ES2886634T3 - Dispositivo de suspensión y dispositivo de fijación para fijar un elemento de una máquina, y uso del mismo - Google Patents

Abstract

Dispositivo de suspensión con un pistón (3) y con una carcasa (2) en la que se puede conducir el pistón (3) a lo largo de una dirección de movimiento (B), en donde hay formada una cavidad entre el pistón (3) y la carcasa (2), en donde en la cavidad está dispuesto un elemento de muelle de cuerpo sólido comprimible (4) que consiste en un cuerpo sólido que puede ser comprimido por el pistón (3), caracterizado porque todas las superficies del pistón que están orientadas hacia el elemento de muelle de cuerpo sólido tienen una forma cónica o cóncava que se corresponde con una forma convexa correspondiente del elemento de muelle de cuerpo sólido (4), de tal manera que un movimiento del pistón que reduce la cavidad conduce a una expansión del pistón, en donde el pistón es de metal.

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de suspensión y dispositivo de fijación para fijar un elemento de una máquina, y uso del mismo

Estado de la técnica

La presente invención se refiere a un dispositivo de suspensión con un pistón y con una carcasa en la que se puede conducir el pistón a lo largo de una dirección de movimiento, en donde hay formada una cavidad entre el pistón y la carcasa. Además, la invención se refiere a un dispositivo de fijación para fijar un elemento de una máquina así como al uso del dispositivo de suspensión en relación con la fijación de elementos de una máquina.

Dispositivos de suspensión de este tipo se usan, por ejemplo, para el montaje de máquinas amortiguando las oscilaciones.

Del documento DE 1958660 U se conoce un dispositivo de suspensión con una carcasa cilíndrica hueca y un pistón dispuesto de manera que se puede mover en la carcasa. Entre el pistón y la carcasa hay una cavidad cilíndrica que se rellena con un medio de amortiguación hecho de un material de espuma. La espuma tiene burbujas que están llenas de un gas. Durante un movimiento del pistón que reduce la cavidad, las burbujas llenas de gas son comprimidas, amortiguando de este modo elásticamente el movimiento del pistón.

En los dispositivos de suspensión de este tipo, los cambios de volumen de la cavidad son posibles gracias a la compresión del gas contenido en las burbujas. Existe el inconveniente de que la presión máxima que puede absorber el dispositivo de suspensión está limitada por el módulo de compresión del gas usado, que suele ser inferior a 1 MPa a presión atmosférica. Por lo tanto, las espumas de este tipo no pueden usarse para la suspensión y/o la amortiguación de presiones especialmente elevadas en los dispositivos de suspensión, que se producirían en el espacio de instalación compacto debido a las elevadas fuerzas. En el documento US 2 668 049 A se divulga un dispositivo de resorte con un pistón y una superficie cóncava orientada hacia el elemento del cuerpo del resorte. El documento US 2668049 A divulga el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 16.

En las siguientes publicaciones también se describen otros dispositivos de suspensión: US 2263 599 A, DE 17 59755 A, DE 1675012, ES 2342370 C2, US 3434 708 A, ES 7439698 U, US 3039 757 A, US 3376 031 A, DE 1992297 U.

Divulgación de la invención

Es un objetivo de la presente invención permitir, con una forma constructiva compacta, la amortiguación elástica de fuerzas elevadas.

Para conseguir el objetivo, se propone un dispositivo de suspensión con un pistón y con una carcasa, en la que puede conducirse el pistón a lo largo de una dirección de movimiento, en donde hay formada una cavidad entre el pistón y la carcasa, en donde en la cavidad hay dispuesto un elemento de resorte de estado sólido comprimible, que consiste en un material sólido que puede ser comprimido por el pistón.

Al menos una superficie del pistón que está orientada hacia el elemento de resorte sólido es cónica o cóncava. Esto permite dirigir hacia el interior los componentes de fuerza que actúan aquí durante la compresión, en particular, al menos aproximadamente hacia un punto central del elemento de muelle de cuerpo sólido. Al menos una superficie del pistón que está orientada hacia el elemento sólido de muelle puede tener una forma cónica o cóncava de tal manera que una componente de fuerza que actúe sobre ella durante la compresión también provoque la expansión del pistón. Esto proporciona una distribución de la presión especialmente ventajosa, tanto en el elemento de muelle de cuerpo sólido como en el pistón o en la interfaz con la carcasa.

En el dispositivo de suspensión según la invención, la compresión del material sólido del elemento de muelle de cuerpo sólido se produce cuando la cavidad se reduce debido a la penetración del pistón en la carcasa. El material sólido comprimible tiene un módulo de compresión más alto en comparación con los gases, de tal modo que con la misma reducción del tamaño de la cavidad se puede absorber una mayor fuerza. Además, con un elemento de muelle de estado sólido solo se produce un ligero aumento de la temperatura en comparación con los gases. La compresión del muelle también es mucho claramente superior con los gases. Con el dispositivo de suspensión según la invención es posible, por lo tanto, amortiguar fuerzas elevadas sin necesidad de aumentar el espacio de instalación del dispositivo de suspensión, en particular la cavidad entre la carcasa y el pistón.

Preferentemente, el elemento de muelle de cuerpo sólido está formado como un elemento de muelle de cuerpo sólido de material macizo. Esto significa que el elemento de muelle de cuerpo sólido no tiene rebajes, inclusiones o poros. El elemento de muelle de cuerpo sólido está configurado preferentemente sin espuma o sin cavidades llenas de líquido.

El elemento de muelle de cuerpo sólido puede estar configurado en varias partes a partir de varios segmentos, en particular también en una disposición no alineada entre sí, por ejemplo, en una disposición con una superficie frontal de un segmento que actúa lateralmente sobre una superficie lateral del otro segmento. La amortiguación puede tener lugar en varias dimensiones, con varias direcciones de acción o también varios puntos de aplicación o vectores de fuerza a lo largo de ejes alineados de forma diferente. Cada uno de los segmentos puede tener un módulo de compresión específico.

Una configuración preferente prevé que el elemento de muelle de cuerpo sólido llene de forma sustancialmente completa, preferentemente por completo, la cavidad entre el pistón y la carcasa. También puede ser especialmente útil para el montaje si hay un hueco mínimo. Por lo tanto, un llenado completo puede entenderse también como un llenado completo al menos bajo carga operativa. El llenado completo requiere entonces que las superficies respectivas entren en contacto una con la otra. Entonces no es posible una expansión o un desplazamiento del elemento de muelle de cuerpo sólido dentro de la cavidad, de tal modo que para las propiedades de suspensión es decisiva predominantemente, pero de manera preferente exclusivamente, la compresibilidad del material del elemento de muelle de cuerpo sólido . La compresión tiene lugar entonces con mínimos cambios de volumen. Un volumen libre que eventualmente existiera (en estado no cargado) es claramente menor que una carrera o un volumen de carrera del pistón.

La carcasa del dispositivo de suspensión puede estar hecha de una sola pieza o de varias piezas. Preferentemente, la carcasa y el pistón no están sellados entre sí de manera hermética a los gases, de modo que es posible un montaje constructivamente sencillo.

Según una configuración preferente, el elemento de muelle de cuerpo sólido está hecho de un plástico. De manera particularmente preferente, el plástico es un termoplástico. Alternativamente, el plástico puede ser un elastómero.

Se ha encontrado que resulta ventajoso si el elemento de resorte sólido tiene un módulo de compresión en el intervalo de 100 MPa a 100.000 MPa, preferentemente de 1000 MPa a 6000 MPa. Preferentemente, el módulo de elasticidad de la carcasa y/o del pistón son al menos tres veces mayores, preferentemente de 10 a 100 veces mayores que el módulo de compresión del elemento muelle de cuerpo sólido. Por ejemplo, la carcasa y/o el pistón pueden ser de metal, en particular de acero, de aluminio o de metal no ferroso.

Una configuración particularmente preferente es aquella en la que el elemento de resorte sólido está hecho de polietileno. Esto significa que el dispositivo de suspensión puede realizarse a bajo coste. De manera particularmente preferente, el elemento muelle de cuerpo sólido está hecho de polietileno de peso molecular ultra alto (PE-UHMW). Alternativamente, el elemento sólido del muelle puede ser de poliamida.

Una configuración ventajosa prevé que el elemento de muelle de cuerpo sólido se componga de al menos dos segmentos estratificados, cada uno de los cuales tiene diferentes módulos de compresión. Esto permite ajustar con especial precisión la rigidez y el comportamiento de progresión del dispositivo de suspensión. Por ejemplo, los segmentos pueden estar dispuestos uno detrás de otro en la dirección del movimiento del pistón.

Según un ejemplo de realización, el elemento de resorte de estado sólido está formado por al menos dos segmentos, que están dispuestos en diferentes direcciones de acción cada una de ellas en una de una pluralidad de cavidades de la carcasa, de tal manera que entran en contacto entre sí, en particular un lado frontal de un segmento en una superficie lateral de uno o del otro segmento. Esto proporciona un alto grado de flexibilidad, tanto en lo que respecta a la dirección de las fuerzas a amortiguar como a la factorización de las fuerzas (transmisión de volumen).

Tal como se ha mencionado, es ventajoso si al menos una superficie del pistón orientada hacia el elemento de muelle de cuerpo sólido tiene forma cónica o cóncava. Durante un movimiento que reduce la cavidad, la presión cuasi-estática que prevalece en el elemento de muelle de cuerpo sólido provoca entonces un componente de fuerza que conduce a que el pistón se expanda y, por lo tanto, a que se reduzca el espacio entre el pistón y la carcasa o a que el pistón descanse contra la superficie interior de la carcasa. Se reduce el riesgo de extrusión de material del elemento sólido del muelle, lo cual también aumenta la vida útil del dispositivo de suspensión. Este efecto también puede describirse como un sellado de la cavidad que mejora por sí mismo al aumentar la carga.

El objetivo mencionado al principio se consigue además con un dispositivo de fijación para fijar un elemento de una máquina con un dispositivo de suspensión descrito anteriormente. Esto permite cumplir elegantemente varias funciones con un componente muy compacto. En particular, esto se traduce en las ventajas descritas anteriormente.

Una configuración ventajosa prevé que el pistón y/o el elemento de muelle de cuerpo sólido presenten una sección transversal circular. Esto proporciona un diseño especialmente compacto, robusto y sencillo que se integra bien en cavidades pequeñas.

Alternativamente, es preferente una configuración en la que el pistón y/o el elemento de muelle de cuerpo sólido presenten una sección transversal anular. Esto tiene la ventaja de que en el agujero de la forma del anillo se pueda disponer un dispositivo de unión, como por ejemplo un tornillo o un remache. En este contexto, se ha demostrado que es especialmente ventajoso que el pistón y/o el elemento de muelle de cuerpo sólido estén dispuestos concéntricamente alrededor de un orificio cilíndrico pasante en el que se pueda alojar un tornillo. El dispositivo de fijación presenta preferentemente un tornillo alojado en el agujero pasante. A este respecto, el dispositivo de suspensión puede usarse como elemento de tensado previo para una unión por tornillo.

Según un ejemplo de realización, el pistón se apoya en el interior de la carcasa o entra en contacto con ella, en particular en todo su perímetro. Esto proporciona una gran robustez y unas propiedades de amortiguación definidas con precisión.

Según un ejemplo de realización, el pistón, junto con la carcasa, forma un límite interno o una superficie interna de la cavidad, cuya cavidad puede ser comprimida al menos por el pistón. Esto proporciona una disposición compacta y estable para cargas de presión elevadas.

En el dispositivo de suspensión según la invención, todas las superficies del pistón que están orientadas hacia el elemento de resorte sólido son cónicas o cóncavas, lo que corresponde a una forma convexa correspondiente del elemento de resorte sólido que entra en contacto con el pistón. Esto permite un alojamiento ventajoso del elemento de muelle de cuerpo sólido, especialmente en lo que respecta a la distribución de la presión.

Según un ejemplo de realización, los ángulos formados entre la carcasa y el pistón son superiores a 90°, en particular superiores a 125°. Esto también favorece el alojamiento.

Según un ejemplo de realización, la cavidad está delimitada por secciones de superficie cóncavas o planas que se continúan entre sí de forma continua o con un ángulo superior a 90°, en particular superior a 125°. Esto proporciona un buen comportamiento de compresión, incluso a presiones/fuerzas elevadas, sin someter al elemento sólido del muelle a una gran tensión.

Según una realización, el pistón está dispuesto a ambos lados de dos lados frontales de la carcasa. Esto también tiene ventajas en términos de simetría y de actuación o de aplicación de fuerza sobre el elemento de muelle de cuerpo sólido

Según un ejemplo de realización, el pistón tiene una superficie de apoyo o de presión en uno o ambos lados para recibir y transmitir las fuerzas (de compresión) que se han de transmitir al elemento de muelle de cuerpo sólido. Esto proporciona una disposición o una estructura sencillas y robustas, incluso con dimensiones reducidas, también con respecto a fuerzas mayores. La simetría también puede realizarse de forma sencilla. En particular, se puede realizar una conexión en serie o una disposición en serie del elemento de la máquina, la carcasa, el elemento de muelle de estado sólido y el pistón, o del elemento de la máquina, el pistón, el elemento de muelle de estado sólido y de nuevo el pistón.

Según un ejemplo de realización, el pistón se superpone a la carcasa en estado sin carga al menos por un lado y sobresale de ella, en particular con respecto a un lado frontal de la carcasa. El pistón puede apoyarse en una placa de cubierta. El tamaño del solapamiento puede corresponder a una distancia entre la placa de cubierta y la carcasa.

Según un ejemplo de realización, el elemento de muelle de cuerpo sólido tiene al menos un extremo cónicoconvexo, y/o en donde el elemento de muelle de cuerpo sólido es cilíndrico y está configurado doblemente cónico-convexo en lados opuestos. Por último, pero no menos importante, esto también proporciona ventajas en términos de distribución de la presión. La cavidad puede tener una geometría correspondiente. El dispositivo de suspensión puede configurarse para variar el volumen de la cavidad en el área de una o de la sección cilíndrica de la cavidad o del elemento de muelle de cuerpo sólido. Esto proporciona una distribución homogénea de las cargas, en gran medida independiente del grado de compresión.

Según un ejemplo de realización, la carcasa tiene un reborde o un escalón, en particular en forma de orificio escalonado, contra el cual se apoyan o se pueden poner en contacto el reborde o el escalón del elemento de muelle de cuerpo sólido. Esto permite aumentar la sección transversal de la cavidad en relación con la sección transversal del pistón para reducir la rigidez del conjunto, a modo de transmisor de volumen. Opcionalmente, la sección transversal de la cavidad también puede reducirse en relación con la sección transversal del pistón para aumentar la rigidez. De este modo, el elemento de muelle de cuerpo sólido puede configurarse de manera que se puedan combinar entre sí diferentes formas de volumen, de tal modo que sea posible realizar de modo sencillo ajustes en cuanto al espacio de instalación y la rigidez del muelle, además de otras posibilidades, tales como el cambio de material del polímero.

Según un ejemplo de realización, el dispositivo de suspensión está dispuesto para una transmisión de volumen, en particular mediante un hombro o un escalón previsto en la carcasa y/o mediante varios segmentos no alineados y en interacción del elemento de muelle de cuerpo sólido. Por lo tanto, la transmisión del volumen no solo puede lograrse mediante un escalón o un reborde en la carcasa, sino también mediante una disposición del elemento de muelle de cuerpo sólido (o de varios segmentos del elemento de muelle de cuerpo sólido) en varias cavidades interconectadas pero presurizables independientemente, por ejemplo, dos cavidades cilíndricas dispuestas de manera ortogonal entre sí. También es posible una combinación de ambas medidas, dependiendo de la aplicación y del curso de los vectores de fuerza o de la disposición de los objetos que hay que amortiguar. Uno de los segmentos o una de las cavidades pueden ser, por ejemplo, significativamente más pequeños que el otro segmento o la otra cavidad, y pueden actuar sobre el segmento mayor a la manera de un pequeño émbolo (transmisión de volumen o factorización de un efecto amortiguador).

En el dispositivo de fijación, las características ventajosas mencionadas en relación con el dispositivo de suspensión pueden usarse como alternativa o como complemento de las realizaciones descritas anteriormente.

El objetivo mencionado anteriormente se consigue también mediante un dispositivo de suspensión para el apoyo de un elemento de máquina, en particular por medio de un dispositivo de suspensión descrito anteriormente, fabricado mediante la inserción de un pistón en una carcasa y la formación de una cavidad entre ellos, en donde se dispone un elemento de muelle de estado sólido comprimible, en donde al menos una superficie cónica o cóncava del pistón orientada hacia el elemento sólido de muelle se apoya en la cavidad de tal manera que los componentes de fuerza que actúan sobre ella durante la compresión se dirigen hacia el interior y/o de tal manera que un componente de fuerza que actúa sobre ella durante la compresión hace que el pistón se expanda.

El objetivo anteriormente mencionado también se consigue usando un dispositivo de resorte descrito anteriormente como elemento de precarga para un dispositivo de fijación a modo de unión de tornillo, o usando un dispositivo de suspensión descrito anteriormente en o en lugar de un tapón de cierre de recipiente, en particular como reemplazo de un tapón de cierre sólido. Se ha demostrado que el elemento de muelle de estado sólido aquí descrito es especialmente adecuado para la configuración de conjuntos en espacios de instalación que de otro modo estarían sujetos a fuerzas de restricción extremas debido a la deformación, especialmente debido a su configuración compacta. El elemento de muelle de cuerpo sólido es capaz de compensar las cargas de manera muy ventajosa, especialmente de forma que se pueda conseguir incluso un alivio, por ejemplo, en un sistema de sellado con una lente de junta comparativamente sensible con un contorno de superficie específicamente diseñado para el sellado. En particular, se puede garantizar que la presión superficial en la lente de junta se mantiene constante en todo el intervalo de presión (de funcionamiento). Para ello, el elemento de muelle de cuerpo sólido o toda la disposición pueden ajustarse de manera específica en lo que respecta a la rigidez óptima.

Otros detalles, características y ventajas de la invención serán evidentes a partir de los dibujos, y de la siguiente descripción de las formas de realización preferentes con referencia a los dibujos. Los dibujos se limitan a ilustrar formas de realización a modo de ejemplo de la invención, que no restringen la idea de la misma. Para los símbolos de referencia que no se describen explícitamente en una de las figuras, remítase a las restantes figuras.

Breve descripción de las figuras

La figura 1 muestra un primer ejemplo de realización de un dispositivo de fijación con un dispositivo de suspensión según la invención en una vista en sección.

Las figuras 2, 3 muestran el dispositivo de fijación según la figura 1 en una vista lateral en la dirección del movimiento del pistón, así como en una vista en perspectiva.

La figura 4 muestra un segundo ejemplo de realización de un dispositivo de fijación con un dispositivo de suspensión según la invención en una vista en sección.

La figura 5 muestra una vista en perspectiva del dispositivo de fijación según la figura 4.

La figura 6 muestra un tercer ejemplo de realización en una vista en sección.

La figura 7 muestra un tercer ejemplo de realización en una vista en sección.

Las figuras 8A, 8B, 8C muestran en varias vistas también en detalle una aplicación específica según los ejemplos de realización.

Formas de realización de la invención

En las distintas figuras, las mismas partes están siempre provistas de los mismos símbolos de referencia y, por lo tanto, generalmente solo se nombran o mencionan una vez en cada caso.

En las figuras 1 a 3 se muestra un primer ejemplo de realización de un dispositivo de fijación 10 según la invención para fijar un elemento de una máquina con un dispositivo de suspensión 1. El dispositivo de fijación 10 está concebido como un perno de retención amortiguado por medio de un muelle, a través del cual se puede apoyar una pieza móvil de la máquina, especialmente oscilante.

El dispositivo de fijación 10 tiene una forma sustancialmente cilíndrica y está provisto de una rosca externa 7, a través de la cual el dispositivo de fijación 10 puede fijarse a una primera pieza de la máquina. En un primer lado frontal del dispositivo de fijación 10 hay un polígono 8, por ejemplo en forma de hexágono, al que se puede acoplar una herramienta. En el lado frontal opuesto, el dispositivo de fijación 10 tiene una superficie de presión 9 en la que se puede montar una segunda pieza de la máquina. Alternativamente, la segunda pieza de la máquina puede estar unida al pistón 3, en particular mediante una unión de material. La carcasa 2 y el pistón 3 también pueden tener una forma diferente en lo que respecta a su unión, en particular, también pueden ser una parte integral de las piezas de la máquina que se acoplan entre sí.

El dispositivo de suspensión 1 tiene una carcasa 2 que, en el primer ejemplo de realización, está hecha de una sola pieza y constituye un cuerpo base del dispositivo de fijación 10. En el interior de la carcasa 2, un pistón cilíndrico 3 está apoyado de forma móvil en una dirección de movimiento B, que discurre paralela a un eje longitudinal A del dispositivo de suspensión 1. A este respecto, el pistón 3 tiene una sección transversal circular. Tanto la carcasa 2 como el pistón 3 son de metal, en particular de acero. En la zona comprendida entre el pistón 3 y el contorno interior de la carcasa 2 se encuentra una cavidad que está completamente rellena con un elemento muelle de cuerpo sólido 4. El elemento de muelle de cuerpo sólido 4 es comprimible, de tal modo que a través del elemento de muelle de cuerpo sólido 4 se proporciona un muelle de compresión.

El elemento de muelle de cuerpo sólido 4 está formado por un termoplástico polimérico. Para ello se usa preferentemente el polietileno. El elemento de muelle de cuerpo sólido 4 es cilíndrico con una sección transversal circular. El elemento de muelle de cuerpo sólido 4 está configurado como un elemento de muelle de cuerpo sólido de una sola pieza que no tiene inclusiones, rebajes o poros. En una variante, el elemento de muelle de cuerpo sólido 4 puede estar segmentado de tal manera que presente varios segmentos con diferentes módulos de compresión, proporcionando con ello un dispositivo de suspensión 1 con una característica de muelle progresivo.

Con el fin de reducir o evitar la eliminación o la extrusión no deseadas de material del elemento de muelle de cuerpo sólido 4 durante la compresión y la expansión repetidas del pistón 3, es ventajoso si una superficie 5 del pistón 3 que está orientada hacia el elemento de muelle de cuerpo sólido 4 tiene una forma cónica o cóncava. Durante un movimiento de reducción de la cavidad, la presión cuasi-estática que prevalece en el elemento de muelle de cuerpo sólido 4 provoca unas componentes de fuerza C y D que conducen a la expansión del pistón y, por lo tanto, a la reducción de un espacio entre el pistón 3 y la carcasa 2 o lleva al pistón 3 a apoyarse contra la superficie interior de la carcasa.

La superficie interior 6 de la carcasa opuesta a la superficie 5 del pistón 3 descrita anteriormente también puede tener una forma acorde con la superficie 5 por razones de simetría y las ventajas asociadas con respecto al montaje.

En las figuras 4 y 5 se muestra un segundo ejemplo de realización de un dispositivo de fijación 10 mediante el cual se puede efectuar una fijación amortiguada de las piezas de la máquina. El dispositivo de fijación 10 tiene un dispositivo de suspensión 1 con una carcasa 2, que está construida en forma de anillo. La carcasa 2 tiene una pared exterior cilíndrica 11 y una pared interior cilíndrica 13, que están unidas entre sí a través de una base anular 12. La pared exterior 11 y la pared interior 13 están dispuestas concéntricamente alrededor de un eje longitudinal A. A este respecto, la carcasa 2 es una carcasa de varias piezas. En la zona del eje longitudinal A, la carcasa 2 presenta un orificio pasante 15 en el que se puede introducir un tornillo 16.

Además, el dispositivo de suspensión 1 tiene un pistón anular 3 que, junto con la carcasa 2, delimita una cavidad anular y está apoyado en la carcasa 2 de modo que se puede mover en una dirección de movimiento B paralela al eje longitudinal A. El pistón 3 y la carcasa 2 están fabricados de metal, por ejemplo de acero. La cavidad anular está completamente llena con un elemento de muelle de cuerpo sólido anular comprimible 4. El elemento de muelle de cuerpo sólido 4 está formado por un polímero, preferentemente polietileno.

Para reducir la eliminación o la extrusión no deseadas de material del elemento de muelle de cuerpo sólido 4 durante la compresión y la extensión repetidas del pistón 3, es ventajoso que una superficie 5 del pistón 3 y/o de la base 12 que está orientada hacia el elemento de muelle de cuerpo sólido 4 tenga una forma cónica o cóncava. Durante un movimiento que reduce la cavidad, la presión cuasiestática que prevalece en el elemento muelle de cuerpo sólido 4 provoca una componente de fuerza que conduce a la expansión del pistón 3 y, por lo tanto, reduce el espacio entre el pistón 3 y la carcasa 2 o hace que los pistones 3 y 12 entren en contacto con la superficie interior de la carcasa.

En el lado del pistón anular 3 opuesto al elemento de muelle de cuerpo sólido 4 se encuentra fijada una placa de cubierta 14. La placa de cubierta 14 tiene una escotadura para el paso del tornillo 16, que está alineada con el agujero pasante 15 de la carcasa 2. Una segunda parte de la máquina puede estar unida a la carcasa 2. Para ello, puede estar prevista una rosca exterior en el exterior de la carcasa 2, en particular en el exterior de la pared exterior 11.

La placa de cubierta 14 está dispuesta de tal manera que está separada de la carcasa 2 en un estado sin carga del dispositivo de suspensión 1. Cuando se aplica una carga intensa al dispositivo de suspensión 1, la placa de cubierta 14 golpea contra un lado frontal 17 de la carcasa 2, lo cual puede evitar una carga excesiva del elemento de muelle de cuerpo sólido 4.

Los dispositivos de fijación 10 descritos anteriormente para la fijación de elementos de la máquina tienen cada uno de ellos un dispositivo de suspensión 1 con un pistón 3 y con una carcasa 2, en la que puede conducirse el pistón 3 a lo largo de una dirección de movimiento B. Entre el pistón 3 y la carcasa 2 se forma en cada caso una cavidad en la que está dispuesto un elemento de muelle de cuerpo sólido comprimible 4, que consiste en un cuerpo sólido que puede ser comprimido por el pistón 3.

Según una variante del ejemplo de realización mostrada en las figuras 4 y 5, el pistón 3 está unido a la pared exterior 11, y la base 12 está unida a la pared interior 13, de tal modo que la carcasa está formada por la base12 y la pared interior 13.

Otra variante prevé que el pistón 3 esté unido a la pared interior 13 y la base 12 esté unida a la pared exterior 11. En este sentido, la carcasa tiene el fondo 12 y la pared exterior 11.

Según otra variante, el elemento designado por el símbolo de referencia 12 se puede mover con respecto a la pared interior 13 y a la pared exterior 11, de tal modo que forma un pistón en el sentido de la invención. En una configuración de este tipo, el elemento designado con el símbolo de referencia 3 asume la función del fondo. La carcasa está así formada por los elementos 11, 12 y 3.

Los casos de aplicación de la presente invención están actualmente cubiertos por resortes de disco, resortes corrugados y otras realizaciones de resortes metálicos de flexión. En cambio, la presente invención requiere un espacio de instalación más pequeño con datos de fuerza y de deformación comparables.

A diferencia de los elementos de muelle llenos de un fluido, el dispositivo de suspensión según la invención no requiere ningún elemento de sellado adicional.

La figura 6 muestra un dispositivo de suspensión 1 que tiene una carcasa con dos cavidades 2a, 2b, en cada una de las cuales está dispuesto un segmento 4a, 4b de un elemento de muelle de estado sólido 4 de dos partes. Un lado frontal 4.1 de un segmento 4a actúa sobre una superficie lateral 4.2 del otro segmento 4b. Un pistón 3 actúa, de forma activa (directa) o pasiva (indirecta), sobre cada uno de los segmentos. Esto permite realizar una función de transmisión de volumen. El elemento de muelle de cuerpo sólido 4 se compone de varias partes, en donde los segmentos individuales 4a, 4b no están alineados, sino que son al menos aproximadamente ortogonales entre sí. Mediante un tapón de cierre 18, se puede ajustar la posición de un pistón y, por lo tanto, el recorrido del muelle o la fuerza de pretensado en el estado instalado.

La figura 7 muestra un dispositivo de suspensión 1 con una carcasa con un escalón o un hombro 2.1. El elemento de muelle de cuerpo sólido 4 tiene un escalón o un resalte geométrico 4.3 correspondientes, ya sea por estar dispuesto en compresión en la carcasa, o como una geometría predeterminada. Esto permite realizar una función de transmisión de volumen.

Las figuras 8A, 8B, 8C muestran en varias vistas, también en detalle, una aplicación específica de un dispositivo de suspensión 1 en una disposición de recipiente de alta presión en conexión con una lente de junta 20. La carcasa 2 está atornillada al elemento de la máquina que se va a sellar. Con este tipo de integración, las fuerzas extremas, que se pueden producir con la diferente compresión del tapón de cierre del recipiente 18a, pueden convertirse en fuerzas controlables con respecto a los elementos de sellado y de conexión 20. La figura 8B muestra en detalle la zona rodeada de la figura 8A, y la figura 8C muestra en detalle la zona rodeada de la figura 8B.

Lista de símbolos de referencia

1 dispositivo de suspensión

2 carcasa

2a primera cavidad de la carcasa

2b segunda cavidad de la carcasa

2.1 hombro o escalón

3 pistón

4 elemento de muelle de cuerpo sólido

4a primer segmento del elemento de muelle de cuerpo sólido 4b segundo segmento del elemento de muelle de cuerpo sólido 4.1 lado frontal del elemento de muelle de cuerpo sólido

4.2 superficie lateral del elemento muelle de cuerpo sólido 4.3 hombro o escalón

5 superficie del pistón

6 superficie de la carcasa

7 rosca exterior

8 polígono

9 superficie de presión

10 dispositivo de fijación

11 pared exterior

12 fondo

13 pared interior

14 placa de cubierta

15 agujero pasante

16 tornillo

17 lado frontal de la carcasa

18, 18a tapón de cierre o tapón de cierre de recipiente

20 lente de junta

A eje longitudinal

B dirección del movimiento del pistón

C componente de fuerza

D componente de fuerza

Claims (21)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo de suspensión con un pistón (3) y con una carcasa (2) en la que se puede conducir el pistón (3) a lo largo de una dirección de movimiento (B), en donde hay formada una cavidad entre el pistón (3) y la carcasa (2), en donde en la cavidad está dispuesto un elemento de muelle de cuerpo sólido comprimible (4) que consiste en un cuerpo sólido que puede ser comprimido por el pistón (3), caracterizado porque todas las superficies del pistón que están orientadas hacia el elemento de muelle de cuerpo sólido tienen una forma cónica o cóncava que se corresponde con una forma convexa correspondiente del elemento de muelle de cuerpo sólido (4), de tal manera que un movimiento del pistón que reduce la cavidad conduce a una expansión del pistón, en donde el pistón es de metal.

2. Dispositivo de suspensión según la reivindicación 1, en el que el elemento de muelle de cuerpo sólido (4) llena la cavidad entre el pistón (3) y la carcasa (2) de forma sustancialmente completa o al menos en su totalidad bajo carga de funcionamiento.

3. Dispositivo de suspensión según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el elemento de muelle de cuerpo sólido (4) está hecho de plástico, en particular de termoplástico o de elastómero; o en el que el elemento de muelle de cuerpo sólido (4) es de polietileno.

4. Dispositivo de suspensión según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el elemento de muelle de cuerpo sólido (4) presenta un módulo de compresión en el intervalo de 100 MPa a 100.000 MPa, en particular de 1000 MPa a 6000 MPa.

5. Dispositivo de suspensión según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el elemento de muelle de cuerpo sólido (4) está formado por al menos dos segmentos estratificados, cada uno de los cuales tiene diferentes módulos de compresión; o en el que el elemento de muelle de cuerpo sólido (4) está formado por al menos dos segmentos (4a, 4b), cada uno de los cuales está dispuesto en diferentes direcciones de acción en una de varias cavidades (2a, 2b) de la carcasa, de manera que están en contacto entre sí, en particular un lado frontal (4.1) en una superficie lateral (4.2).

6. Dispositivo de suspensión según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el pistón (3) y/o el elemento muelle de cuerpo sólido (4) tienen una sección transversal circular.

7. Dispositivo de suspensión según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el pistón (3) y/o el elemento muelle de cuerpo sólido (4) tienen una sección transversal anular.

8. Dispositivo de suspensión según la reivindicación 7, en el que el pistón (3) y/o el elemento de muelle de cuerpo sólido (4) están dispuestos concéntricamente alrededor de un orificio pasante cilíndrico (15) en el que se puede alojar un tornillo (16).

9. Dispositivo de suspensión según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el pistón (3) está en contacto o se pone en contacto con la carcasa (2) por el interior, en particular por la totalidad de su perímetro; y/o en el que el pistón (3) junto con la carcasa (2) forma un límite interior o una superficie lateral interior de la cavidad, pudiendo la cavidad ser comprimida al menos por el pistón.

10. Dispositivo de suspensión según una de las reivindicaciones anteriores, en el que los ángulos formados entre la carcasa y el pistón son mayores de 90°, en particular mayores de 125°; y/o en el que la cavidad está delimitada por secciones de superficie cóncava o plana que se continúan entre sí de forma continua o con un ángulo mayor de 90°, en particular mayor de 125°.

11. Dispositivo de suspensión según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el pistón está dispuesto en ambos lados en dos lados frontales de la carcasa; y/o en el que el pistón tiene una superficie de apoyo o de presión en uno o ambos lados para recibir y transmitir las fuerzas que se han de transmitir al elemento de muelle de cuerpo sólido.

12. Dispositivo de suspensión según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el pistón se superpone a la carcasa en estado sin carga, al menos por un lado, y sobresale de la misma, en particular con respecto a un lado frontal de la carcasa.

13. Dispositivo de suspensión según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el elemento de muelle de cuerpo sólido tiene al menos un extremo cónico-convexo; y/o en el que el elemento de muelle de cuerpo sólido es cilíndrico y doblemente cónico-convexo en los lados opuestos.

14. Dispositivo de suspensión según una de las reivindicaciones anteriores, en el que la carcasa tiene un hombro o un escalón (2.1), en particular en forma de orificio escalonado, contra los dichos hombro o escalón se apoya el elemento de muelle de cuerpo sólido se apoya o puede ponerse en contacto.

15. Dispositivo de suspensión según una de las reivindicaciones anteriores, en donde el dispositivo de suspensión (1) está configurado para una transmisión de volumen, en particular por medio de un hombro o de un escalón (2.1) previstos en la carcasa (2) y/o por medio de varios segmentos (4a, 4b) no alineados y que interactúan entre sí del elemento de muelle de cuerpo sólido.

16. Dispositivo de suspensión para el apoyo de un elemento de una máquina, fabricado introduciendo un pistón (3) de metal en una carcasa (2) y formando una cavidad entre ellos, en la que se dispone un elemento de muelle de cuerpo sólido comprimible (4), en donde todas las superficies cónicas o cóncavas del pistón que están orientadas hacia el elemento de muelle de cuerpo sólido (4) están apoyadas en la cavidad de tal manera que los componentes de fuerza que actúan sobre ellas durante la compresión se dirigen hacia el interior, de tal manera que un componente de fuerza que actúa sobre la superficie respectiva durante la compresión hace que el pistón se expanda.

17. Dispositivo de suspensión según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el módulo de elasticidad de la carcasa y/o del pistón es al menos tres veces mayor que el módulo de compresión del elemento sólido de muelle; y/o en el que la carcasa y/o el pistón están hechos de metal, en particular de acero, de aluminio o de metal no férrico.

18. Dispositivo de suspensión según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el elemento de muelle de cuerpo sólido se apoya en la superficie del pistón orientada hacia él y entra en contacto con el pistón.

19. Dispositivo de fijación (10) para la fijación de un elemento de la máquina, caracterizado por un dispositivo de suspensión (1) según una de las reivindicaciones anteriores.

20. Uso de un dispositivo de suspensión según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores como elemento de pretensado para un dispositivo de fijación a modo de unión atornillada, en particular en un conjunto de recipiente de alta presión con una lente de junta (20), o uso de un dispositivo de suspensión según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en o en lugar de un tapón de cierre de recipiente, en particular como sustitución de un tapón de cierre macizo en un conjunto de recipiente de alta presión con una lente de junta (20).

21. Uso de un dispositivo de suspensión según una de las reivindicaciones anteriores en un sistema de sellado con lente de junta (20).