ES2891335T3 - Actuador hidráulico con amplificador de presión de cartucho - Google Patents

Abstract

Actuador hidráulico (1) que comprende una carcasa (2) del cilindro, un pistón (5) con un vástago de pistón (6) dispuesto de forma desplazable en el interior de la carcasa (2) del cilindro y un amplificador de presión (17) que comprende una sección de entrada (18) con un 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), caracterizado en que el actuador hidráulico (1) comprende un manguito (10a) que está dispuesto al me- nos parcialmente dentro del vástago de pistón (6), en el que el amplificador de presión (17) está dispuesto esta- cionariamente dentro del manguito (10a), y el amplificador de presión (17) y el manguito (10a) forman un ampli- ficador de presión de cartucho (10).

Description

DESCRIPCIÓN

Actuador hidráulico con amplificador de presión de cartucho

La invención se refiere a un actuador hidráulico que comprende una carcasa del cilindro, un pistón con un vástago de pistón dispuesto de forma desplazable dentro de la carcasa del cilindro y un amplificador de presión que com­ prende una sección de entrada con un 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, por el documento WO 2011/104662 A1. En el interior del vástago de pistón está dispuesto un amplificador de presión. Con esta finalidad, el vástago de pistón comprende un orificio axial en el que un pistón de amplificación del amplificador de presión es amovible.

Tales 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, los citados miembros mecánicos encuentran una resistencia inducida por la pieza que se debe 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 ser proporcionada por el actuador hidráulico.

Con el fin de evitar una insuficiencia de presión durante el proceso de trabajo, es conocido el uso de amplificadores de presión en conexión con el actuador hidráulico. Los citados 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 sec­ ción de entrada a través del puerto de entrada. El fluido hidráulico pasa a través de la cámara de baja presión. La presión del fluido hidráulico es amplificada posteriormente. A continuación, pasa a través de la cámara de alta pre­ sión 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, tales 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 fluido entre el actuador hidráulico y el amplificador de presión. Normalmente, para conseguirlo, el diseño técnico del actuador hidráulico necesita modificaciones estructu­ rales 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 tienen que ser montados simultáneamente. Las diferen­ tes partes del actuador hidráulico y del amplificador de presión deben ser mecanizadas unas para las otras.

Por lo tanto un objetivo de la presente invención es proporcionar un actuador hidráulico con un amplificador de pre­ sión modular.

Este objetivo se logra porque el actuador hidráulico comprende un manguito que está dispuesto al menos parcial­ mente dentro del vástago de pistón, en el que el amplificador de presión está dispuesto estacionariamente dentro del manguito, y el amplificador de presión y el manguito forman un amplificador de presión de cartucho.

Un diseño modular del amplificador de presión se hace posible por medio del amplificador de presión de cartucho. El amplificador de presión de cartucho puede ser montado por completo con independencia del actuador hidráulico. La sección de entrada y la sección activa del amplificador de presión están dispuestas en el interior del manguito: de este modo, el amplificador de presión de cartucho puede ser montado fácilmente y, a continuación, insertarse en el vástago de pistón como un orificio. Sólo queda establecer una comunicación de fluido entre el amplificador de pre­ sión y la carcasa del cilindro. Con esta finalidad, el manguito está dispuesto, al menos parcialmente, en el interior del vástago de pistón. De esta manera, el fluido hidráulico que sale por el puerto de salida de alta presión del amplifica­ dor de presión puede incrementar la presión suministrada por el pistón del actuador hidráulico. Además, disponer el manguito al menos parcialmente dentro del vástago de pistón también elimina la necesidad de características cons­ tructivas adicionales asociadas al actuador hidráulico. Las características comunes del actuador hidráulico, tales como el vástago de pistón, pueden ser mantenidas. No se necesitan piezas adicionales.

En una realización, el manguito está dispuesto concéntricamente con el vástago de pistón y fija una posición de la sección de entrada en relación con una posición de la sección activa. El amplificador de presión de cartucho consta de dos secciones: la sección de entrada y la sección activa. Esto se debe al montaje de sus partes internas, tales como la cámara de baja presión y la cámara de alta presión. Para que el amplificador de presión funcione correcta­ mente, es necesario mantener juntas estas dos secciones con una fuerza externa. Con esta finalidad, el manguito se utiliza para fijar una posición de la sección de entrada en relación con una posición de la sección activa. Por lo tanto, el manguito podría fijar de forma forzada la sección de entrada y la sección de salida una con respecto a la otra. Sin embargo, también es posible un ajuste de forma. Ambas secciones pueden insertarse entonces simultáneamente en el vástago de pistón. El montaje modular se hace posible. El manguito está dispuesto concéntricamente dentro del vástago de pistón. Así se evitan los desequilibrios en el vástago de pistón móvil. Se facilita el montaje del amplifica­ dor de presión de cartucho dentro del vástago de pistón.

En otra realización, el puerto de entrada de presión y el puerto de salida de alta presión están dispuestos coaxial­ mente en extremos axiales opuestos del manguito. Esta disposición facilita la alimentación del amplificador de pre­ sión de cartucho con fluido hidráulico. Es posible, por ejemplo, disponer el puerto de entrada de presión en la proxi­ midad de un ojo de pistón. Los canales que alimentan el amplificador de presión de cartucho con fluido hidráulico a través del puerto de entrada de presión pueden estar dispuestos entonces dentro del vástago de pistón y del ojo de pistón. Alternativamente, el puerto de entrada de presión también puede estar dispuesto dentro de la propia carcasa del cilindro. De este modo, la carcasa del cilindro puede contener los canales que suministran el fluido hidráulico a través del puerto de entrada de presión. El puerto de entrada de presión y el puerto de salida de alta presión están dispuestos coaxialmente con el fin de evitar desequilibrios. De este modo también se consigue una transmisión efi­ caz del fluido hidráulico desde el amplificador de presión de cartucho hasta el actuador hidráulico.

En otra realización, la sección de entrada comprende una válvula de secuencia piloto que está en comunicación de fluido con el puerto de entrada de presión y está dispuesta en una dirección axial de la sección de entrada. La válvu­ la de secuencia piloto puede estar montada por roscado en la 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 comple­ to 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 todavía 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 pre­ sión a la cámara de baja presión. La parte inferior de la válvula de secuencia piloto está conectada al puerto de en­ trada de presión a través del canal de entrada principal. Se conecta a través del primer canal piloto a un primer pa­ sador 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 con el 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 pilo­ to desde el puerto de entrada de presión hasta la cámara de baja presión. La presión del fluido hidráulico se amplifi­ ca 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 valor deter­ minado preestablecido.

En otra realización, la sección activa comprende una válvula de sobrecentro que establece una comunicación de fluido entre el puerto de entrada de presión y el puerto de salida de alta presión y que está dispuesta en una direc­ ción axial de la sección activa. La válvula de sobrecentro 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 mon­ tadas una con respecto a la otra, ya no es posible establecer un nivel de presión de la válvula de sobrecentro. Por lo tanto, el ajuste adecuado se consigue por medio de varios tipos de resortes. Estos resortes forman parte de las múltiples partes de la válvula de sobrecentro. La válvula de sobrecentro 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 mantenimiento 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 sobrecentro también puede proporcionar una función de disminución controlada desde el puerto de salida de alta presión hasta el puerto de entrada de presión, evitando de esta manera caídas de presión demasiado pronunciadas. La válvula de sobrecentro comprende tres puertos de conexión: un puerto de entrada de la válvula de sobrecentro asociado al canal de entrada principal, un puerto de salida de la válvula de sobrecentro asociado a un segundo canal de alta presión, así como un puerto piloto de la válvula de sobrecentro asociado a una línea piloto. La línea piloto conecta la válvula de sobrepresión con el canal de contraflujo principal. En una dirección desde el puerto de entrada de presión hasta el puerto de salida de alta pre­ sión, la válvula de sobrecentro proporciona un flujo completo de fluido hidráulico a través del canal de entrada princi­ pal. Esto se puede lograr mediante una válvula de retención integrada en la válvula de sobrecentro. En la dirección de flujo opuesta, desde el puerto de salida de alta presión hasta el puerto de entrada de presión, la válvula de sobre­ centro bloquea el flujo de fluido hidráulico. Sin embargo, una vez que la presión aplicada a la línea piloto supera un valor preestablecido determinado, la válvula de sobrecentro abre una vía de fluido desde el puerto de salida de alta presión hasta el canal de contraflujo principal.

En todavía otra realización, la válvula de sobrecentro está montada en una primera cara axial de la sección de en­ trada, en la que la primera cara axial de la sección de entrada se apoya contra una primera cara axial de la sección activa. La válvula de sobrecentro se compone de múltiples piezas, tales como varios tipos de resortes. Estas piezas se montan en la dirección axial de la sección activa para ahorrar espacio. En la misma, un plano divisor está consti­ tuido por el apoyo de la primera cara extrema axial de la sección de entrada contra la primera cara extrema axial de la sección activa. Todas las piezas de la válvula de sobrecentro se montan en la primera cara axial de la sección de entrada, es decir, desde el plano divisor. Por lo tanto, la posición correcta de todas las partes de la válvula de sobre­ centro 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 sobrecentro. No es necesario una rosca en la sección activa. El montaje y la fabricación del amplificador de presión de cartucho 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 pis­ tón de baja presión. El casquillo de 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 cir­ cunferenciales de la cámara de baja presión de la sección de entrada. El casquillo de pistón de baja presión puede estar moldeado, por ejemplo, en la sección de entrada o puede estar montado con un accesorio a presión (depen­ diendo del material utilizado para el casquillo). Puede consistir en una sola pieza. También puede consistir en dife­ rentes piezas. A continuación, las diferentes piezas se moldean en la sección de entrada una después de la otra. Hay que evitar los huecos entre las distintas piezas. La posición correcta de las diferentes piezas puede ser contro­ lada por una plantilla durante el proceso de moldeo. Después del proceso de moldeo, el casquillo de 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 pis­ tón de alta presión. El casquillo de pistón de alta presión es una forma fácil y rentable de aumentar la vida útil del pistón de alta presión. Esto se consigue al disminuir la fricción entre el pistón de alta presión y las paredes circunfe­ renciales de la cámara de alta presión de la sección activa. El casquillo de pistón de alta presión comprende dos partes de diferente longitud: un primer elemento de casquillo de pistón de alta presión y un segundo elemento de casquillo de 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 de pistón de alta presión debe ser mecanizado a un determinado diámetro interior. El casquillo también podría montarse con un accesorio a presión (dependiendo del material utilizado para el casquillo).

En todavía otra realización, el casquillo de pistón de alta presión comprende una abertura que abre un segundo canal piloto que establece una comunicación de fluido entre la cámara de alta presión y una válvula de control. El casquillo de pistón de alta presión puede comprender el primer elemento de casquillo de pistón de alta presión y el segundo elemento de casquillo del pistón de alta presión. Entre estos casquillos se encuentra la abertura. La abertu­ ra 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 de cartucho puede aumentarse mediante el casquillo, asegurando al mismo tiempo su correcto funcionamiento. El cas­ quillo de pistón de alta presión puede implementarse sin necesidad de modificar las características constructivas del amplificador de presión de cartucho.

En otra realización, el amplificador de presión de cartucho está fijado al vástago de pistón de tal manera que el vástago de pistón y el amplificador de presión de cartucho son mutuamente desplazables. Para ello, el amplificador de presión de cartucho puede montarse completamente dentro del vástago de pistón. Puede montarse concéntricamen­ te con el vástago de pistón. Esto facilita el montaje del actuador hidráulico. El amplificador de presión de cartucho puede montarse por separado del actuador hidráulico. A continuación, puede integrarse en el vástago de pistón, antes de completar el montaje del actuador hidráulico. Se hace factible un conjunto modular de actuador hidráulico y amplificador de presión de cartucho.

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

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

En otra realización, el amplificador de presión de cartucho está fijado a la carcasa del cilindro de tal manera que el pistón es desplazable en relación con el amplificador de presión de cartucho. El amplificador de presión de cartucho está montado en la carcasa del cilindro concéntricamente con el vástago de pistón. El amplificador de presión de cartucho está dispuesto, al menos parcialmente, en el interior del vástago de pistón. Sin embargo, en esta realización, el amplificador de presión de cartucho no sigue el movimiento del pistón, sino que permanece inmóvil en rela­ ción con la carcasa del cilindro. Como el amplificador de presión de cartucho sigue estando dispuesto al menos parcialmente dentro del vástago de pistón, el solapamiento entre el amplificador de presión de cartucho y el vástago de pistón varía durante la carrera del pistón.

En una realización final, el puerto de entrada de presión está dispuesto dentro de la carcasa del cilindro estableciendo una comunicación de fluido entre el puerto de entrada de presión y un puerto de entrada de la carcasa. El puerto de entrada de la carcasa puede estar dispuesto en la carcasa del cilindro como un orificio perforado. El puerto de entrada de presión puede estar dispuesto coaxialmente con el vástago de pistón. Conecta el amplificador de presión de cartucho con el suministro de fluido hidráulico del actuador hidráulico a través del puerto de entrada de la carca­ sa. El puerto de salida de alta presión del amplificador de presión de cartucho está dispuesto en el extremo axialmente opuesto del amplificador de presión de cartucho en relación con el puerto de entrada de presión. Por lo tanto, durante la mayor parte de la carrera del pistón, el puerto de salida de alta presión estará dispuesto dentro del vásta­ go de pistón.

La invención se describirá con referencia a diferentes realizaciones en relación con las figuras en los próximos párra­ fos. En las mismas,

la figura 1 representa un actuador hidráulico con un amplificador de presión de cartucho de acuerdo con una primera realización de la invención;

la figura 2 representa un actuador hidráulico con un amplificador de presión de cartucho de acuerdo con una segunda realización de la invención;

la figura 3 representa una primera realización del amplificador de presión de cartucho;

la figura 4 representa una segunda realización del amplificador de presión de cartucho;

la figura 5 representa una tercera realización del amplificador de presión de cartucho;

la figura 6 representa una cuarta realización del amplificador de presión de cartucho.

Un actuador hidráulico 1 comprende una carcasa 2 del cilindro. La carcasa 2 del cilindro comprende en su primer extremo axial un ojo de cilindro 3. Además, comprende una culata 4 que obtura un volumen interior de la carcasa 2 del cilindro de forma estanca. El actuador hidráulico 1 está compuesto por un pistón 5 con un vástago de pistón 6 dispuesto de forma desplazable dentro de la carcasa 2 del cilindro. El vástago de pistón 6 encaja en la culata 4. El vástago de pistón 6 comprende una cabeza de pistón 7 en su primer extremo axial y un ojo de pistón 7a en su se­ gundo extremo axial. Una cámara de trabajo 8 del actuador hidráulico 1 está dispuesta en el lado de la cabeza de pistón 7 opuesto al ojo de pistón 7a. La cabeza de pistón 7 comprende un puerto lateral de pistón 9. El puerto lateral de pistón 9 está dispuesto coaxialmente con el vástago de pistón 6. Establece una primera comunicación de fluido entre la cámara de trabajo 8 del actuador hidráulico 1 y un amplificador de presión de cartucho 10. El amplificador de presión de cartucho 10 está dispuesto dentro del vástago de pistón 6. Comprende un manguito 10a. Tanto el man­ guito 10a como el amplificador de cartucho 10 están dispuestos coaxialmente con el vástago de pistón 6. El vástago de pistón 6 comprende además un puerto lateral 11 del vástago de pistón que establece una segunda comunicación de fluido entre el amplificador de presión de cartucho 10 y el volumen interior del de la carcasa 2 del cilindro.

En un extremo axial del amplificador de presión de cartucho 10, en las proximidades del ojo de pistón 7a, se dispone un adaptador interno 12. El adaptador interno 12 se fija en su posición dentro del vástago de pistón 6 por medio de una junta radial 13.

La junta radial 13 fija el adaptador interno 12 coaxialmente con el vástago de pistón 6. El adaptador interno 12 establece una comunicación de fluido entre el amplificador de presión de cartucho 10 y un puerto de entrada 14 del pis­ tón. El puerto de entrada 14 del pistón está dispuesto dentro del ojo de pistón 7a. En el interior del ojo de pistón 7a se ha dispuesto también un puerto de salida 15 del pistón correspondiente al puerto de entrada 14 del pistón.

En la realización de la figura 1, el amplificador de presión de cartucho 10 está montado concéntricamente dentro del vástago de pistón perforado 6. El amplificador de presión de cartucho 10 está dispuesto más cerca de la cabeza de pistón 7 que del ojo de pistón 7a. El puerto de entrada 14 del pistón y el puerto de salida 15 del pistón están dispues­ tos dentro del ojo de pistón 7a como orificios perforados. Proporcionan fluido hidráulico con una presión determinada y preestablecida. El fluido hidráulico presurizado es proporcionado, por ejemplo, por una bomba externa (no mostra­ da). El puerto de entrada 14 del pistón está dispuesto coaxialmente con el vástago de pistón 6. Está conectado al adaptador interno 12. El adaptador interno 12 está conectado al amplificador de presión de cartucho 10.

El adaptador interno 12 puede ser un tubo. Se encuentra situado coaxialmente con el vástago de pistón 6 dentro del vástago de pistón perforado 6. El adaptador interno 12 puede cambiar en función de la carrera del pistón 6. El adap­ tador interno 12 puede fijarse en su posición mediante la junta radial 13. La junta radial 13 puede ser un anillo de sellado. La junta radial 13 mantiene el adaptador interno 12 en su posición coaxial con el vástago de pistón 6. El montaje resulta fácil y eficaz. El vástago de pistón 6 tiene un diámetro mayor que el diámetro del adaptador interno 12. De esta manera, un canal anular del pistón abre una comunicación de fluido entre el amplificador de presión de cartucho 10 y el puerto de salida 15 del pistón. Este canal anular del pistón se utiliza para el contraflujo del fluido hidráulico desde el amplificador de presión de cartucho 10 hasta el puerto de salida 15 del pistón.

A continuación, el fluido hidráulico presurizado se suministra en el puerto de entrada 14 del pistón y el adaptador interno 12, al amplificador de presión de cartucho 10. La presión del fluido hidráulico que se suministra al amplifica­ dor de presión de cartucho 10 se mejora por medio del amplificador de presión de cartucho 10. El fluido hidráulico de alta presión sale del amplificador de presión de cartucho 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 hidráuli­ co dentro del actuador hidráulico 1.

En la realización de la figura 2, el amplificador de presión de cartucho está dispuesto de una manera diferente. El amplificador de presión de cartucho 10 está montado aquí concéntricamente en el fondo de la carcasa 2 del cilindro. El fondo de la carcasa 2 del cilindro es la cara final axial del volumen interior de la carcasa 2 del cilindro opuesto a la culata 4. En el interior de la carcasa 2 del cilindro se han dispuesto un puerto de entrada 14a de la carcasa y un puerto de salida 15a de la carcasa. El puerto de entrada 14a de la carcasa proporciona fluido hidráulico presurizado, por ejemplo, por medio de una bomba externa (no mostrada), al amplificador de presión de cartucho 10. Por lo tanto, cumple la misma función que el puerto de entrada 14 del pistón. El puerto de entrada 14a de la carcasa está dis­ puesto coaxialmente con el vástago de pistón 6. Se conecta al amplificador de presión de cartucho 10. En esta reali­ zación, no es necesario un adaptador interno 12. El contraflujo del fluido hidráulico desde el amplificador de presión de cartucho 10 se consigue mediante el puerto de salida 15a de la carcasa. Por lo tanto, cumple la misma función que el puerto de salida 15 del pistón.

Puesto que el amplificador de presión de cartucho 10 está montado estacionariamente en la carcasa 2 del cilindro de acuerdo con la realización de la figura 2, surgen más diferencias con la realización de la figura 1. El amplificador de presión de cartucho 10 ya no está dispuesto estacionariamente con respecto al vástago de pistón 6. Sin embargo, está dispuesto de forma estacionaria con respecto a la carcasa 2 del cilindro. Esto significa que el vástago de pistón 6 se solapa con el amplificador de presión de cartucho 10 en un grado variable dependiendo de la carrera del vástago de pistón 6. A medida que el fluido hidráulico presurizado entra en el amplificador de presión de cartucho 10 a través de la carcasa 2 del cilindro, el fluido hidráulico amplificado sale del amplificador de presión de cartucho 10 a través del puerto lateral del pistón 9 hacia el interior del vástago de pistón 6.

Además, la realización de la figura 2 no depende de que el puerto lateral del vástago de pistón 11 esté dispuesto en una dirección radial del vástago de pistón 6. Por el contrario, el orificio lateral del vástago de pistón 11 está dispuesto dentro de la carcasa 2 del cilindro. Establece una comunicación de fluido con un tubo externo del cilindro 16. El cita­ do tubo externo del cilindro 16 está en comunicación de fluido con el puerto de salida 15a de la carcasa.

Por lo demás, el principio de funcionamiento del actuador hidráulico 1 de acuerdo con las realizaciones de la figura 1, 2 es idéntico y conocido en el estado de la técnica.

La realización de la figura 3 muestra un amplificador de presión 17. El amplificador de presión 17 comprende una sección de entrada 18 así como una sección activa 19. La división del amplificador de presión 17 en una sección de entrada 18 y una sección activa 19 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 con el fin de asegurar el correcto funcionamiento del amplifi­ cador de presión 17. La fuerza externa es proporcionada por los manguitos 10a del amplificador de presión de cartu­ cho 10.

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 figura 1 o al puerto de entrada 14a de la carcasa de la realización de la figura 2. De este modo, se suministra fluido hidráulico presurizado al amplificador de presión 17. El fluido hidráulico presurizado fluye dentro de un canal principal de entrada 21. El canal de entrada principal 21 conec­ ta 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 9 del lado del pistón 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 dis­ puesto dentro de la sección activa 19 del amplificador de presión 17.

La sección activa 18 también comprende un puerto de entrada de contraflujo 23. El puerto de entrada de contraflujo 23 está conectado a un canal de contraflujo principal 24 que conduce a un puerto de salida de contraflujo 25. El puerto de entrada de contraflujo 23 está conectado al puerto lateral del vástago de pistón 11 del actuador hidráulico 1. El puerto de salida de contraflujo 24 está conectado al puerto de salida 14 del pistón o al puerto de salida 14a de la carcasa, respectivamente.

El principio de funcionamiento del amplificador de presión 17 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 a través del canal de entrada principal 21. En el canal de entrada principal 21, dentro de la sección activa 19, hay dispuesta una válvula de sobrecentro 26. Cuando no hay demanda de fluido hidráulico con presión amplificada, una válvula de retención dentro de la válvula de sobrecentro 26 permite el flujo completo de fluido hidráulico a través del canal principal de entrada 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 incrementada al actuador hidráulico 1, la presión del fluido hidráulico tam­ bién 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. De esta manera, 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 29 de válvula de control de una válvula de control 30. La presión aplicada al primer pasador 29 de válvula de control mueve la válvula de control 30 a una posición en la que el fluido hidráulico puede pasar a través de la misma y al interior de 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 la citada cámara de baja pre­ sión 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 la citada superficie de 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 por medio de un vástago de pistón de baja presión - alta presión 36 a un pistón de alta presión 37 en el interior de una cámara de alta presión 38a.

El pistón de alta presión 37 comprende una superficie 38 del pistón de alta presión. La citada superficie 38 del pistón de alta presión tiene un área menor que la superficie 34 del pistón de baja presión. Por lo tanto, la presión que actúa sobre la superficie 34 del pistón de baja presión 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 hi­ dráulico 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 prin­ cipal 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 fluido con un segundo canal piloto 4. 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 segun­ do pasador de válvula de control 45 es mayor que la del primer pasador de válvula de control 29, la válvula de con­ trol 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 fluido 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 se­ cuencia piloto 27 vuelve finalmente a su posición original y el ciclo se repite.

La realización de la figura 4 muestra cómo la válvula de secuencia piloto 27 puede estar montada a roscado en una dirección axial de la sección de entrada 18. La parte inferior de la válvula de secuencia piloto 27 se conecta enton­ ces 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 se puede deducir de la figura 4, el amplificador de presión 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. De esta manera, 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 17, la sección de entrada 18 y la sección activa 19 se mantienen unidas por la fuerza externa ejercida por el manguito 10a.

En la realización de la figura 5 se ejemplifica la posición de la válvula de sobrecentro 26 dentro de la sección activa 19. La válvula de sobrecentro 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 entra­ da 18. La posición correcta de todas las piezas se consigue cubriendo la sección de entrada 18. Por lo tanto, no es necesario un rosca 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 sobrecentro 26. Por lo tanto, el citado ajuste se realiza mediante varios tipos de resortes.

La válvula de sobrecentro 26 puede proporcionar un flujo completo desde el puerto de entrada de presión 20 al puer­ to 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 disminución controlada desde el puerto de salida de alta presión 22 hasta el puerto de entrada de presión 20.

La válvula de sobrecentro 26 tiene tres puertos de conexión: un puerto de entrada de la válvula de sobrecentro aso­ ciado con el canal de entrada principal 21; un puerto de salida de la válvula de sobrecentro asociado con el segundo canal de alta presión 42; y un puerto piloto de la válvula de sobrecentro asociado con una línea piloto 52. El conduc­ to piloto 52 conecta la válvula de sobrepresión 26 con el canal principal de contraflujo 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 sobrecentro 26 se mantiene bloqueada hasta que se aplica suficiente presión a la línea piloto 52. La vál­ vula de sobrecentro 26 también está conectada a un canal de derivación 53.

En la realización de la figura 6, el amplificador de presión 17 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 de 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 de 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 de pistón de baja presión 54 está moldeado en la sección de entrada 18. La posición adecuada es con­ trolada por la plantilla durante el proceso de moldeo. Existe un uso para el mecanizado del casquillo de pistón de baja presión 54 a un determinado diámetro después del moldeo.

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

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Actuador hidráulico (1) que comprende una carcasa (2) del cilindro, un pistón (5) con un vástago de pistón (6) dispuesto de forma desplazable en el interior de la carcasa (2) del cilindro y un amplificador de presión (17) que comprende una sección de entrada (18) con un 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), caracterizado en que el actuador hidráulico (1) comprende un manguito (10a) que está dispuesto al me­ nos parcialmente dentro del vástago de pistón (6), en el que el amplificador de presión (17) está dispuesto esta­ cionariamente dentro del manguito (10a), y el amplificador de presión (17) y el manguito (10a) forman un ampli­ ficador de presión de cartucho (10).

2. Actuador hidráulico de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado en que el manguito (10a) está dispuesto concéntricamente con el vástago de pistón (6) y fija una posición de la sección de entrada (18) respecto a una posición de la sección activa (19).

3. Actuador hidráulico de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado en que el puerto de entrada de pre­ sión (20) y el puerto de salida de alta presión (22) están dispuestas coaxialmente en extremos axiales opuestos del manguito (10a).

4. Actuador hidráulico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado en que la sección de entrada (18) comprende una válvula de secuencia piloto (27) que está en comunicación de fluido con el puer­ to de entrada de presión (20) y está dispuesta en una dirección axial de la sección de entrada (18).

5. Actuador hidráulico de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado en que 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 de esta manera un primer canal piloto (28) desde el puerto de entrada de presión (20) hasta la cámara de baja presión (32).

6. Actuador hidráulico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado en que la sección activa (19) comprende una válvula de sobrecentro (26) que establece una comunicación de fluido 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).

7. Actuador hidráulico de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado en que la válvula de sobrecentro (26) está montada en una primera cara extrema axial (48) de la sección de entrada (18), en la que la primera cara extrema axial (48) de la sección de entrada (18) hace tope con una primera cara extrema axial (50) de la sec­ ción activa (19).

8. Actuador hidráulico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado en que 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).

9. Actuador hidráulico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado en que 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).

10. Actuador hidráulico de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado en que el casquillo de pistón de alta pre­ sión (55) comprende una abertura (43) que abre un segundo canal piloto (44) que establece una comunicación de fluido entre la cámara de alta presión (38a) y una válvula de control (30).

11. Actuador hidráulico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado en que el amplifi­ cador de presión de cartucho (10) está fijado al vástago de pistón (6) de manera que el vástago de pistón (6) y el amplificador de presión de cartucho (10) son mutuamente desplazables.

12. Actuador hidráulico de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado en que el amplificador de presión de cartucho (10) comprende un adaptador interno (12) que establece una comunicación de fluido entre el puerto de entrada de presión (20) y un puerto de entrada del pistón (14).

13. Actuador hidráulico de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado en que el adaptador interno (12) com­ prende una junta radial (13) que fija concéntricamente el adaptador interno (12) con respecto al vástago de pis­ tón (6).

14. Actuador hidráulico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado en que el amplifi­ cador de presión de cartucho (10) está fijado a la carcasa del cilindro (2) de manera que el pistón (5) es desplazable con respecto al amplificador de presión de cartucho (10).

15. Actuador hidráulico de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado en que el puerto de entrada de presión (20) está dispuesto dentro de la carcasa del cilindro (2) estableciendo una comunicación de fluido entre el puer­ to de entrada de presión (20) y un puerto de entrada de la carcasa (14a).