que comprende: una cubierta (12) con una pared (20) que se extiende axialmente, un extremo (24) abierto, una pared (22) de extremo cerrado que se extiende transversalmente separada axialmente del extremo (24) abierto, y una cámara (17) de presión definida en parte por las paredes lateral (20) y de extremo (22) para recibir un gas a presión; una unidad (14) de rodamiento recibida en la cubierta (12); una varilla (16) de pistón recibida de manera deslizante en la unidad (14) de rodamiento para un movimiento alternativo entre posiciones extendida y retraída; un sello (48) de varilla de pistón recibido en la cubierta (12) generalmente axialmente entre la unidad (14) de rodamiento y el extremo (24) abierto de la cubierta (12); un elemento de retención (56) de pistón recibido en la cubierta (12) y separado de, y normalmente portado por, la varilla (16) de pistón adyacente a un extremo de la varilla (16) de pistón recibida en la cubierta (12) y que normalmente tiene al menos una porción del mismo que se extiende circunferencialmente de manera continua alrededor de la varilla (16) de pistón, y caracterizado por un miembro (60) de deformación en la cubierta (12) adyacente a la pared (22) de extremo cerrada de la cubierta (12), y que tiene al menos dos patas (68) circunferencialmente separadas entre sí que sobresalen generalmente axialmente en dirección al elemento de retención (56) y que están debajo y al menos ligeramente separadas del elemento de retención (56) cuando la varilla (16) de pistón se fuerza a entrar en la cámara (17) de presión hasta la máxima extensión de su posición retraída de operación normal de diseño de la varilla (16) de pistón; y donde el elemento de retención (56) está configurado para acoplarse a las patas (68) para deformarse plásticamente cuando la varilla (16) de pistón se fuerza hacia el interior de la cubierta (12) hasta una posición de sobredesplazamiento más allá de su posición retraída máxima de diseño normal; y el elemento de retención (56) deformado está configurado para acoplarse a la unidad (14) de rodamiento y para fracturarse y separarse de la varilla (16) de pistón después de dicho sobredesplazamiento y cuando la varilla (16) de pistón vuelve a su posición extendida.

Description

DESCRIPCIÓN

Unidad de alivio de sobredesplazamiento para un resorte de gas

Campo técnico

Esta invención se refiere generalmente a resortes de gas y, más particularmente, a elementos de alivio de sobredesplazamiento para resortes de gas.

Antecedentes

Los resortes de gas son bien conocidos y se han utilizados en troqueles de prensas para operaciones de estampado de láminas metálicas. Por ejemplo, los resortes de gas se pueden usar como amortiguadores de prensado, entre muchos otros tipos de aplicaciones. Un resorte de gas convencional puede incluir una cubierta, una varilla de pistón portada por la cubierta, un rodamiento y una carcasa de sellado fijada en la cubierta por medio de un elemento de retención para guiar y retener la varilla de pistón dentro de la cubierta, y una cámara de presión para mantener gas a presión, típicamente nitrógeno, a una presión de operación de, por ejemplo, 10,342 a 20,684 kPa (1500 a 3000 psi) en algunas aplicaciones. La carcasa incluye uno o más rodamientos para guiar el movimiento de la varilla de pistón dentro de la cubierta, y uno o más sellos para evitar pérdidas de la cámara de presión. El gas a presión impulsa la varilla de pistón hacia una posición extendida, y resiste de manera flexible el movimiento de la varilla de pistón desde la posición extendida hacia una posición retraída. Pero durante el uso, la varilla de pistón puede desplazarse excesivamente más allá de una posición retraída determinada por diseño, y dicho sobredesplazamiento puede dar como resultado una sobrepresión indeseable, daños en el resorte de gas y/o otras condiciones adversas. El rápido retorno desde una posición de sobredesplazamiento de una varilla de pistón también puede dañar el equipamiento de conformado y/o la pieza de trabajo con las que se usa el resorte de gas. En una posición de sobredesplazamiento de la varilla de pistón, la presión del gas en la cámara puede ser de entre el 50% al 75% más alta que su presión en la posición normal completamente extendida de la varilla de pistón.

El documento US 6,086,059 A describe un dispositivo de resorte de gas que está dotado de un modo seguro y efectivo de reducir a cero la velocidad de una varilla de pistón que se desplaza a gran velocidad en el dispositivo de resorte de gas durante un fallo del dispositivo de resorte de gas. Esto se consigue deteniendo la varilla de pistón de una manera controlada a través de una reducción paso a paso de su energía y velocidad para mantener la fuerza sobre el pistón en un mínimo en todo momento durante el fallo. La reducción de energía está provocada por una pluralidad de componentes frágiles asociados al dispositivo de resorte de gas que están diseñados para romperse durante un fallo, disipando así la energía cinética de la varilla de pistón.

En el documento US 5,303,906 A se describe otro resorte de gas. El resorte de gas comprende un pistón de movimiento alternativo en una cámara de una cubierta, una unidad de sellado en el extremo posterior de la cubierta a través de la cual se extiende el pistón, y un tapón de extremo que cierra el extremo posterior de la cubierta. La unidad de sellado tiene un anillo de refuerzo que tiene un anillo de sellado en un lado y un limpiador en el otro lado. El anillo de sellado y el limpiador son porciones de un cuerpo único de material elastomérico moldeado según el anillo de refuerzo e integralmente conectado a través de una o más aberturas en el anillo de refuerzo. La pared de cubierta rueda radialmente hacia dentro de modo que la unidad de sellado se convierte en efecto en un tapón de extremo para el extremo frontal de la cubierta. El extremo posterior de la cubierta rueda sobre el tapón de extremo posterior haciendo contacto a presión con el tapón de extremo. Se dispone una válvula de relleno en el tapón de extremo. Durante el uso, el pistón normalmente es retenido en la varilla por medio de un ensanchamiento que tiene un diámetro mayor que el orificio del rodamiento de varilla de modo que en caso de que el pisón se separe de la varilla el ensanchamiento quedará embebido en el rodamiento para retener la varilla en la cubierta. Si el pistón se separa de la varilla un puerto en la varilla ventea a la atmósfera el gas comprimido en la cámara.

Compendio

La presente invención proporciona un resorte de gas para formar equipamiento de acuerdo con la reivindicación independiente 1.

En al menos algunas implementaciones, un resorte de gas para formar equipamiento puede tener una cubierta con una pared lateral que se extiende axialmente, un extremo abierto, una pared de extremo cerrado y las paredes que definen en parte una cámara de presión para recibir un gas a presión, una unidad de rodamiento recibida en la cubierta, una varilla de pistón que se recibe de manera deslizante en la unidad de rodamiento para un movimiento alternativo entre posiciones extendida y retraída, un elemento de retención de pistón recibido en la cubierta, separado de, y normalmente portado por, la varilla de pisón, y un miembro de deformación en una cubierta adyacente a la pared de extremo cerrado y construido y dispuesto para deformar plásticamente el elemento de retención cuando la varilla de pistón es forzada a entrar en la cubierta hasta una posición de sobredesplazamiento más allá de su posición retraída máxima de diseño y después de dicho sobredesplazamiento y cuando la varilla de pisón vuelve al menos a su posición extendida, el elemento de retención deformado se acopla a la unidad de rodamiento y se rompe y separa de la varilla de pistón. En al menos algunas implementaciones, el miembro de deformación puede tener dos patas separadas circurferencialmente que sobresalen en general axialmente hacia el elemento de retención y subyacentes y al menos ligeramente separadas del elemento de retención cuando la varilla de pisón se fuerza hacia la cámara de presión hasta la máxima magnitud de su posición retraída de operación normal de diseño.

En algunas implementaciones, el elemento de retención puede ser un anillo circunferencialmente continuo conectado normalmente a la varilla de pistón por medio de una porción acampanada de la varilla de pistón subyacente a una porción adyacente del elemento de retención. En algunas implementaciones, las patas del miembro de deformación pueden tener extremos relativamente afilados configurados para formar un par de indentaciones generalmente diametralmente opuestas en el elemento de retención cuando se deforma al ser forzado hacia los extremos afilados por el sobredesplazamiento de la varilla de pistón más allá de su posición retraída máxima de diseño. En algunas implementaciones, el miembro de deformación puede ser un collar con una porción de base anular portada por la pared de extremo cerrada de la cubierta y con al menos dos patas separadas circunferencialmente y portadas en la base anular adyacente a su periferia exterior.

En al menos algunas implementaciones, el resorte de gas para formar equipamiento puede incluir un sello de varilla de pistón recibido en la cubierta generalmente axialmente entre su extremo abierto y la unidad de rodamiento y al menos un conducto en la varilla de pistón que se comunica con la cámara de pistón y una abertura en una superficie generalmente cilíndrica de la varilla de pistón en una posición que está tanto generalmente axialmente interior del acoplamiento del sello con la varilla de pistón cuando está en su posición normalmente extendida como generalmente exterior de un acoplamiento de sellado de rotura o bypass del sello con la varilla de pistón después de que el sobredesplazamiento de la varilla de pistón haya separado el elemento de retención del mismo y lo haya movido a otra posición extendida con relación a la posición extendida máxima normal de diseño para proporcionar un camino para el gas comprimido en la cámara de presión para pasar a través del conducto y hacia el exterior del extremo abierto de la cubierta.

Breve descripción de los dibujos

La siguiente descripción detallada de realizaciones preferidas y el mejor modo se describirán con relación a los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 es una vista de sección de una forma actualmente preferida de un resorte de gas con una varilla de pistón en una posición extendida y que tiene una unidad de alivio de sobredesplazamiento.

La Figura 2 es una vista en sección tomada en la línea F-F del resorte de gas de la Figura 1 que además ilustra la unidad de alivio.

La Figura 3 es una vista ilustrada de un componente de deformación de elemento de retención del resorte de gas.

La Figura 4 es una vista en sección del resorte de gas de la Figura 1 que ilustra el pistón en una posición de sobredesplazamiento y la deformación del elemento de retención de la varilla de pistón por el acoplamiento de sobredesplazamiento con el componente de deformación.

La Figura 5 es una vista en sección tomada en una línea D-D de la Figura 4 y que además ilustra el sobredesplazamiento de la varilla de pistón que deforma el elemento de retención de pistón.

La Figura 6 es una vista ilustrada del elemento de retención deformado desde un lado del mismo.

La Figura 7 es una vista ilustrada del elemento de retención deformado desde el otro lado del mismo.

La Figura 8 es una vista en sección del resorte de gas de la Figura 1 que ilustra una posición extendida de retorno de la varilla de pistón y la separación del elemento de retención después del sobredesplazamiento de la varilla de pistón que deforma el elemento de retención.

La Figura 9 es una vista en sección en la línea G-G de la Figura 8 que ilustra la fractura del elemento de retención de la varilla de pistón después del sobredesplazamiento y retorno de la varilla de pistón.

La Figura 10 es una vista en sección tomada en la línea E-E de la Figura 8 y que ilustra la relación de un conducto de flujo de gas con relación a un sello de la varilla de pistón del resorte de gas después del sobredesplazamiento de la varilla de pistón y su retorno a una posición más extendida.

La Figura 11 es una vista en sección fragmentaria ampliada de la porción H indicada mediante un círculo en la Figura 10 que ilustra un camino de alivio de presión de gas de sobredesplazamiento hacia el exterior del resorte de gas.

La Figura 12 es una vista ilustrada de un componente de deformación modificado.

La Figura 13 es una vista ilustrada de otro componente de deformación modificado.

La Figura 14 es una vista ilustrada de otro componente de deformación modificado como una parte integral de una pared de extremo del resorte de gas.

Descripción detallada de realizaciones preferidas

Haciendo referencia con mayor detalle a los dibujos, la Figura 1 ilustra un resorte 10 de gas que puede usarse en equipamiento de conformado, por ejemplo, troqueles de estampado de placas metálicas y prensas metálicas (no mostradas). En general, el resorte 10 de gas puede incluir una cubierta 12, una unidad 14 de guía y sellado portada por la cubierta 12, una varilla 16 de pistón portada por la cubierta 12 y que se extiende a través de la unidad 14 de guía y sellado, y una cámara 17 de presión. Durante el uso, un extremo axial de la varilla 16 de pistón puede ser acoplable a o mediante un miembro de troquel u otra porción de una prensa o pieza de equipamiento de conformado (no mostrada).

Por ejemplo, puede utilizarse uno o más de los resortes 10 de gas en varias implementaciones de equipamiento de usuario para proporcionar un componente móvil para el soporte de una prensa de conformado o pieza de trabajo con una fuerza de deformación o fuerza de retorno. Por ejemplo, en una implementación de anillo de unión, el resorte 10 de gas puede proporcionar una fuerza de deformación contra un anillo de unión de una prensa de conformado para sujetar una pieza de trabajo metálica mientras que otra parte de la prensa de conformado conforma, corta, alarga, estampa, perfora, o pliega la pieza de trabajo o se retira de la pieza de trabajo. En una implementación de elevador, el resorte 10 de gas puede proporcionar una fuerza de deformación y devolver fuerza para elevar una pieza de trabajo de una superficie de la prensa de conformado o de otro modo mantener control sobre la pieza de trabajo. En una implementación de herramienta de leva, el resorte 10 de gas puede aplicar una fuerza de deformación para devolver una herramienta activada por leva a su posición inicial. Por supuesto, el resorte 10 de gas puede utilizarse en un amplio rango de otras implementaciones.

De acuerdo con la presente descripción, el resorte 10 de gas incluye una unidad 18 de alivio de sobredesplazamiento o sobrerrecorrido en caso de un estado de sobredesplazamiento de la varilla 16 de pistón del resorte 10 de gas. Como se describirá con mayor detalle más adelante, la unidad 18 de alivio de sobredesplazamiento puede funcionar para permitir que el gas a presión salga fuera de la cámara 17 de presión para proporcionar protección debido a un estado de sobredesplazamiento, incluyendo una posible sobrepresión de gas en la cámara 17 de presión, y/o para deshabilitar el uso normal del resorte de gas. Según se emplea en este documento, el término “estado de sobredesplazamiento” incluye un estado en el que un miembro de prensa, u otro componente de la máquina con la que interactúa el resorte 10 de gas, provoca que la varilla de pistón se retraiga en la cubierta 12 más allá de una posición de diseño del resorte 10 de gas.

Haciendo referencia a la Figura 1, la cubierta 12 puede incluir una pared 20 lateral que puede terminar axialmente en un extremo 22 cerrado y en un extremo 24 abierto que puede recibir la unidad 14 de guía y sellado y la varilla 16 de pistón en el mismo. La cámara 17 de presión se establece al menos en parte mediante las paredes 20, 22 lateral y de extremo para recibir un gas a presión. En la realización ilustrada, el extremo 22 cerrado puede ser un componente separado sellado a la pared 20 lateral mediante un sello 23 y acoplado al mismo, por ejemplo, mediante crimpado, estampado u otro tipo de conformado. En otras realizaciones, el extremo 22 cerrado puede estar acoplado a la pared 20 lateral por medio de una junta soldada, o puede fabricarse de manera integral con la pared 20 lateral. La pared 20 lateral de la cubierta 12 tiene una superficie 26 interior que define al menos en parte la cámara 17 de presión, y una superficie 28 exterior. La cubierta 12 puede tener una forma generalmente cilíndrica, por ejemplo, donde al menos una de las superficies 26, 28 interior o exterior es cilíndrica. La pared 20 lateral puede tener un resalte 30 de elemento de retención que se extiende circunferencialmente para retener axialmente al menos una porción de la unidad 14 de guía y sellado para mantener el resorte 10 de gas en su estado ensamblado. Para facilitar el montaje y ubicación del resorte 10 de gas dentro de una prensa, pueden mecanizarse, estamparse, formarse, o de otro modo disponerse en la superficie 28 exterior de la cubierta 12 un par de ranuras 32, 34 circunferenciales longitudinalmente espaciadas. Para admitir el gas en el resorte 10 de gas, la cubierta 12 puede incluir un conducto o puerto 36 de llenado que puede disponerse a través del extremo 22 cerrado de la cubierta 12 de cualquier manera adecuada. La cubierta 12 puede tener una válvula 38 de llenado para permitir la presurización del resorte 10 de gas a través del puerto 36 de llenado y par a cerrar el puerto 36 de llenado cuando se presuriza el resorte 10 de gas. La válvula 38 de llenado puede ser una válvula de asiento, como se ilustra, aunque en lugar de ello puede ser una válvula de llenado Schrader, o cualquier otro tipo de válvula adecuada en cualquier posición en el extremo 22 cerrado de la cubierta 12.

La unidad 14 de guía y sellado puede disponerse en, o portarse cerca de, el extremo 24 abierto de la cubierta 12 y puede acoplarse de manera estanca a la cubierta 12. La unidad 14 puede incluir una carcasa 44 de varilla de pistón y un rodamiento 46 de guía portado por la carcasa 44. La unidad 14 también puede incluir un sello 48 de varilla de pistón que puede disponerse entre la carcasa 44 y el extremo 24 abierto, un anillo 47 de apoyo de sello que puede disponerse entre el sello 48 de varilla y el extremo 24 abierto, un limpiador 50 de varilla que puede ser portado entre el anillo 47 de apoyo de sellado y el extremo 24 abierto y que puede sobresalir hacia fuera del extremo 24 abierto, y un sello 51 de cubierta que puede incluir una junta tórica que puede portarse entre una porción del limpiador 50 y el extremo 24 abierto. El rodamiento 46 de guía puede incluir uno o más componentes y puede estar diseñado para acoplarse de manera deslizante a la varilla 16 de pistón para guiar la varilla 16 de pistón para un movimiento alternativo dentro de la cubierta 12. En la realización ilustrada, el rodamiento 46 de guía incluye un casquillo que puede estar formado de cualquier material adecuado de baja fricción. El sello 48 de varilla de pistón puede incluir un sello U-cup que tiene un labio 48a circunferencialmente continuo y radialmente exterior en contacto con la superficie 26 interior de la cubierta 12, un labio 48b circunferencialmente continuo y radialmente interior en contacto con una superficie exterior de la varilla 16 de pistón, y un labio 48c de soporte interior aguas abajo, circunferencialmente continuo y radialmente interior con un festón o área 48d de alivio poco profunda circunferencialmente continua entre los labios 48b y 48c.

La varilla 16 de pistón se dispone al menos en parte en la cubierta 12 y a través de la unidad 14 de guía y sellado para el movimiento alternativo a lo largo de un eje A entre posiciones extendida y retraída a lo largo de un ciclo del resorte 10 de gas que incluye una carrera de retracción y una carrera de extensión o retorno. La varilla 16 de pistón se acciona mediante gas a presión en la cámara 17 de presión para impulsar la varilla 16 de pistón hacia la posición extendida, alejándola de la posición retraída. La varilla 16 de pistón se extiende hacia el exterior de la cubierta 12 a través de la carcasa 14 de unidad de sellado, e incluye un extremo 52 axial exterior y un extremo 54 axial interior dispuesto en la cubierta 12 y que puede ampliarse radialmente. Por ejemplo, un elemento 56 de retención de pistón puede estar acoplado al extremo 54 axial interior, por ejemplo, a través de estampado de la varilla 16 de pistón al mismo. El elemento de retención puede tener un orificio 57 pasante central y puede acoplarse a un hombro 58 de la varilla 16 de pistón. El elemento 56 de retención puede ser acoplable a una porción de la carcasa 44 de varilla de pistón para retraer la varilla 16 de pistón en la cubierta 12. La varilla 16 de pistón se acopla de manera hermética al sello 48 de varilla y se acopla de manera deslizante al rodamiento 46 de la varilla de pistón para un movimiento relativo guiado entre las posiciones extendida y retraída.

La unidad 18 de alivio de sobredesplazamiento puede incluir un componente 60 de deformación que, como se muestra en las Figura 4 & 5, en un sobredesplazamiento de la varilla 16 de pistón puede acoplarse al elemento 56 de retención para deformar el elemento de retención de modo que, como se muestra en las Figura 8 & 10, cuando la varilla de pistón vuelve del estado de sobredesplazamiento, el elemento 56’ de retención deformado se separa de la varilla de pistón y los conductos en la varilla de pistón pueden permitir que el gas a presión de la cámara 17 escape hacia el exterior del resorte de gas. Como se muestra en las Figura 1-3, el componente 60 de deformación puede estar en la forma de un collar recibido en la cámara 17 de presión y puede ser portado por el extremo cerrado o tapón 22 de la cubierta. El collar 60 puede tener una base 62 circular generalmente plana con un orificio 64 central deseablemente coaxial que puede recibirse con un ajuste de interferencia en un manguito 66 anular del tapón 22 de extremo en el que se recibe la válvula 38 de relleno. El collar puede tener un par de patas 68 verticales que pueden extenderse generalmente axial y circunferencialmente desde la base, pueden ser generalmente diametralmente opuestas, y pueden tener bordes 70 o extremos libres que pueden ser acoplados por el elemento 56 de retención para deformarlos cuando la varilla 16 de pistón se sobredesplaza hacia el interior de la cubierta 12 de resorte de gas. Deseablemente, pero no necesariamente, el collar también puede tener un par de patas 72 diametralmente opuestas con extremos 74 relativamente afilados para formar indentaciones o muescas 75 en la cara 76 inferior del elemento de retención para facilitar aún más la fractura del mismo cuando la varilla de pistón vuelve a su posición extendida. Unas porciones 77 de refuerzo de pata pueden extenderse entre patas adyacentes.

Como se muestra en las Figura 4 & 5, el extremo inferior de la varilla de pistón puede tener un orificio 78 y un contraorificio 80, estando ambos comunicados de manera continua con la cámara 17 de presión y siendo deseablemente coaxiales con el eje de la varilla de pistón, y un conducto 83 de sangrado transversal que comunica el orificio 78 con la superficie exterior de la varilla 16 de pistón. Como será evidente mediante una comparación de las Figura 2 & 10, el conducto 82 de sangrado transversal está situado en la varilla de pistón de modo que, durante el uso del resorte de gas, si la varilla de pistón no se ha sobredesplazado este conducto 82 está axialmente debajo o interior con relación al labio 48b de sellado interior del sello 48 de varilla cuando la varilla de pistón está completamente extendida con el elemento 56 de retención apoyándose en el extremo 84 inferior de la carcasa 44 (Figura 2), y si la varilla de pistón se ha sobredesplazado y en su retorno está separada del elemento 56’ de retención la varilla de pistón se extiende aún más de modo que el conducto 82 puede disponerse generalmente axialmente exterior con relación al labio 48b de sellado interior (Figura 10 & 11) o de otro modo romper el sello 48 de modo que el gas a presión puede fluir hacia fuera del conducto 82 y entre el sello 48 y la varilla de pistón hacia el exterior de la cubierta 12, como se indica mediante la flecha 86 de la Figura 11.

Para su uso, la cámara 17 de presión del resorte de gas puede cargarse con un gas preferiblemente inerte tal como nitrógeno hasta una presión que típicamente puede estar en el rango de 10342-20684 kPa (1000-3000 psi) mediante cualquier dispositivo de presurización adecuado (no mostrado) que puede acoplarse al puerto 36 para abrir la válvula 38 para introducir gas a presión a través del puerto y la válvula hacia la cámara de presión. Una vez se ha alcanzado una presión deseada del gas en la cámara 17, el dispositivo de presurización puede retraerse para permitir que la válvula 38 se cierre y de ese modo selle el gas a presión dentro de la cámara 17 de presión.

Durante el uso del resorte de gas, un miembro de troquel o cualquier otro componente de equipo (no mostrado) puede desplazar la varilla 16 de pistón en una dirección axialmente hacia dentro hacia el interior de la cubierta 12 para comprimir el gas en la cámara 17 de presión siendo el desplazamiento máximo de diseño deseado de la varilla de pistón hacia el interior de la cubierta una distancia A (Figura 1) que deseablemente proporciona al menos un pequeño espacio o hueco entre las patas 68 del collar y la cara 88 inferior del anillo de retención. Sin embargo, como se muestra en las Figura 4 & 5, si la varilla de pistón se fuerza aún más hacia el interior de la cubierta en un estado de sobredesplazamiento, la cara 88 inferior del elemento de retención 56 se apoya en los extremos 70 de las patas 68 del collar 60 y el sobredesplazamiento de la varilla de pistón provoca que el elemento de retención se deforme plásticamente y puede adoptar la forma general mostrada en las Figura 6 & 7 en las que porciones 90 del elemento de retención 56’ deformado pueden curvarse o forzarse hacia arriba con relación a su cara 88 inferior generalmente plana, donde porciones del elemento de retención 56’ se deforman plásticamente y deseablemente se forman indentaciones 75 diametralmente opuestas en el elemento de retención a causa de las patas 72. Como se muestra en las Figura 8 & 10, cuando la varilla de pistón vuelve a una posición suficientemente extendida, las porciones 90 del elemento de retención 56’ deformado chocan contra la cara 78 inferior de la carcasa 44 con una fuerza suficiente como para provocar que el elemento de retención se fracture o rompa (deseablemente en las indentaciones 75) en dos o más piezas y se rompa o separe de la varilla de pistón que puede avanzar más allá de su posición normalmente extendida hasta que la porción 92 de extremo inferior acampanado de la varilla de pistón se acopla con un borde interior inferior del rodamiento 46 o carcasa del rodamiento (y por tanto la varilla de pistón está en una posición sobredesplazada). Como se muestra en las Figura 10 & 11 en esta posición sobreextendida de la varilla de pistón, el conducto 82 transversal está dispuesta generalmente axialmente hacia arriba o exterior con relación al labio 48b interior del sello de varilla de modo que el gas a presión en la cámara 17 puede pasar a través del resto de la porción de cuerpo del sello 48 (que puede ser ligeramente desplazado radialmente hacia fuera por el gas a presión) y la varilla de pistón generalmente a través del camino 86 entre la varilla de pistón y el sello, elemento de retención 47, y limpiador 50 hacia el exterior de la cubierta 12 para de ese modo reducir significativamente la presión del gas en la cámara 17, lo que hace que el resorte de gas sea inoperable para su uso normal. La rotura y separación del elemento 56 de retención de la varilla 16 de pistón puede también hacer que el resorte de gas sea inoperable para su uso normal.

Deseablemente, aunque no necesariamente, y como se muestra en la Figura 4, la longitud total de la varilla de pistón puede estar diseñada de modo que incluso en esta posición de sobredesplazamiento completamente retraída el miembro de troquel u otro componente que se apoya en su extremo 52 no se acopla y desplaza o incluso rompe bien el limpiador 50 o el extremo adyacente de la cubierta 12.

Típicamente, en el primer retorno de la varilla de pistón desde su posición de sobredesplazamiento el elemento de retención 56’ deformado se rompe y separa de la varilla de pistón. Sin embargo, si el elemento de retención 56’ deformado no se separa en este primer retorno de la varilla de pistón, se separará en un retorno inmediatamente subsiguiente o en unos pocos retornos subsiguientes a la posición completamente extendida de la varilla de pistón incluso si no se somete a otro evento de sobredesplazamiento posterior.

La Figura 12 ilustra un miembro 60’ de deformación modificado similar al collar 60 excepto por que no tiene las patas 72 con los extremos 74 afilados y, por tanto, durante el uso, no forma ninguna indentación 75 en el elemento 56 de retención deformado. Las patas 68 también están soportadas por porciones 77’ de collar intermedias vueltas hacia arriba. La Figura 13 ilustra otro miembro 60’’ de deformación modificado en forma de collar con un par de patas 68’ generalmente diametralmente opuestas y que se extienden axialmente que no están interconectadas por porciones 77’ de soporte intermedias. La Figura 14 ilustra un tapón 22’ de extremo modificado en el que se han fijado dos patas 68’’ generalmente diametralmente opuestas o preferiblemente son integrales con el tapón 22’’ y llevan a cabo la misma función que las patas 68 y 68’ de los miembros 60, 60’, 60’’ de deformación respectivamente.

Montado, en todas las formas de los miembros 60, 60’, 60’’ y 22’ de deformación las patas quedan debajo y están dispuestas de modo que son adyacentes de manera cercana a la periferia exterior del elemento de retención 56 cuando se acopla a los extremos de las patas para facilitar la deformación del elemento de retención. El elemento de retención 56 puede tener un diámetro exterior máximo suficientemente más pequeño que el diámetro interior de la pared lateral 22 de la cubierta, de modo que cuando se deforman en caso de un sobredesplazamiento de la varilla de pistón no se acopla a la pared lateral 26 de la cubierta, lo que podría retrasar o inhibir el retorno de la varilla 16 de pistón hasta una posición extendida después de dicho evento de sobredesplazamiento, y/o fractura o separación del elemento de retención de la varilla de pistón cuando la varilla vuelve a su posición extendida después de dicho evento de sobredesplazamiento.

Deseablemente, la porción 92 acampanada del extremo inferior de la varilla de pistón tiene una resistencia estructural e integridad suficiente como para que su forma y diámetro B exterior después de la separación del elemento de retención 56’ deformado no se reduzcan significativamente en comparación con su diámetro C exterior anterior a la deformación y separación del anillo del elemento de retención desde la varilla de pistón.

El resorte 10 de gas puede ensamblarse de cualquier manera adecuada y sus varios componentes pueden fabricarse de cualquier modo adecuado y puede estar compuesto de cualquier material adecuado. Por ejemplo, el casquillo puede estar hecho de bronce o metal en polvo sinterizado tal como acero, los sellos pueden estar hechos de polímeros adecuados y al menos la mayor parte del resto de componentes de acero.

Se debe apreciar que un experto en la materia reconocerá otras realizaciones que están dentro del alcance de esta invención. La pluralidad de disposiciones mostradas y descritas anteriormente son únicamente ilustrativas y no una lista o representación completa o exhaustiva. Por supuesto, pueden conseguirse aún otras realizaciones e implementaciones en vista de esta descripción. Las realizaciones descritas anteriormente están pensadas para ser ilustrativas y no limitantes. El alcance de la invención está definido por las siguientes reivindicaciones.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un resorte (1) de gas para equipamiento de conformado, que comprende:

una cubierta (12) con una pared (20) que se extiende axialmente, un extremo (24) abierto, una pared (22) de extremo cerrado que se extiende transversalmente separada axialmente del extremo (24) abierto, y una cámara (17) de presión definida en parte por las paredes lateral (20) y de extremo (22) para recibir un gas a presión; una unidad (14) de rodamiento recibida en la cubierta (12);

una varilla (16) de pistón recibida de manera deslizante en la unidad (14) de rodamiento para un movimiento alternativo entre posiciones extendida y retraída;

un sello (48) de varilla de pistón recibido en la cubierta (12) generalmente axialmente entre la unidad (14) de rodamiento y el extremo (24) abierto de la cubierta (12);

un elemento de retención (56) de pistón recibido en la cubierta (12) y separado de, y normalmente portado por, la varilla (16) de pistón adyacente a un extremo de la varilla (16) de pistón recibida en la cubierta (12) y que normalmente tiene al menos una porción del mismo que se extiende circunferencialmente de manera continua alrededor de la varilla (16) de pistón, y caracterizado por

un miembro (60) de deformación en la cubierta (12) adyacente a la pared (22) de extremo cerrada de la cubierta (12), y que tiene al menos dos patas (68) circunferencialmente separadas entre sí que sobresalen generalmente axialmente en dirección al elemento de retención (56) y que están debajo y al menos ligeramente separadas del elemento de retención (56) cuando la varilla (16) de pistón se fuerza a entrar en la cámara (17) de presión hasta la máxima extensión de su posición retraída de operación normal de diseño de la varilla (16) de pistón; y donde el elemento de retención (56) está configurado para acoplarse a las patas (68) para deformarse plásticamente cuando la varilla (16) de pistón se fuerza hacia el interior de la cubierta (12) hasta una posición de sobredesplazamiento más allá de su posición retraída máxima de diseño normal; y

el elemento de retención (56) deformado está configurado para acoplarse a la unidad (14) de rodamiento y para fracturarse y separarse de la varilla (16) de pistón después de dicho sobredesplazamiento y cuando la varilla (16) de pistón vuelve a su posición extendida.

2. El resorte (10) de gas de la reivindicación 1, que además comprende al menos un conducto (82) en la varilla (16) de pistón que comunica con la cámara (17) de presión y una abertura en una porción de una superficie generalmente cilíndrica de la varilla (16) de pistón en una posición que es tanto generalmente axialmente interior con relación al acoplamiento de sellado del sello (48) con la superficie cilíndrica de la varilla de pistón cuando la varilla (16) de pistón está en su posición normalmente extendida con el elemento de retención (56) acoplando la unidad (14) de rodamiento como generalmente axialmente exterior con relación a, y formando un bypass o rasgando, este acoplamiento de sellado después de un sobredesplazamiento de la varilla (16) de pistón cuando el elemento de retención (56) se ha separado de la varilla (16) de pistón y la varilla (16) de pistón se ha movido a otra posición más extendida con relación a la posición extendida de diseño máxima de la varilla (16) de pistón para proporcionar así un camino para que el gas comprimido en la cámara (17) de presión pase a través del conducto (82) hasta el exterior del extremo (24) abierto de la cubierta (12).

3. El resorte (10) de gas de la reivindicación 1, que además comprende un anillo (47) de apoyo dispuesto entre el sello (48) y el extremo abierto (24) de la cubierta (12) y que se apoya en el sello (48).

4. El resorte (10) de gas de la reivindicación 3, que además comprende un limpiador (50) de varilla de pistón que se acopla y rodea la varilla (16) de pistón y, al menos en parte, es recibido entre el anillo (47) de soporte y el extremo abierto (24) de la cubierta (12).

5. El resorte (10) de gas de la reivindicación 1, donde el miembro (60) de deformación además comprende un par de patas (72) generalmente diametralmente opuestas que sobresalen generalmente en dirección axial y que tienen extremos (74) relativamente afilados bajo el elemento de retención (56) y configuradas para fomar un par de indnetaciones generalmente diametralmente opuestas en el elemento de retención (56) cuando se deforma al ser forzado hacia las otras patas (68) del miembro (60) de deformación por un sobredesplazamiento de la varilla (16) de pistón más allá de dicha posición retraída máxima de diseño de la varilla (16) de pistón.

6. El resorte (10) de gas de la reivindicación 1, donde el elemento de retención (56) comprende un anillo circunferencialmente continuo conectado a la varilla (16) de pistón por una porción (92) acampanada de la varilla (16) bajo una porción adyacente del elemento de retención (56).

7. El resorte (10) de gas de la reivindicación 1, donde la varilla (16) de pistón adyacente a su extremo en la cámara (17) de presión incluye un hombro (58), el elemento de retención (56) es un anillo con un orificio central (57) a través del cual es recibida dicha porción de extremo con el anillo de retención apoyado en el hombro (58) y una porción (92) de extremo de una varilla (16) de pistón está acampanada en parte del anillo de retención.

8. El resorte (10) de gas de la reivindicación 1, donde el sello (48) de pistón comprende un sello con forma generalmente de U que tiene un labio (48a) radialmente exterior en contacto con una superficie (26) interior de la pared lateral (20) de la cubierta (12) y un labio (48b) radialmente interior en contacto con una superficie exterior de la varilla (16) de pistón.

9. El resorte (10) de gas de la reivindicación 1, donde las patas (68’’) del miembro (60) de deformación son integrales con la pared (22’) de extremo cerrado de la cubierta (12).

10. El resorte (10) de gas de la reivindicación 1, donde el miembro (60; 60’; 60’’) de deformación comprende un collar que tiene una porción (62; 62’) de base anular portada por la pared (22) de extremo cerrado de la cubierta (12) y las al menos dos patas (70) están separadas de manera circunferencial y portadas por la base (62; 62’) anular adyacente a la periferia exterior de la base (62; 62’) anular.

11. El resorte (10) de gas de la reivindicación 10, donde el miembro (60) de deformación además comprende un par de patas (72) con extremos (74) afilados generalmente diametralmente opuestos y portados por la base (62) anular.

12. El resorte (10) de gas de la reivindicación 1, donde el sello (48) de varilla de pistón es un sello en forma de U que tiene un labio (48a) radialmente exterior en contacto con una superficie (26) interior de la cubierta (23), un labio (48b) radialmente interior normalmente en contacto con una superficie exterior de la varilla (16) de pistón, un labio (48c) de soporte radialmente interior separado axialmente hacia fuera del labio (48b) radialmente interior y en contacto con una superficie exterior de la varilla (16) de pistón, y una cavidad (48d) circunferencialmente continua entre el labio (48b) radialmente interior y el labio (48c) de soporte.

13. El resorte (10) de gas de la reivindicación 2, donde el sello (48) de varilla de pistón es un sello en forma de U que tiene un labio (48a) radialmente exterior en contacto con una superficie (26) interior de la cubierta (12), un labio (48b) radialmente interior normalmente en contacto con una superficie exterior de la varilla (16) de pistón, un labio (48c) de soporte radialmente interior separado axialmente hacia fuera del labio (48b) radialmente interior y en contacto con una superficie exterior de la varilla (16) de pistón, y una cavidad (48d) circunferencialmente continua entre el labio (48b) radialmente interior y el labio (48c) de soporte.

14. El resorte (10) de gas de la reivindicación 13, donde después del sobredesplazamiento de la varilla (16) de pistón, la separación del elemento (56) de retención de la varilla (16) de pistón y cuando la varilla (16) de pistón ha vuelto a dicha posición sobredesplazada, el gas comprimido en la cámara (17) de presión pasa a través de dicho al menos un conducto (82), a través de la porción (48d) rehundida y entre el labio (48c) de soporte y la varilla (16) de pistón y a través del extremo (24) abierto de la cubierta (12) hacia el exterior del resorte (10) de gas.

15. El resorte (10) de gas de la reivindicación 1, donde cada uno de entre la varilla (16) de pistón, el elemento de retención (56), el miembro (60; 60’; 60’’) de deformación, y la pared (20) lateral de la cubierta (12) comprende un material de acero.