ES2886017T3 - Actuador hidráulico con amplificador de presión - Google Patents

Abstract

Actuador hidráulico (1) que comprende una carcasa de cilindro (2), un pistón (5) con un vástago de pistón (6) dispuesto de forma desplazable dentro de la carcasa de cilindro (2) y un amplificador de presión (10) que comprende una sección de entrada (18) con un puerto de entrada de presión (20) y una válvula de secuencia piloto (27) que está en comunicación de fluidos con el puerto de entrada de presión (20), una sección activa (19) con un puerto de salida de alta presión (22), una cámara de baja presión (32) y una cámara de alta presión (38a), en el que la sección de entrada (18), incluida la válvula de secuencia piloto (27), está dispuesta dentro del vástago del pistón (6) y la válvula de secuencia piloto está dispuesta en una dirección axial de la sección de entrada (18), y en el que la cámara de baja presión (32) está dispuesta estacionariamente con respecto a la sección de entrada (18).

Description

DESCRIPCIÓN

Actuador hidráulico con amplificador de presión

La invención se refiere a un actuador hidráulico que comprende una carcasa de cilindro, un pistón con un vástago de pistón dispuesto de forma desplazable dentro de la carcasa de cilindro y un amplificador de presión que comprende una sección de entrada con un puerto de entrada de presión y una válvula de secuencia piloto que está en comunicación de fluidos con el puerto de entrada de presión, una sección activa con un puerto de salida de alta presión, una cámara de baja presión y una cámara de alta presión.

Un actuador hidráulico de este tipo es conocido, por ejemplo, del documento WO 2011/104662 A1. El amplificador de presión comprende un pistón de amplificación que tiene una primera área de presión dispuesta en una cámara de baja presión y una segunda área de presión más pequeña que la primera área de presión dispuesta en una sección de alta presión. La segunda zona de presión está delimitada por un manguito que sigue rodeando un vástago. El vástago está provisto de un orificio real a través del cual el fluido hidráulico bajo presión elevada puede ser desplazado a una tercera cámara de presión. La presión en la tercera cámara de presión mueve el vástago del pistón.

Estos actuadores hidráulicos son conocidos y utilizados en diferentes sectores industriales. Se utilizan, por ejemplo, para accionar elementos mecánicos de prensado, corte o similares. En tales aplicaciones, dichos miembros mecánicos encuentran una resistencia inducida por la pieza a prensar o cortar. Esta resistencia puede variar durante el proceso de trabajo. Por lo tanto, es importante que el actuador hidráulico pueda proporcionar una presión de trabajo suficiente durante todas las etapas del proceso de trabajo. Como la presión necesaria depende de la resistencia inducida por la pieza de trabajo, también varía la demanda de presión que debe proporcionar el actuador hidráulico.

Para evitar un déficit de presión durante el proceso de trabajo, es conocido el uso de amplificadores de presión en conexión con el actuador hidráulico. Dichos amplificadores de presión comprenden una sección de entrada con un puerto de entrada. El fluido hidráulico utilizado para operar el actuador hidráulico entra en la sección de entrada a través del puerto de entrada. El fluido hidráulico pasa por la cámara de baja presión. La presión del fluido hidráulico aumenta posteriormente. A continuación, pasa a través de la cámara de alta presión y sale del amplificador de presión a través del puerto de salida de alta presión de la sección activa. De este modo, se puede conseguir una amplificación de la presión del fluido hidráulico dentro del actuador hidráulico. Se puede satisfacer una mayor demanda de presión del actuador hidráulico.

Sin embargo, también es evidente que es necesario añadir al actuador hidráulico elementos adicionales, como el amplificador de presión con su puerto de entrada de presión, sección de entrada, sección activa y puerto de salida de alta presión. Hay que establecer una comunicación de fluidos entre el actuador hidráulico y el amplificador de presión. Normalmente, para conseguirlo, el diseño técnico del actuador hidráulico necesita modificaciones estructurales o piezas adicionales. Este diseño técnico modificado hace que la construcción y el montaje sean engorrosos y costosos. El actuador hidráulico y el amplificador de presión deben montarse de forma concomitante. Las diferentes partes del actuador hidráulico y del amplificador de presión deben ser mecanizadas entre sí.

Es por tanto un objetivo de la presente invención proporcionar un actuador hidráulico con un amplificador de presión modular.

Este objetivo se logra en el sentido de que la sección de entrada que incluye la válvula de secuencia piloto está dispuesta dentro del vástago del pistón, y en el que la cámara de baja presión está dispuesta estacionariamente en relación con la sección de entrada y está dispuesta en una dirección axial de la sección de entrada.

La disposición de la sección de entrada en el interior del vástago del pistón permite una construcción modular del amplificador de presión. No se necesita ningún espacio de construcción adicional para colocar la sección de entrada. Para ello se pueden utilizar las piezas preexistentes del actuador hidráulico. Se puede establecer fácilmente una conexión de fluidos entre el actuador hidráulico y la sección de entrada. Al disponer la cámara de baja presión de forma estacionaria con respecto a la sección de entrada, el número de piezas móviles dentro del actuador hidráulico y el amplificador de presión puede mantenerse reducido. Se evita el desgaste debido a la fricción entre las diferentes piezas. La vida útil del actuador hidráulico y del amplificador de presión puede aumentar. Durante una carrera del pistón, el volumen de la cámara de baja presión permanece constante. Como la cámara de baja presión está dispuesta estacionariamente con respecto a la sección de entrada, y la sección de entrada está dispuesta dentro del vástago del pistón, la cámara de baja presión sigue el movimiento del vástago del pistón durante una carrera del mismo. Sin embargo, el volumen de la cámara de baja presión se mantiene constante durante estas carreras. La válvula de secuencia piloto puede estar montada en rosca en dirección axial en la sección de entrada. La parte inferior de la válvula de secuencia piloto está conectada al puerto de entrada de presión a través de un canal de entrada principal. La válvula de secuencia piloto está normalmente cerrada. De esta manera, permite el flujo completo del fluido hidráulico dentro del canal de entrada principal. La disposición axial de la válvula de secuencia piloto permite un montaje fácil y compacto.

En otra realización, la sección activa está dispuesta dentro del vástago del pistón, y en la que la cámara de alta presión está dispuesta estacionariamente con respecto a la sección activa. La disposición de la sección activa dentro del vástago del pistón hace posible una construcción modular del amplificador de presión. No se necesita ningún espacio de construcción adicional para colocar la sección activa. Para ello se pueden utilizar las piezas preexistentes del actuador hidráulico. Se puede establecer fácilmente una comunicación de fluidos entre el actuador hidráulico y la sección activa. Al disponer la cámara de alta presión de forma estacionaria con respecto a la sección activa, el número de piezas móviles dentro del actuador hidráulico y el amplificador de presión puede mantenerse reducido. Se evita el desgaste debido a la fricción entre las diferentes piezas. La vida útil del actuador hidráulico y del amplificador de presión puede aumentar. Durante una carrera del pistón, el volumen de la cámara de alta presión permanece constante. Como la cámara de alta presión está dispuesta estacionariamente con respecto a la sección activa, y la sección activa está dispuesta dentro del vástago del pistón, la cámara de alta presión sigue el movimiento del vástago del pistón durante una carrera del mismo. Sin embargo, el volumen de la cámara de alta presión se mantiene constante durante estas carreras.

En otra realización, la cámara de alta presión está dispuesta dentro de la sección activa, y en la que el vástago del pistón comprende una cabeza de pistón que fija la sección activa dentro del vástago del pistón. La cantidad de espacio constructivo necesario puede reducirse aún más significativamente disponiendo la cámara de alta presión dentro de la sección activa. El amplificador de presión consta de dos secciones: la sección de entrada y la sección activa, debido al ensamblaje de todas sus partes internas. Para que el amplificador de presión funcione correctamente, la sección de entrada y la sección activa deben estar fijadas en su posición respectiva. Para ello, hay que aplicar una fuerza externa. Esta fijación de la posición de la sección activa puede lograrse fácilmente aprovechando las características constructivas del actuador hidráulico. Como la sección activa está dispuesta dentro del vástago del pistón, la cabeza del pistón puede utilizarse convenientemente para fijar la posición de la sección activa dentro del vástago del pistón. La cabeza del pistón fija con fuerza la posición de la sección activa. Ejerce una fuerza externa sobre la sección activa.

En otra realización, la cámara de baja presión está dispuesta dentro de la sección de entrada, y en la que el vástago del pistón fija la sección de entrada dentro del vástago del pistón. La cantidad de espacio constructivo necesario puede reducirse significativamente disponiendo la cámara de baja presión dentro de la sección de entrada. El amplificador de presión comprende dos secciones: una sección de entrada y la sección activa, debido al ensamblaje de todas sus partes internas. Para que el amplificador de presión funcione correctamente, la sección de entrada y la sección activa deben estar fijadas en su posición respectiva. Para ello, hay que aplicar una fuerza externa. Esta fijación de la posición de la sección de entrada puede lograrse fácilmente aprovechando las características constructivas del actuador hidráulico. Como la sección de entrada está dispuesta dentro del vástago del pistón, éste puede utilizarse convenientemente para fijar la posición de la sección de entrada dentro del vástago del pistón. El vástago del pistón fija con fuerza la posición de la sección de entrada. Ejerce una fuerza externa sobre la sección de entrada. Dicho de otro modo, la posición de la sección activa está dispuesta de forma estacionaria con respecto a la sección de entrada. Tanto la sección de entrada como la sección activa están dispuestas dentro del vástago del pistón. Al mismo tiempo, los volúmenes de la cámara de baja presión y de la cámara de alta presión son constantes. La posición de la cámara de baja presión con respecto a la posición de la cámara de alta presión también es estacionaria. El pistón y el vástago del pistón fijan la posición de la sección de entrada y de la sección activa entre sí. El amplificador de presión puede montarse como un módulo dentro del vástago. El propio pistón funciona como un manguito que mantiene unidas la sección de entrada y la sección activa con una fuerza externa. De este modo, se garantiza el correcto funcionamiento del amplificador de presión.

En otra realización, el vástago del pistón comprende un puerto lateral del vástago del pistón dispuesto en una dirección radial del vástago del pistón que establece una comunicación de fluidos entre el amplificador de presión y la carcasa del cilindro. El puerto lateral del vástago del pistón se utiliza como un puerto de entrada de reflujo y/o un puerto de salida de reflujo del amplificador de presión. El puerto lateral del vástago del pistón está acompañado por un puerto lateral del pistón. El puerto lateral del pistón puede estar dispuesto concéntricamente con el vástago del pistón dentro de la cabeza del pistón. El puerto del lado del pistón funciona como puerto de salida de alta presión del amplificador de presión. Establece una comunicación de fluidos entre el amplificador de presión y la cámara de trabajo de la carcasa del cilindro.

En otra realización, el puerto de entrada de presión y el puerto de salida de alta presión están dispuestos coaxialmente en extremos axiales opuestos del amplificador de presión. Esta disposición facilita la alimentación del amplificador de presión con fluido hidráulico. Es posible, por ejemplo, disponer el puerto de entrada de presión en la proximidad de un ojo de pistón. Los canales que alimentan el amplificador de presión con fluido hidráulico a través del puerto de entrada de presión pueden entonces estar dispuestos dentro del vástago del pistón y del ojo del pistón. El puerto de entrada de presión y el puerto de salida de alta presión están dispuestos coaxialmente para evitar desequilibrios. También consigue una transmisión eficaz del fluido hidráulico desde el amplificador de presión hasta el actuador hidráulico.

En otra realización, la válvula de secuencia piloto es activada por presión cuando la presión en el puerto de entrada de presión excede un valor preestablecido, abriendo así un canal piloto desde el puerto de entrada de presión a la cámara de baja presión. La parte inferior de la válvula de secuencia piloto está conectada al puerto de entrada de presión a través del canal de entrada principal. Se conecta a través del primer canal piloto a un primer pasador de la válvula de control. El primer pasador de la válvula de control forma parte de la conexión de fluido desde la válvula de secuencia piloto a través del canal piloto hasta la cámara de baja presión. La válvula de secuencia piloto está normalmente cerrada. En este estado, bloquea la comunicación de fluidos asociada al primer pasador de la válvula de control a la cámara de baja presión. Una vez que la presión del fluido hidráulico en la sección de entrada alcanza un valor preestablecido, la válvula de secuencia piloto se abre. De este modo, se abre el canal piloto desde el puerto de entrada de presión hasta la cámara de baja presión. La presión del fluido hidráulico se amplifica posteriormente en vista de la mayor demanda de presión. El ajuste de la válvula de secuencia piloto a un valor preestablecido se puede ajustar. El ajuste de la válvula de secuencia piloto también puede fijarse en un determinado valor preestablecido.

En otra realización, la sección activa comprende una válvula de contrabalance que establece una comunicación de fluidos entre el puerto de entrada de presión y el puerto de salida de alta presión y que está dispuesta en una dirección axial de la sección activa. La válvula de contrabalance comprende múltiples partes que se integran dentro de la sección activa en una dirección axial de la misma. Una vez que la sección de entrada y la sección activa están montadas una con respecto a la otra, ya no es posible establecer un nivel de presión de la válvula de contrabalance. Por lo tanto, el ajuste adecuado se consigue con varios tipos de muelles. Estos resortes forman parte de las múltiples partes de la válvula de contrabalance. La válvula de contrabalance puede proporcionar un flujo completo desde el puerto de entrada de presión hasta el puerto de salida de alta presión. Además, puede proporcionar una función de retención de carga en el puerto de salida de alta presión, satisfaciendo así una mayor demanda de presión en el actuador hidráulico. Eventualmente, la válvula de contrabalance también puede proporcionar una función de descenso controlado desde el puerto de salida de alta presión hasta el puerto de entrada de presión, evitando así caídas de presión demasiado pronunciadas. La válvula de contrabalance comprende tres puertos de conexión: un puerto de entrada de la válvula de contrabalance asociado al canal de entrada principal, un puerto de salida de la válvula de contrabalance asociado a un segundo canal de alta presión, así como un puerto piloto de la válvula de contrabalance asociado a una línea piloto. La línea piloto conecta la válvula de sobrepresión con el canal de reflujo principal. En una dirección desde el puerto de entrada de presión hasta el puerto de salida de alta presión, la válvula de contrabalance proporciona un flujo completo del fluido hidráulico a través del canal de entrada principal. Esto puede lograrse mediante una válvula de retención integrada en la válvula de sobrepresión. En la dirección de flujo opuesta, desde el puerto de salida de alta presión hasta el puerto de entrada de presión, la válvula de contrabalance bloquea el flujo de fluido hidráulico. Sin embargo, una vez que la presión aplicada a la línea piloto supera un determinado valor preestablecido, la válvula de contrabalance abre una vía de fluido desde el puerto de salida de alta presión hasta el canal de reflujo principal.

En otra realización más, la válvula de contrabalance está montada en una primera cara axial final de la sección de entrada, en la que la primera cara axial final de la sección de entrada hace tope con una primera cara axial final de la sección activa. La válvula de contrabalance se compone de múltiples piezas, como varios tipos de muelles. Estas piezas se montan en la dirección axial de la sección activa para ahorrar espacio. En ella, un plano divisorio está constituido por el contrafuerte de la primera cara extrema axial de la sección de entrada y la primera cara extrema axial de la sección activa. Todas las piezas de la válvula de contrabalance se montan en la primera cara axial de la sección de entrada, es decir, desde el plano de división. Por lo tanto, el posicionamiento correcto de todas las partes de la válvula de contrabalance puede lograrse cubriendo la primera cara axial del extremo de la sección activa con la primera cara axial del extremo de la sección de entrada. No es necesario el montaje roscado de la válvula de contrabalance. No es necesario un hilo en la sección activa. El montaje y la fabricación del amplificador de presión resultan fáciles y económicos.

En otra realización, la cámara de baja presión comprende un pistón de baja presión y un casquillo de pistón de baja presión, en el que el pistón de baja presión está dispuesto de forma desplazable en relación con el casquillo de pistón de baja presión. El casquillo del pistón de baja presión es una forma fácil y rentable de aumentar la vida útil del pistón de baja presión. Esto se consigue disminuyendo la fricción entre el pistón de baja presión y las paredes circunferenciales de la cámara de baja presión de la sección de entrada. El casquillo del pistón de baja presión puede, por ejemplo, estar moldeado en la sección de entrada o puede estar montado con un accesorio a presión (dependiendo del material utilizado para el casquillo). Puede consistir en una sola pieza. También puede constar de diferentes piezas. A continuación, las diferentes piezas se moldean en la sección de entrada una tras otra. Hay que evitar los huecos entre las distintas piezas. La posición correcta de las diferentes piezas puede ser controlada por una plantilla durante el proceso de moldeo. Después del proceso de moldeo, el casquillo del pistón de baja presión debe ser mecanizado a un determinado diámetro interior.

En otra realización, la cámara de alta presión comprende un pistón de alta presión y un casquillo de pistón de alta presión, en el que el pistón de alta presión está dispuesto de forma desplazable en relación con el casquillo de pistón de alta presión. El casquillo del pistón de alta presión es una forma fácil y rentable de aumentar la vida útil del pistón de alta presión. Esto se consigue disminuyendo la fricción entre el pistón de alta presión y las paredes circunferenciales de la cámara de alta presión de la sección activa. El casquillo del pistón de alta presión comprende dos partes de diferente longitud: un primer elemento del casquillo del pistón de alta presión y un segundo elemento del casquillo del pistón de alta presión. La posición correcta de los diferentes casquillos puede ser controlada por una plantilla durante el proceso de moldeo. Tras el proceso de moldeo, el casquillo del pistón de alta presión debe ser mecanizado a un determinado diámetro interior. El casquillo también puede montarse con un accesorio a presión.

En otra realización, el casquillo del pistón de alta presión comprende una abertura que abre un segundo canal piloto que establece una comunicación de fluidos entre la cámara de alta presión y una válvula de contacto. El casquillo del pistón de alta presión puede comprender el primer elemento del casquillo de alta presión y el segundo elemento del casquillo del pistón de alta presión. Entre estos casquillos se encuentra la abertura. La abertura abre el segundo canal piloto, una vez que el pistón de alta presión ha alcanzado una posición axial final en el extremo de la sección de entrada dentro de la cámara de alta presión. La vida útil del amplificador de presión puede aumentarse mediante el casquillo, asegurando al mismo tiempo su correcto funcionamiento. El casquillo del pistón de alta presión puede implementarse sin necesidad de modificar las características constructivas del amplificador de presión.

En otra realización, el amplificador de presión comprende un adaptador interno que establece una comunicación de fluidos entre el puerto de entrada de presión y un puerto de entrada del pistón. El puerto de entrada del pistón puede estar dispuesto dentro del ojo del pistón. El puerto de entrada del pistón puede ser un agujero perforado dentro del ojo del pistón. El puerto de entrada del pistón puede estar dispuesto concéntricamente con el vástago del pistón. El adaptador interno conecta el puerto de entrada del pistón con el puerto de entrada de la presión y, por tanto, con el amplificador de presión. El adaptador interno puede ser un tubo. El adaptador interno constituye una forma fácil de establecer una comunicación de fluidos entre el actuador hidráulico y el amplificador de presión. La longitud del adaptador interno puede variar en función de la carrera del vástago del pistón. Por lo tanto, todas las piezas necesarias para establecer dicha conexión de fluidos pueden estar montadas en el interior del vástago del pistón.

En una última realización, el adaptador interno comprende una junta radial que fija concéntricamente el adaptador interno con respecto al vástago del pistón. Esto hace que el montaje sea fácil y eficaz. El sellado radial puede ser un anillo de sellado. Dado que el puerto de entrada del pistón, así como el amplificador de presión, pueden estar dispuestos concéntricamente con el vástago del pistón, es ventajosa una fijación concéntrica del adaptador interno con respecto al vástago del pistón. Se puede conseguir un montaje que ahorre espacio. Se establece una comunicación de fluidos entre el amplificador de presión y el actuador hidráulico.

La invención se describirá con referencia a diferentes realizaciones en relación con las figuras de los próximos párrafos. En ellas,

- La Figura 1 representa

realización de la invención;

- La Figura 2 representa una

- La Figura 3 representa una

- La Figura 4 representa una

- La Figura 5 representa una

Un actuador hidráulico 1 comprende una carcasa de cilindro 2. La carcasa del cilindro 2 comprende en su primer extremo axial un ojo de cilindro 3. Además, comprende una culata 4 que sella un volumen interior de la carcasa del cilindro 2 de forma estanca. El actuador hidráulico 1 también comprende un pistón 5 con un vástago del pistón 6 que está dispuesto de forma desplazable dentro de la carcasa del cilindro 2. El vástago del pistón 6 encaja en la culata del cilindro 4. El vástago del pistón 6 comprende una cabeza de pistón 7 en su primer extremo axial y un ojo de pistón 7a en su segundo extremo axial. Una cámara de trabajo 8 del actuador hidráulico 1 está dispuesta en el lado de la cabeza del pistón 7 opuesto al ojo del pistón 7a.

La cabeza del pistón 7 comprende un puerto lateral del pistón 9. El puerto lateral del pistón 9 está dispuesto coaxialmente con el vástago del pistón 6. Establece una primera comunicación de fluidos entre la cámara de trabajo 8 del actuador hidráulico 1 y un amplificador de presión 10. El amplificador de presión 10 está dispuesto dentro del vástago del pistón 6. El vástago del pistón 6 comprende además un puerto lateral 11 del vástago del pistón que establece una segunda comunicación de fluidos entre el amplificador de presión 10 y el volumen interior de la carcasa del cilindro 2.

En un extremo axial del amplificador de presión 10, en las proximidades del ojo del pistón 7a, se dispone un adaptador interno 12. El adaptador interno 12 se fija en su posición dentro del vástago del pistón 6 mediante una junta radial 13. La junta radial 13 fija el adaptador interno 12 coaxialmente con el vástago del pistón 6. El adaptador interno 12 establece una comunicación de fluidos entre el amplificador de presión 10 y un puerto de entrada del pistón 14. El puerto de entrada del pistón 14 está dispuesto dentro del ojo del pistón 7a. En el interior del ojo del pistón 7a se ha dispuesto también un puerto de salida del pistón 15 correspondiente al puerto de entrada del pistón 14.

En la realización de la Fig. 1, el amplificador de presión 10 está montado concéntricamente dentro del vástago perforado del pistón 6. El amplificador de presión 10 está dispuesto más cerca de la cabeza del pistón 7 que del ojo del pistón 7a. El puerto de entrada del pistón 14 y el puerto de salida del pistón 15 están dispuestos dentro del ojo del pistón 7a como puertos perforados. Proporcionan fluido hidráulico con una presión determinada y preestablecida. El fluido hidráulico presurizado es proporcionado por una bomba externa (no mostrada), por ejemplo. El puerto de entrada del pistón 14 está dispuesto coaxialmente con el vástago del pistón 6. Se conecta al adaptador interno 12. El adaptador interno 12 está conectado al amplificador de presión 10. El adaptador interno 12 puede ser un tubo. Está situado coaxialmente con el vástago del pistón dentro del vástago perforado del pistón 6. El adaptador interno 12 puede cambiar en función de la carrera del vástago del pistón 6. El adaptador interno 12 puede fijarse en su posición mediante la junta radial 13. El sellado radial 13 puede ser un anillo de sellado. Este sellado radial 13 mantiene el adaptador interno 12 en su posición coaxial con el vástago del pistón 6. El montaje es más fácil y eficaz. El vástago del pistón 6 tiene un diámetro mayor que el diámetro del adaptador interno 12. Así, un canal anular del pistón abre una comunicación de fluidos entre el amplificador de presión 10 y el puerto de salida del pistón 15. Este canal anular del pistón se utiliza para el reflujo del fluido hidráulico desde el amplificador de presión 10 hasta el puerto de salida del pistón 15.

Ahora, el fluido hidráulico presurizado se suministra a través del puerto de entrada del pistón 14 y el adaptador interno 12 al amplificador de presión 10. La presión del fluido hidráulico que se suministra al amplificador de presión 10 es mejorada por medio del amplificador de presión 10. El fluido hidráulico de alta presión sale del amplificador de presión 10 a través del puerto lateral del pistón 9 hacia la cámara de trabajo 8 del actuador hidráulico 1. De este modo, se puede suministrar una mayor presión para el fluido hidráulico dentro del actuador hidráulico 1.

La realización de la Fig. 1 muestra el amplificador de presión 10 que comprende una sección de entrada 18 así como una sección activa 19. La división del amplificador de presión 10 se debe al montaje de sus partes internas. La sección de entrada 18 y la sección activa 19 se mantienen unidas por una fuerza externa para asegurar el correcto funcionamiento del amplificador de presión 10. Esta fuerza externa es proporcionada por la cabeza del pistón 7 sobre el vástago del pistón 6 que contiene tanto la sección de entrada 18 como la sección activa 19.

Por lo demás, el principio de funcionamiento del actuador hidráulico 1 según la realización de la Fig. 1 es conocido en el estado de la técnica.

Como puede deducirse de la Fig. 2, la sección de entrada 18 comprende un puerto de entrada de presión 20. El puerto de entrada de presión 20 está conectado al adaptador interno 12 de la realización de la Fig. 1. De este modo, se suministra fluido hidráulico presurizado al amplificador de presión 10. El fluido hidráulico presurizado fluye dentro de un canal principal de entrada 21. El canal de entrada principal 21 conecta el puerto de entrada de presión 20 con un puerto de salida de alta presión 22. El puerto de salida de alta presión 22 está conectado al puerto del lado del pistón 9 del actuador hidráulico 1. De este modo, el fluido hidráulico con una presión amplificada puede ser suministrado al actuador hidráulico 1. El puerto de salida de alta presión 22 está dispuesto dentro de la sección activa 19 del amplificador de presión 10.

La sección activa 19 también comprende un puerto de entrada de reflujo 23. El puerto de entrada de reflujo 23 está conectado a un canal de reflujo principal 24 que conduce a un puerto de salida de reflujo 25. El puerto de entrada del reflujo 23 está conectado al puerto lateral 11 del vástago del pistón del actuador hidráulico 1. El puerto de salida del reflujo 24 está conectado al puerto de salida del pistón 15.

El principio de funcionamiento del amplificador de presión 10 es el siguiente.

Cuando no hay demanda de fluido hidráulico con una presión amplificada, el fluido hidráulico entra por el puerto de entrada de presión 20 y pasa por el canal de entrada principal 21. En el canal principal de entrada 21, dentro de la sección activa 19, está dispuesta una válvula de contrabalance 26. Cuando no hay demanda de fluido hidráulico con presión amplificada, una válvula de retención dentro de la válvula de sobrepresión 26 permite el flujo completo del fluido hidráulico a través del canal de entrada principal 21 hacia el puerto de salida de alta presión 22. No se produce una amplificación de la presión. Al mismo tiempo, el flujo de retorno del fluido hidráulico va directamente desde el puerto de entrada del flujo de retorno 23 al puerto de salida del flujo de retorno 25 a través del canal principal de flujo de retorno 24.

Una vez que se aplica una carga externa aumentada al actuador hidráulico 1, la presión del fluido hidráulico también aumenta en el puerto de entrada de presión 20. Cuando la presión del fluido hidráulico supera un determinado valor preestablecido, una válvula de secuencia piloto 27 abre un primer canal piloto 28. Así, la válvula de secuencia piloto 27 está cerrada, mientras la presión del fluido hidráulico no supere el valor preestablecido. Sin embargo, una vez que la válvula de secuencia piloto 27 se abre, el fluido hidráulico pasa a través del primer canal piloto 28 y ejerce presión sobre un primer pasador de la válvula de control 29 de una válvula de control 30. La presión aplicada al primer pasador de la válvula de control 29 mueve la válvula de control 30 a una posición en la que el fluido hidráulico puede pasar a través de ella y hacia un canal de pistón de baja presión 31.

El canal del pistón de baja presión 31 conduce a una cámara de baja presión 32. En dicha cámara de baja presión 32 se dispone de forma deslizante un pistón de baja presión 33. El pistón de baja presión 33 comprende una superficie de pistón de baja presión 34. El fluido hidráulico actúa sobre dicha superficie del pistón de baja presión 34 y el pistón de baja presión 33 comienza a moverse en una dirección opuesta al canal del pistón de baja presión 31 y hacia una cámara de trabajo de baja presión 35. El pistón de baja presión 33 está conectado mediante un vástago del pistón de baja presión - alta presión 36 a un pistón de alta presión 37 dentro de una cámara de alta presión 38a.

El pistón de alta presión 37 comprende una superficie de pistón de alta presión 38. Dicha superficie del pistón de alta presión 38 tiene un área menor que la superficie del pistón de baja presión 34. Por lo tanto, la presión que actúa sobre la superficie del pistón de baja presión 34 se amplifica por la relación de las dos superficies, cuando el pistón de alta presión 37 actúa sobre el fluido hidráulico dentro de una cámara de trabajo de alta presión 39. El fluido hidráulico amplificado por la presión que sale de la cámara de trabajo de alta presión 39 pasa a través de una primera válvula de retención 40 que se abre en dirección al puerto de salida de alta presión 22 por medio de un primer canal de alta presión 41. El primer canal de alta presión 41 conduce a un segundo canal de alta presión 42 del canal principal de entrada 21.

Una vez que el pistón de baja presión 33 (y por lo tanto el pistón de alta presión 37) ha alcanzado su posición final, una abertura 43 abre una comunicación de fluidos con un segundo canal piloto 44. El segundo canal piloto 44 está conectado a un segundo pasador de válvula de control 45 de la válvula de control 30. Como la superficie del segundo pasador de la válvula de control 45 es mayor que la del primer pasador de la válvula de control 29, la válvula de control 30 se mueve a su posición anterior. A continuación, la primera válvula de retención 40 se cierra. Como ahora tanto la válvula de secuencia piloto 27 como la primera válvula de retención 40 están cerradas, se aplica presión a una segunda válvula de retención 46. La segunda válvula de retención 46 abre una comunicación de fluidos desde el canal de entrada principal 21 a la cámara de trabajo de alta presión 39. La presión aplicada a la cámara de trabajo de alta presión 39 comienza a forzar el pistón de alta presión 37 hacia la cámara de baja presión 32. Un canal anular 47 conecta la cámara de trabajo de baja presión 35 con la válvula de control 30. De este modo, la válvula de secuencia piloto 27 vuelve finalmente a su posición original y el ciclo se repite.

La realización de la Fig. 3 muestra cómo la válvula de secuencia piloto 27 puede ser montada en una dirección axial de la sección de entrada 18. La parte inferior de la válvula de secuencia piloto 27 se conecta entonces al puerto de entrada de presión 20 a través del canal de entrada principal 21. Un puerto lateral de la válvula de secuencia piloto 27 está conectado a través del primer canal piloto 28 al primer pasador de la válvula de control 29. El ajuste de la válvula de secuencia piloto 27 puede ser regulable o fijarse en un determinado valor preestablecido.

Como también puede deducirse de la Fig. 3, el amplificador de presión 10 consta de dos secciones separadas: la sección de entrada 18 y la sección activa 19. La sección de entrada 18 comprende una primera cara extrema axial 48 y una segunda cara extrema axial 49. La sección activa 19 comprende una primera cara extrema axial 50 y una segunda cara extrema axial 51. En ella, la primera cara axial extrema 48 de la sección de entrada 18 y la primera cara axial extrema 50 de la sección activa 19 se unen. Por lo tanto, para lograr un funcionamiento adecuado del amplificador de presión 10, la sección de entrada 18 y la sección activa 19 se mantienen unidas por la fuerza externa ejercida por la cabeza del pistón 7, así como por el vástago del pistón 6.

En la realización de la Fig. 4 se ejemplifica la posición de la válvula de contrabalance 26 dentro de la sección activa 19. La válvula de contrabalance 26 se compone de múltiples partes que están dispuestas en una dirección axial de la sección activa 19. Todas estas piezas se montan a partir de la primera cara extrema axial 48 de la sección de entrada 18. La posición correcta de todas las piezas se consigue cubriendo la sección de entrada 18. Por lo tanto, no es necesario un hilo dentro de la sección activa 19. Una vez que la sección de entrada 18 y la sección activa 19 están montadas juntas, no es posible ajustar el nivel de presión en la válvula de contrabalance 26. Por lo tanto, dicho ajuste se realiza mediante varios tipos de resortes.

La válvula de contrabalance 26 puede proporcionar un flujo completo desde el puerto de entrada de presión 20 al puerto de salida de alta presión 22. Puede proporcionar una función de retención de la carga en el puerto de salida de alta presión 22. Además, puede proporcionar una función de bajada controlada desde el puerto de salida de alta presión 22 hasta el puerto de entrada de presión 20. La válvula de contrabalance 26 tiene tres puertos de conexión: un puerto de entrada de la válvula de contrabalance asociado con el canal de entrada principal 21; un puerto de salida de la válvula de contrabalance asociado con el segundo canal de alta presión 42; y un puerto piloto de contrabalance asociado con una línea piloto 52. El conducto piloto 52 conecta la válvula de sobrepresión 26 con el canal principal de reflujo 24. En una dirección desde la conexión de entrada de presión 20 hasta la conexión de salida de alta presión 22, la válvula de sobrepresión 26 proporciona una función de flujo total por medio de una válvula de retención integrada. En la dirección opuesta, la válvula de contrabalance 26 se mantiene bloqueada hasta que se aplica suficiente presión a la línea piloto 52. La válvula de contrabalance 26 también está conectada a un canal de derivación 53.

En la realización de la Fig. 5, el amplificador de presión 10 se muestra con un casquillo de pistón de baja presión 54 y un casquillo de pistón de alta presión 55. Estos casquillos integrados son una forma adecuada de aumentar la vida útil tanto del pistón de baja presión 33 como del pistón de alta presión 37. El casquillo del pistón de baja presión 54 disminuye la fricción entre el pistón de baja presión 33 y las paredes de la cámara de baja presión 32. El casquillo del pistón de alta presión 55 disminuye la fricción entre el pistón de alta presión 37 y las paredes de la cámara de alta presión 38a.

El casquillo del pistón de baja presión 54 está moldeado en la sección de entrada 18. La posición adecuada se controla mediante una plantilla durante el proceso de moldeo. Es necesario moldear el casquillo del pistón de baja presión 54 hasta un determinado diámetro después del moldeado.

El casquillo de pistón de alta presión 55 comprende un primer elemento de casquillo de pistón de alta presión 56 y un segundo elemento de casquillo de pistón de alta presión 57. El proceso de ensamblaje es el mismo que el del casquillo del pistón de baja presión 54. Sin embargo, el primer elemento de casquillo del pistón de alta presión 56 y el segundo elemento de casquillo del pistón de alta presión 57 están dispuestos de tal manera que la abertura 43 está dispuesta entre ellos. El primer elemento de casquillo del pistón de alta presión 56 puede ser más corto que el segundo elemento de casquillo del pistón de alta presión 57.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Actuador hidráulico (1) que comprende una carcasa de cilindro (2), un pistón (5) con un vástago de pistón (6) dispuesto de forma desplazable dentro de la carcasa de cilindro (2) y un amplificador de presión (10) que comprende una sección de entrada (18) con un puerto de entrada de presión (20) y una válvula de secuencia piloto (27) que está en comunicación de fluidos con el puerto de entrada de presión (20), una sección activa (19) con un puerto de salida de alta presión (22), una cámara de baja presión (32) y una cámara de alta presión (38a), en el que la sección de entrada (18), incluida la válvula de secuencia piloto (27), está dispuesta dentro del vástago del pistón (6) y la válvula de secuencia piloto está dispuesta en una dirección axial de la sección de entrada (18), y en el que la cámara de baja presión (32) está dispuesta estacionariamente con respecto a la sección de entrada (18).

2. Actuador hidráulico según la reivindicación 1, caracterizado porque la sección activa (19) está dispuesta en el interior del vástago del pistón (6), y en el que la cámara de alta presión (38a) está dispuesta estacionariamente respecto a la sección activa (19).

3. Actuador hidráulico según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la cámara de alta presión (38a) está dispuesta dentro de la sección activa (19), y en el que el vástago del pistón (6) comprende una cabeza de pistón (7) que fija la sección activa (19) dentro del vástago del pistón (6).

4. Actuador hidráulico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la cámara de baja presión (32) está dispuesta dentro de la sección de entrada (18), y en el que el vástago del pistón (6) fija la sección de entrada (18) dentro del vástago del pistón (6).

5. Actuador hidráulico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el vástago del pistón (6) comprende un puerto lateral (11) del vástago del pistón dispuesto en una dirección radial del vástago del pistón (6) que establece una comunicación de fluidos entre el amplificador de presión (10) y la carcasa del cilindro (2).

6. Actuador hidráulico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el puerto de entrada de presión (20) y el puerto de salida de alta presión (22) están dispuestos coaxialmente en extremos axiales opuestos del amplificador de presión (10).

7. Actuador hidráulico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la válvula de secuencia piloto (27) se activa por presión cuando la presión en el puerto de entrada de presión (20) supera un valor preestablecido, abriendo así un primer canal piloto (28) desde el puerto de entrada de presión (20) hasta la cámara de baja presión (32).

8. Actuador hidráulico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la sección activa (19) comprende una válvula de contrabalance (26) que establece una comunicación de fluidos entre el puerto de entrada de presión (20) y el puerto de salida de alta presión (22) y que está dispuesta en una dirección axial de la sección activa (19).

9. Actuador hidráulico según la reivindicación 8, caracterizado porque la válvula de contrabalance (26) está montada en una primera cara extrema axial (48) de la sección de entrada (18), en el que la primera cara extrema axial (48) de la sección de entrada (18) hace tope con una primera cara extrema axial (50) de la sección activa (19).

10. Actuador hidráulico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la cámara de baja presión (32) comprende un pistón de baja presión (33) y un casquillo de pistón de baja presión (54), en el que el pistón de baja presión (33) está dispuesto de forma desplazable respecto al casquillo de pistón de baja presión (54).

11. Actuador hidráulico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la cámara de alta presión (38a) comprende un pistón de alta presión (37) y un casquillo de pistón de alta presión (55), en el que el pistón de alta presión (37) está dispuesto de forma desplazable respecto al casquillo de pistón de alta presión (55).

12. Actuador hidráulico según la reivindicación 11, caracterizado porque el casquillo del pistón de alta presión (55) comprende una abertura (43) que abre un segundo canal piloto (44) que establece una comunicación de fluidos entre la cámara de alta presión (38a) y una válvula de control (30).

13. Actuador hidráulico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque el actuador hidráulico (1) comprende un adaptador interno (12) que establece una comunicación de fluidos entre el puerto de entrada de presión (20) y un puerto de entrada del pistón (14).

14. Actuador hidráulico según la reivindicación 13, caracterizado porque el adaptador interno (12) comprende una junta radial (13) que fija concéntricamente el adaptador interno (12) con respecto al vástago del pistón (6).