ES2975324T3 - Actuador con conjunto amortiguador - Google Patents

Abstract

Un actuador que incluye una carcasa, una varilla del actuador y un conjunto amortiguador. El actuador tiene un eje, la carcasa tiene un primer extremo y una abertura situada en el primer extremo de la carcasa, y la varilla del actuador se extiende a través de la abertura a lo largo del eje del actuador. El conjunto amortiguador está montado en el primer extremo de la vivienda, e incluye uno o más dispositivos de absorción de energía. El conjunto amortiguador está colocado en la carcasa de manera que un eje de cada uno de los uno o más dispositivos de absorción de energía esté desplazado con respecto al eje del actuador. El conjunto amortiguador está configurado de manera que uno o más dispositivos absorbentes de energía proporcionen extremos bidireccionales. amortiguación de carrera. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Actuador con conjunto amortiguador

La presente invención se refiere a un actuador. Más particularmente, la presente invención se refiere a un actuador mejorado que incluye un conjunto amortiguador. La presente invención también se refiere a un simulador o sistema de prueba o sistema de movimiento, que incluye un actuador mejorado que tiene un conjunto amortiguador.

Se sabe que los actuadores, incluyendo los actuadores hidráulicos y los actuadores electromecánicos, se equipan con mecanismos de amortiguación (independientes) para desacelerar y reducir, o amortiguar, el impacto del vástago del actuador o pistón, golpeando el extremo del cilindro en cualquier final de su carrera.

En algunos ejemplos de tales actuadores, se proporciona un conjunto amortiguador independiente en cada extremo del actuador.

En otros sistemas, por ejemplo, como se describe en el documento EP1375957, se puede proporcionar un dispositivo amortiguador simple, bidireccional para desacelerar selectivamente, y de forma controlable, y amortiguar el movimiento del pistón o vástago del actuador próximo a cualquier fin de su carrera.

En cada uno de los ejemplos anteriores, los dispositivos o mecanismos amortiguadores se proporcionan dentro de los actuadores. No es posible inspeccionar o reemplazar dichos dispositivos amortiguadores sin desmontar el actuador. La publicación de patente DE102006041713 se refiere a una unidad de accionamiento que tiene múltiples cilindros neumáticos fijados de forma desmontable en una unidad de guiado. Los cilindros neumáticos están sujetos a placas intermedias y se conectan de forma desmontable a partes móviles y no móviles de la unidad de guiado. También se incluyen amortiguadores de impactos.

La presente invención proporciona un actuador como se define en la reivindicación 1, y un simulador o sistema de prueba como se define en la reivindicación 15.

Según un primer aspecto de la invención, se proporciona un actuador (por ejemplo, un actuador lineal) que incluye una carcasa, un vástago del actuador (también denominado pistón) y un conjunto amortiguador. El actuador tiene un eje; la carcasa tiene un primer extremo y una abertura colocada en el primer extremo de la carcasa; el vástago del actuador se extiende a través de la abertura a lo largo del eje del actuador; el conjunto amortiguador se monta en el primer extremo de la carcasa; el conjunto amortiguador incluye uno o más dispositivos de absorción de energía, y el conjunto amortiguador se coloca en la carcasa de manera que un eje de cada uno del uno o más dispositivos de absorción de energía está desplazado con respecto al eje del actuador; y en donde el conjunto amortiguador se configura de tal manera que el uno o más dispositivos de absorción de energía proporcionen amortiguación de impactos bidireccional de fin de carrera al movimiento del vástago del actuador.

Ventajosamente, el montaje del conjunto amortiguador en un extremo de la carcasa permite in situ la inspección del conjunto amortiguador sin la necesidad de desmontar el actuador y/o el sistema de movimiento en el que se proporciona el actuador. El conjunto amortiguador se puede montar en una superficie exterior del actuador de manera que el conjunto amortiguador se coloque proximal a un extremo de la carcasa.

La colocación desplazada del dispositivo de absorción de energía con respecto a la carcasa del actuador facilita la inspección, retirada y, si es necesario, la sustitución del dispositivo de absorción de energía sin necesidad de desmontaje. El conjunto amortiguador incluye un bastidor que se configura para recibir el uno o más dispositivos de absorción de energía. El bastidor facilita el montaje del conjunto amortiguador en el actuador, de manera que el dispositivo de absorción de energía pueda inspeccionarse, retirarse y reemplazarse, sin la necesidad de desmontar el actuador y/o un sistema de movimiento en el que se proporciona el actuador.

El dispositivo de absorción de energía puede ser un amortiguador, por ejemplo, un amortiguador mecánico, un amortiguador elastomérico, un resorte, un amortiguador hidráulico o viscoso, una goma, un tubo de aplastamiento o un dispositivo de deformación plástica. El amortiguador puede ser un amortiguador de fin de carrera bidireccional, por ejemplo, que funcione en movimientos de extensión y/o retracción del actuador.

El bastidor incluye una primera parte del bastidor y una segunda parte del bastidor. El uno o más dispositivos de absorción de energía se colocan entre la primera parte del bastidor y la segunda parte del bastidor.

La primera parte del bastidor y la segunda parte del bastidor son móviles, de manera que la primera parte del bastidor sea móvil con respecto a la segunda parte del bastidor a lo largo del eje del actuador, y la primera parte del bastidor y la segunda parte del bastidor sean móviles con respecto a la carcasa a lo largo del eje del actuador.

La primera parte del bastidor puede incluir un elemento de tope y un elemento de montaje. En algunas realizaciones, el primer elemento de montaje de la parte del bastidor puede configurarse para recibir el dispositivo de absorción de energía. En otras realizaciones, la segunda parte del bastidor puede configurarse para recibir el dispositivo de absorción de energía. El vástago del actuador, la carcasa y la primera y segunda partes del bastidor pueden tener uno o más topes. Preferiblemente, el vástago del actuador tiene un primer extremo y un segundo extremo distal al primer extremo; el vástago del actuador comprende un primer tope en el primer extremo del vástago del actuador, y un segundo tope en el segundo extremo del soporte actuador; la carcasa comprende un tercer tope en el primer extremo de la carcasa; la primera parte del bastidor incluye un cuarto tope configurado para acoplarse al primer tope, y un séptimo tope configurado para acoplarse al tercer tope; y la segunda parte del bastidor incluye un quinto tope configurado para acoplarse al segundo tope, y un sexto tope configurado para acoplarse al tercer tope.

El tercer tope puede colocarse entre el séptimo tope y el sexto tope. Ventajosamente, esta disposición de topes permite la compresión del uno o más dispositivos de absorción de energía en ambos extremos de la carrera de vástago del actuador, es decir, cuando el vástago del actuador está casi completamente extendido y casi completamente retraído.

Durante el uso, el vástago del actuador puede extenderse desde la carcasa hasta una primera distancia de extensión predeterminada (por ejemplo, una posición casi completamente extendida), de manera que: el segundo tope se ponga en acoplamiento colindante con el quinto tope; el séptimo tope colinda con el tercer tope, evitando así el movimiento de la primera parte del bastidor en dirección de la extensión del vástago del actuador; y una extensión adicional del vástago del actuador hace que la segunda parte del bastidor se mueva en dirección de la extensión del vástago del actuador, comprimiendo así el uno o más dispositivos de absorción de energía entre la primera parte del bastidor y la segunda parte del bastidor.

Durante el uso, el vástago del actuador puede retraerse en la carcasa hasta una segunda distancia de extensión predeterminada (por ejemplo, una posición casi completamente retraída), de manera que: el primer tope se ponga en acoplamiento colindante con el cuarto tope; el segundo tope colinda con el tercer tope, evitando así el movimiento de la segunda parte del bastidor en dirección de la retracción del vástago del actuador; y una retracción adicional del vástago del actuador provoca que la primera parte del bastidor se mueva en dirección de la retracción del vástago del actuador, comprimiendo así el uno o más dispositivos de absorción de energía entre la primera parte del bastidor y la segunda parte del bastidor.

En algunas realizaciones, la primera parte del bastidor comprende una vástago que conecta el cuarto tope y el séptimo tope. En estas realizaciones, un primer dispositivo de absorción de energía del uno o más dispositivos de absorción de energía puede ser un tubo de aplastamiento o resorte que rodee una parte del vástago, en donde el primer dispositivo de absorción de energía se coloque entre la primera parte del bastidor y la segunda parte del bastidor. El primer dispositivo de absorción de energía puede colocarse entre el cuarto tope y el sexto tope.

En algunas realizaciones, la segunda parte del bastidor incluye un octavo tope configurado para acoplarse al uno o más dispositivos de absorción de energía. En estas realizaciones, cuando el vástago del actuador se extiende desde la carcasa hasta la primera distancia de extensión predeterminada, preferiblemente: el octavo tope colinda con el uno o más dispositivos de absorción de energía; la extensión adicional del vástago del actuador provoca la compresión del uno o más dispositivos de absorción de energía entre la primera parte del bastidor y el octavo tope. Cuando el vástago del actuador se retrae en la carcasa hasta la segunda distancia de extensión predeterminada, preferiblemente: el octavo tope colinda con el uno o más dispositivos de absorción de energía; la retracción adicional del vástago del actuador provoca la compresión del uno o más dispositivos de absorción de energía entre la primera parte del bastidor y el octavo tope.

El o cada dispositivo de absorción de energía puede mantenerse dentro del elemento de montaje, por ejemplo, mediante una rosca de tornillo o un ajuste por interferencia. Alternativamente, el o cada dispositivo de absorción de energía puede contactar o conectarse al elemento de montaje. El elemento de montaje puede ser un casquillo.

La segunda parte del bastidor puede incluir una carcasa y un elemento de guía. El elemento de guía, por ejemplo, un vástago, puede extenderse entre el octavo tope y la segunda carcasa del elemento del bastidor. En algunos ejemplos, un primer dispositivo de absorción de energía del uno o más dispositivos de absorción de energía es un tubo de aplastamiento o resorte que rodee una parte del vástago, en donde el primer dispositivo de absorción de energía se coloque entre el octavo tope y el tercer tope.

El o cada dispositivo de absorción de energía puede mantenerse en posición por contacto con el elemento de tope de la segunda parte del bastidor. Alternativamente, el o cada dispositivo de absorción de energía puede conectarse o montarse en el segundo elemento de tope de la parte del bastidor mediante, por ejemplo, una rosca de tornillo o un ajuste por interferencia.

La segunda carcasa del elemento de bastidor puede incluir una abertura que se configure para recibir el elemento de montaje de la primera parte del bastidor.

El actuador puede incluir un elemento anular. El elemento anular puede colocarse entre el cuarto tope y el séptimo tope. El vástago del actuador puede tener un intervalo de extensión que incluya al menos un intervalo de extensión de fin de carrera. El uno o más dispositivos de absorción de energía pueden configurarse para evitar que el vástago del actuador entre en el al menos un intervalo de extensión de fin de carrera durante el funcionamiento controlado del actuador; y el uno o más dispositivos de absorción de energía se configuran para deformarse, permitiendo así que el vástago del actuador entre en el al menos un intervalo de extensión de fin de carrera, absorbiendo el movimiento de energía y amortiguación del vástago del actuador, en caso de un funcionamiento incontrolado del actuador.

Ventajosamente, el montaje del conjunto amortiguador en un extremo de la carcasa permite in situ la inspección del conjunto amortiguador sin la necesidad de desmontar el actuador y/o el sistema de movimiento en el que se proporciona el actuador. Además, durante el funcionamiento normal/controlado, esta disposición proporciona soporte al vástago del actuador (que actúa como tope para evitar que un vástago del actuador se extienda y/o se retraiga fuera de una carrera operativa, es decir, evitar que el vástago del actuador entre en al menos una parte de fin de carrera de su carrera total), al tiempo que se asegure que el vástago del actuador no pase a través del recorrido del conjunto amortiguador, y el conjunto amortiguador no se energice. Esto reduce el desgaste en los componentes del conjunto amortiguador, mejorando así la longevidad del conjunto amortiguador.

El funcionamiento controlado del actuador puede corresponder a una operación normal, instruida o deseada del actuador. El funcionamiento descontrolado del actuador puede corresponder a un funcionamiento excepcional, no instruido o no deseado del actuador. Por ejemplo, el funcionamiento descontrolado del actuador puede ser resultado de una carga inesperada que se aplica al actuador, o el fallo de un componente dentro del sistema en el que se implementa el actuador. Durante el funcionamiento controlado del actuador, el vástago del actuador puede ejercer una fuerza máxima en el dispositivo de absorción de energía menor que una fuerza umbral. Durante el funcionamiento descontrolado del actuador, el vástago del actuador puede ejercer una fuerza máxima en el dispositivo de absorción de energía igual o mayor que la fuerza umbral. Preferiblemente, el uno o más dispositivos de absorción de energía se configuran para deformarse cuando una fuerza igual o mayor que la fuerza umbral se aplique al uno o más dispositivos de absorción de energía.

Al colocar el al menos un dispositivo de absorción de energía con sus ejes desplazados con respecto al eje del actuador, el conjunto amortiguador puede acomodar diferentes números y dimensiones de dispositivos de absorción de energía. De este modo, el conjunto amortiguador se puede adaptar fácilmente a la aplicación del actuador. Por ejemplo, la cantidad/tipo/material de los dispositivos de absorción de energía se puede elegir para dar una fuerza umbral apropiada y un tamaño del conjunto amortiguador global para la aplicación específica del actuador. Por lo tanto, esta disposición se puede adaptar fácilmente a diferentes aplicaciones.

Cada uno de los al menos un dispositivo de absorción de energía puede ser un tubo de aplastamiento. Por ejemplo, un tubo de material plásticamente deformable (p. ej., acero, aluminio o plástico de ingeniería). La cantidad/material/espesor del (de los) tubo(s) de aplastamiento puede elegirse para proporcionar una fuerza umbral adecuada y un tamaño del conjunto amortiguador global para la aplicación específica del actuador. Además, colocando los al menos un tubo de aplastamiento con sus ejes desplazados con respecto al eje del actuador, pueden reemplazarse fácilmente si se deforman durante el uso. Se observa que la sustitución de un tubo de aplastamiento que rodee una parte de un vástago del actuador (es decir, un tubo de aplastamiento que no tenga un eje desplazado con respecto al vástago del actuador) requiere el desmontaje del propio actuador y, por lo tanto, consume mucho tiempo y es difícil.

El conjunto amortiguador se puede configurar para proporcionar una amortiguación de impactos bidireccional de fin de carrera, de manera que: el uno o más dispositivos de absorción de energía se configuren para evitar que el vástago del actuador entre en un primer intervalo de extensión de fin de carrera correspondiente a una posición extendida del vástago del actuador (p. ej., una posición casi completamente extendida) y un segundo intervalo de extensión de fin de carrera correspondiente a una posición retraída del vástago del actuador (p. ej., una posición casi completamente retraída) durante el funcionamiento controlado del actuador; y el uno o más dispositivos de absorción de energía se configuran para deformarse, permitiendo así que el vástago del actuador entre o en el primer intervalo de extensión de fin de carrera o en el segundo intervalo de extensión de fin de carrera, en caso de un funcionamiento descontrolado del actuador.

Como anteriormente, preferentemente, el vástago del actuador tiene un primer extremo y un segundo extremo distal al primer extremo; el vástago del actuador comprende un primer tope en el primer extremo del vástago del actuador, y un segundo tope en el segundo extremo del soporte actuador; la carcasa comprende un tercer tope en el primer extremo de la carcasa; la primera parte del bastidor incluye un cuarto tope configurado para acoplarse al primer tope, y un séptimo tope configurado para acoplarse al tercer tope; y la segunda parte del bastidor incluye un quinto tope configurado para acoplarse al segundo tope, y un sexto tope configurado para acoplarse al tercer tope. El tercer tope puede colocarse entre el séptimo tope y el sexto tope. Ventajosamente, esta disposición de topes permite la deformación/compresión del uno o más dispositivos de absorción de energía en ambos extremos de la carrera del vástago del actuador, es decir, cuando el vástago del actuador esté casi completamente extendido y casi completamente retraído.

Durante el uso, el vástago del actuador puede extenderse desde la carcasa hasta una primera distancia de extensión predeterminada (por ejemplo, una posición casi completamente extendida), de manera que: el segundo tope se ponga en acoplamiento colindante con el quinto tope; el séptimo tope colinda con el tercer tope, evitando así el movimiento de la primera parte del bastidor en dirección de la extensión del vástago del actuador; una extensión adicional del vástago del actuador durante el funcionamiento descontrolado provoca que la segunda parte del bastidor se mueva en dirección de la extensión del vástago del actuador, comprimiendo y deformando así el uno o más dispositivos de absorción de energía entre la primera parte del bastidor y la segunda parte del bastidor.

Durante el uso, el vástago del actuador puede retraerse en la carcasa hasta una segunda distancia de extensión predeterminada (por ejemplo, una posición casi completamente retraída), de manera que: el primer tope se ponga en acoplamiento colindante con el cuarto tope; el segundo tope colinda con el tercer tope, evitando así el movimiento de la segunda parte del bastidor en dirección de la retracción del vástago del actuador; una retracción adicional del vástago del actuador durante el funcionamiento descontrolado provoca que la primera parte del bastidor se mueva en dirección de la retracción del vástago del actuador, deformándose y comprimiendo así el uno o más dispositivos de absorción de energía entre la primera parte del bastidor y la segunda parte del bastidor.

Según un segundo aspecto de la invención, se proporciona un simulador o sistema de prueba que incluye una base, una plataforma que se monta para moverse con respecto a la base, y un mecanismo de accionamiento que se dispone operativamente entre la base y la plataforma, en donde el mecanismo de accionamiento incluye al menos un actuador como se define por el primer aspecto de la invención.

A continuación, se describirán realizaciones de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 es una vista en perspectiva parcial de un actuador según una primera realización de la invención;

La Figura 2 es una vista en sección parcial de un actuador según la primera realización de la invención, con el dispositivo amortiguador en una primera posición neutra;

La Figura 3 es una vista en sección parcial de un actuador según la primera realización de la invención, con el dispositivo amortiguador en una segunda posición extendida;

La Figura 4 es una vista en sección parcial alternativa de un actuador según la primera realización de la invención, con el dispositivo amortiguador en la segunda posición extendida;

La Figura 5 es una vista en sección parcial de un actuador según la primera realización de la invención, con el dispositivo amortiguador en una tercera posición retraída;

La Figura 6 es una vista en perspectiva parcial de un actuador según una segunda realización de la invención;

La Figura 7 es una vista en sección parcial de un actuador según la segunda realización de la invención, con el dispositivo amortiguador en una primera posición neutra;

La Figura 8 es una vista en sección parcial de un actuador según la segunda realización de la invención, con el dispositivo amortiguador en una segunda posición extendida;

La Figura 9 es una vista en sección parcial alternativa de un actuador según la segunda realización de la invención, con el dispositivo amortiguador en la segunda posición extendida;

La Figura 10 es una vista en sección parcial de un actuador según la segunda realización de la invención, con el dispositivo amortiguador en una tercera posición retraída;

La La Figura 11 es una vista en perspectiva en despiece del dispositivo amortiguador mostrado en las Figuras 6 a 10;

La Figura 12 es una representación esquemática de un simulador o estructura de sistema de prueba que incluye un actuador según la invención.

Con referencia a las Figuras 1 a 5, se muestra un actuador 10 según una primera realización de la presente invención. El actuador 10 tiene un eje (por ejemplo, un eje central) 11. El actuador 10 es un actuador lineal, que puede ser, por ejemplo, un actuador hidráulico o un actuador electromecánico, tiene un pistón (también denominado vástago del actuador) 12 y un elemento 14 de carcasa o de cilindro. El actuador 10 comprende preferiblemente medios convencionales para accionar el vástago del actuador o pistón 12, de manera que el vástago 12 del actuador pueda extenderse desde, y retraerse dentro de, la carcasa 14 a lo largo del eje 11.

El pistón o vástago 12 del actuador es generalmente cilíndrico y tiene un primer extremo 15 y un segundo extremo 16. En el caso de un vástago del actuador para un actuador electromecánico, preferiblemente se proporciona una rosca helicoidal (no mostrada) en la circunferencia del vástago del actuador. Un tope 17 y una articulación 18 de horquilla se proporcionan en el primer extremo 15 del vástago del actuador/pistón 12.

La carcasa 14 tiene un cuerpo hueco generalmente cilindrico que tiene un primer extremo 19, un segundo extremo (no mostrado) y una pared exterior 20. El primer extremo 19 incluye una abertura 13 a través de la cual se extiende y retrae el vástago del actuador durante el funcionamiento. La pared exterior 20 tiene una superficie exterior 22 y una superficie interior 24. La pared exterior 20 define una cavidad 26. Se proporciona un tope (no mostrado) y una articulación de horquilla (no mostrada) en el segundo extremo (no mostrado) de la carcasa 14.

El vástago del actuador o pistón 12 tiene una brida o tope 21, colocándose la brida 21 en el segundo extremo 16 del pistón/vástago 12 del actuador y con una primera superficie 27.

El actuador 10 también tiene un conjunto amortiguador o de tope o amortiguador 28 de impactos. El conjunto amortiguador se coloca próximo al primer extremo 19 de la carcasa 14, y se configura para proporcionar amortiguación de impactos bidireccional (es decir, movimiento amortiguador de impactos de fin de carrera del vástago del actuador o pistón 12 durante la extensión y retracción) sin la necesidad de medios adicionales de amortiguación de impactos, proporcionados próximos al segundo extremo de la carcasa 14. En algunos ejemplos, solo se proporciona un conjunto amortiguador 28 en el primer extremo 19 de la carcasa 14 (por ejemplo, no se proporciona ningún conjunto amortiguador/de tope/amortiguador de impactos adicional en otro lugar, en o dentro de la carcasa 14).

El conjunto amortiguador 28 se describirá con referencia particular a las Figuras 2, 3, 4 y 5.

El conjunto amortiguador 28 tiene un bastidor 30. El bastidor 30 incluye una primera parte 32 del bastidor, una segunda parte 34 del bastidor y un elemento anular o anillo 36 de guiado del tope.

La primera parte 32 del bastidor incluye un elemento de tope o anillo superior 38 de tope, y un elemento de montaje en forma de casquillo o casquillo 40 de tope.

El elemento 38 de tope tiene forma de anillo y tiene una primera cara 42, una segunda cara 44, una superficie exterior 46 y una abertura central 47.

El casquillo 40 es generalmente cilíndrico y tiene un primer extremo 48, un segundo extremo 50 y un cuerpo alargado 52. El segundo extremo 50 tiene una brida 54 con una abertura 56. El cuerpo alargado 52 es hueco y tiene una superficie exterior 58 y una cavidad 60.

La segunda parte 34 del bastidor incluye un elemento de tope o anillo inferior 62 de tope, una carcasa 64 de la segunda parte del bastidor y un elemento de guiado, por ejemplo, en forma de vástago o vástago 66 de guiado.

El elemento 62 de tope tiene forma de anillo y tiene una primera cara 68, una segunda cara 70, una superficie exterior 72 y una abertura central 73.

La carcasa 64 de la segunda parte del bastidor tiene un primer extremo 74, un segundo extremo 76, una superficie exterior 78 y una abertura central 79. La carcasa 64 de la segunda parte del bastidor incluye un cuerpo generalmente cilíndrico 96 proximal al segundo extremo 76, y una parte 98 de brida proximal al primer extremo 74.

El cuerpo 96 generalmente cilíndrico tiene una superficie interior 100 y una superficie exterior 102.

La parte 98 de brida tiene una primera cara 104, una segunda cara 106 y un orificio pasante 108.

El vástago 66 de guiado es generalmente cilíndrico y tiene un primer extremo 80, un segundo extremo 82 y un cuerpo alargado 84. Opcionalmente, un resorte (no mostrado) o un tubo de aplastamiento (no mostrado) puede colocarse alrededor de al menos uno de los vástagos 66 de guiado para así almacenar/absorber energía durante la compresión del conjunto amortiguador 28. El material y el grosor de dicho tubo de aplastamiento se pueden elegir según la característica de absorción de energía deseada del conjunto amortiguador 28 para la aplicación particular para la que se utilice el actuador 10. El tubo de aplastamiento puede realizarse de cualquier material que presente propiedades de deformación plástica y características de aplastamiento adecuadas. Los materiales preferidos para el tubo de aplastamiento incluyen acero inoxidable, aluminio y plástico de ingeniería.

Los tubos de aplastamiento típicamente requieren al menos una fuerza umbral que se aplicará a lo largo de su eje antes de plegarse. En realizaciones en las que se coloca un tubo de aplastamiento alrededor de los vástagos 66 de guiado, el material y el grosor del tubo de aplastamiento se seleccionan preferentemente de manera que puedan soportar el vástago 12 del actuador durante el funcionamiento normal. En otras palabras, el tubo de aplastamiento se configura para tener una fuerza umbral para plegarse que es mayor que la fuerza ejercida típicamente por el actuador 10 durante el funcionamiento normal. Esto evita que el vástago 12 del actuador alcance los finales de extremos de sus carreras de extensión y retracción, sin energizar el conjunto amortiguador 28 durante el funcionamiento normal. Dicho de otro modo, el actuador 10 tiene una carrera operativa que no incluye partes de fin de carrera, y el tubo de aplastamiento actúa como un tope que impide que el vástago 12 del actuador entre en las partes de fin de carrera (es decir, que se extiende o retrae fuera de su carrera operativa) durante el funcionamiento normal o controlado. En tales realizaciones, el conjunto amortiguador 28 solo se comprime y se energiza cuando las fuerzas aplicadas al conjunto amortiguador 28 sean suficientes para provocar que los tubos de aplastamiento se plieguen, solo produciéndose dichos eventos fuera del funcionamiento normal.

El elemento anular 36 es generalmente cilíndrico y tiene una primera cara 86, una segunda cara 88, una superficie exterior 90 y una abertura central 91. Una pluralidad de aberturas u orificios 92, 94 se extienden entre la primera cara 86 y la segunda cara 88.

El conjunto amortiguador 28 se monta en el actuador 10 de la siguiente manera.

El elemento anular 36 está fijado circunferencialmente en la superficie exterior 22 de la pared 20 de la carcasa 14. El elemento anular 36 se coloca proximal al primer extremo 19 de la carcasa 14. El elemento anular 36 puede, por ejemplo, fijarse o sujetarse a la superficie exterior 22 de la carcasa 14 mediante una rosca de tornillo.

La carcasa 64 de la segunda parte 34 del bastidor se coloca en el exterior de la carcasa 14, de tal manera que la superficie exterior 102 del cuerpo 96 generalmente cilíndrico de la carcasa 64 de la segunda parte del bastidor se coloque adyacente a la superficie interior 24 de la pared 20 de la carcasa 14. La carcasa de la segunda parte 64 del bastidor se coloca, entonces, de manera que el orificio pasante 108 de la parte 98 de brida de la carcasa de la segunda parte 64 del bastidor se alinee con la abertura 92 en el elemento anular 36.

El casquillo 40 se monta a través de la abertura 94 en el elemento anular 36 y a través del orificio pasante 108 de la parte 98 de brida de la carcasa de la segunda parte 64 del bastidor, de manera que la brida 54 del casquillo 40 colinde con la segunda cara 88 del elemento anular 36.

El elemento 38 de tope de la primera parte 32 del bastidor está fijado al primer extremo 48 del casquillo 40.

El vástago 66 de guiado de la segunda parte 34 del bastidor se hace pasar a través de la abertura 92 en el elemento anular 36 y el orificio pasante 108 de la parte 98 de brida, y se fija en posición.

Un dispositivo de absorción de energía, absorción de impactos, amortiguación de impactos o absorción de energía cinética, tal como un amortiguador o tope o amortiguador 110 de impactos, se monta en la cavidad 60 del casquillo 40. El amortiguador 110 tiene un primer extremo 111. El amortiguador o amortiguador 110 de impactos puede mantenerse en posición en la cavidad 60 mediante una rosca de tornillo o un ajuste por interferencia, por ejemplo. En realizaciones alternativas, el contacto entre el amortiguador o amortiguador 110 de impactos y el casquillo 40 puede mantener el amortiguador o amortiguador 110 de impactos en su posición.

El elemento 62 de tope está fijado al primer extremo 80 de la segunda parte 34 del bastidor, de manera que el amortiguador 110 se soporte en posición entre el elemento 62 de tope y la carcasa 64 de la segunda parte del bastidor. El amortiguador o amortiguador 110 de impactos puede mantenerse en posición por contacto con el elemento 62 de tope. En realizaciones alternativas, el amortiguador o amortiguador 110 de impactos puede mantenerse en posición con respecto al elemento 62 de tope mediante una rosca de tornillo o un ajuste por interferencia, por ejemplo.

De esta manera, el elemento anular 36 está fijado circunferencialmente con respecto a la carcasa 14, y cada uno del primer elemento 32 del bastidor y el segundo elemento 34 del bastidor pueden moverse circunferencialmente con respecto a la carcasa 14.

El funcionamiento del actuador 10 se describirá a continuación con referencia particular a las Figuras 2, 3, 4 y 5.

La Figura 2 muestra el actuador 10 en una posición neutra (o “ asentada” ). En esta posición, el vástago del actuador/pistón 12 se retrae de manera que el primer extremo 15 del pistón esté próximo o colinde con el conjunto amortiguador 28, pero no se retrae hasta tal punto que el conjunto amortiguador se comprima. En consecuencia, el conjunto amortiguador 28 no se energiza en la posición asentada mostrada en la Figura 2.

Las Figuras 3 y 4 muestran el actuador 10 en posición extendida, con el segundo extremo 16 del vástago del actuador/pistón 12 proximal al primer extremo 19 de la carcasa 14.

En esta posición, el elemento 38 de tope de la primera parte 32 del bastidor está separado del tope 17 del vástago del actuador/pistón 12. El tope/brida 21 del vástago del actuador/pistón 12 colinda con la carcasa 64 de la segunda parte 34 del bastidor, de manera que la primera superficie 27 de la brida/tope 21 esté en contacto con el segundo extremo 76 de la segunda parte 34 del bastidor.

El amortiguador 110 se comprime de manera que la brida 54 en el segundo extremo 50 del casquillo 40 esté en acoplamiento colindante con la segunda cara 88 del elemento anular 36, y la primera cara 86 del elemento anular 36 está separada de la segunda cara 106 de la parte 98 de brida de la segunda parte 34 del bastidor.

La Figura 5 muestra el actuador 10 en posición retraída, con el primer extremo 15 del vástago del actuador/pistón 12 proximal al primer extremo 19 de la carcasa 14. El vástago del actuador/pistón 12 se retrae en mayor grado que el mostrado en la Figura 2, de manera que el amortiguador 28 se comprime (y, por lo tanto, se energiza) como se describe a continuación. El primer extremo 111 se empuja contra la segunda cara 70 del elemento 62 de tope de la segunda parte 34 del bastidor, de manera que el amortiguador 110 se comprima contra la segunda cara 70 del elemento 62 de tope de la segunda parte 34 del bastidor. La brida 54 en el segundo extremo 50 del casquillo 40 está separada de la segunda cara 88 del elemento anular 36, y la primera cara 86 del elemento anular 36 está en acoplamiento colindante con la segunda cara 106 de la parte 98 de brida de la segunda parte 34 del bastidor.

Durante el funcionamiento normal del actuador 10, el vástago del actuador/pistón 12 se mueve dentro de la carcasa 14 a medida que el actuador 10 se extiende y se contrae. A medida que el elemento anular 36 se fija circunferencialmente con respecto a la superficie exterior 22 de la pared 20 de la carcasa 14, la posición del conjunto amortiguador 28 con respecto al primer extremo 15 del vástago del actuador/pistón 12 cambia a medida que cambia la posición del primer extremo 15 del vástago del actuador/pistón 12 con respecto al primer extremo 19 de la carcasa 14.

Cuando el actuador 10 está en una posición neutra (o “ asentada” ), como se muestra en la Figura 2 (ni completamente extendido ni completamente comprimido), el amortiguador 110 no está comprimido.

La brida 54 en el segundo extremo 50 del casquillo 40 está en acoplamiento colindante con la segunda cara 88 del elemento anular 36, y la primera cara 86 del elemento anular 36 está en acoplamiento colindante con la segunda cara 106 de la parte 98 de brida de la segunda parte 34 del bastidor.

La primera parte 32 del bastidor y la segunda parte 34 del bastidor pueden moverse circunferencialmente con respecto a la carcasa 14.

En caso de una expansión repentina del actuador 10, de manera que el actuador 10 esté en la posición extendida mostrada en las Figuras 3 y 4, la primera superficie 27 de la brida/tope 21 en el segundo extremo 16 del vástago del actuador/pistón 12 empuja contra el segundo extremo 76 de la carcasa 64 de la segunda parte 34 del bastidor. En esta situación, el amortiguador 110 absorbe energía y amortigua el movimiento del actuador 10, al comprimirse de manera que la brida 54 en el segundo extremo 50 del casquillo 40 esté en acoplamiento colindante con la segunda cara 88 del elemento anular 36, y la primera cara 86 del elemento anular 36 esté separada de la segunda cara 106 de la parte 98 de brida de la segunda parte 34 del bastidor.

De manera similar, en caso de una compresión repentina del actuador 10, de manera que el actuador 10 esté en la posición retraída mostrada en la Figura 5, el amortiguador 110 absorbe energía y amortigua el movimiento del actuador 10, al comprimirse contra la segunda cara 70 del elemento 62 de tope de la segunda parte 34 del bastidor. La brida 54 en el segundo extremo 50 del casquillo 40 está separada de la segunda cara 88 del elemento anular 36, y la primera cara 86 del elemento anular 36 está en acoplamiento colindante con la segunda cara 106 de la parte 98 de brida de la segunda parte 34 del bastidor.

De esta manera, el conjunto amortiguador 28 proporciona una amortiguación de impactos bidireccional de fin de carrera. Dicho de otra manera, el conjunto amortiguador 28 amortigua impactos del movimiento del vástago del actuador/pistón 12 en ambos finales de su carrera, cuando se extiende casi completamente, una extensión adicional del vástago 12 del actuador de la carcasa 14 se amortigua, y cuando se retrae casi completamente la retracción adicional del vástago 12 del actuador en la carcasa 14 se amortigua.

Con referencia a las Figuras 6 a 11, se muestra un actuador 210 según una segunda realización de la presente invención. El actuador 210 tiene un eje (por ejemplo, un eje central) 211. El actuador 210 es un actuador lineal, que puede ser, por ejemplo, un actuador hidráulico o un actuador electromecánico, tiene un pistón o vástago 212 del actuador, y una carcasa o elemento 214 de cilindro. El actuador 210 comprende preferiblemente medios convencionales para accionar el vástago del actuador o pistón 212, de manera que el vástago del actuador pueda extenderse desde, y retraerse dentro de, la carcasa 214 a lo largo del eje 211.

El pistón/vástago 212 del actuador es generalmente cilíndrico y tiene un primer extremo 215 y un segundo extremo 216. Un tope 217 y una articulación 218 de horquilla se proporcionan en el primer extremo 215 del vástago del actuador/pistón 212. Como se muestra en las Figuras 6, 7 y 8, el tope 217 es una superficie 300 de la articulación 218 de horquilla; sin embargo, se entenderá que puede proporcionarse un elemento de tope independiente unido al pistón/vástago 212 del actuador próximo al primer extremo 215.

La carcasa 214 tiene un cuerpo hueco generalmente cilíndrico que tiene un primer extremo 219, un segundo extremo (no mostrado) y una pared exterior 220. El primer extremo 219 incluye una abertura 213 a través de la cual se extiende y retrae el vástago del actuador durante el funcionamiento. La pared exterior 220 tiene una superficie exterior 222 y una superficie interior 224. La pared exterior 220 define una cavidad 226. Se proporciona un tope (no mostrado) y una articulación de horquilla (no mostrada) en el segundo extremo (no mostrado) de la carcasa 214.

El pistón o vástago 212 del actuador tiene una brida o tope 221, colocándose la brida 221 en el segundo extremo 216 del pistón/vástago 212 del actuador, y que tiene una primera superficie 227.

El actuador 210 también tiene un conjunto amortiguador o de tope o amortiguador 228 de impactos. El conjunto amortiguador se coloca próximo al primer extremo 219 de la carcasa 214, y se configura para proporcionar amortiguación de impactos bidireccional (es decir, amortiguar impactos del movimiento de fin de carrera del pistón/vástago 212 del actuador durante la extensión y retracción) sin la necesidad de medios de amortiguación de impactos adicionales proporcionados próximos al segundo extremo de la carcasa 214. En algunos ejemplos, solo se proporciona un conjunto amortiguador 228 en el primer extremo 219 de la carcasa 214 (por ejemplo, no se proporciona ningún conjunto amortiguador/de tope/amortiguador de impactos adicional en otro lugar, en o dentro de la carcasa 214).

El conjunto amortiguador 228 se describirá con referencia particular a las Figuras 7, 8, 9, 10 y 11.

El conjunto amortiguador 228 (también denominado, por ejemplo, como conjunto de tope o conjunto amortiguador de impactos) incluye un bastidor 230. El bastidor 230 incluye una primera parte 232 del bastidor y una segunda parte 234 del bastidor.

La primera parte 232 del bastidor incluye un primer elemento de tope o anillo 238 superior del tope. El primer elemento 238 de tope tiene forma de anillo y tiene una primera cara 242, una segunda cara 244, una superficie exterior 246 y una abertura central 247.

La segunda parte 234 del bastidor incluye un segundo elemento de tope o anillo 302 inferior del tope, un elemento de guía, por ejemplo, en forma de vástago o vástago 266 de guiado, y un elemento 314 de absorción y/o de almacenamiento de energía. El segundo elemento 302 de tope tiene forma de anillo y tiene una primera cara 304, una segunda cara 306, una superficie exterior 308, un orificio pasante 307 que se extiende entre la primera cara 3-4 y la segunda cara 306, y una abertura central 309.

El vástago 266 de guiado es generalmente cilíndrico y tiene un primer extremo 280, un segundo extremo 282 y un cuerpo alargado 284.

El elemento 314 de absorción y/o de almacenamiento de energía tiene un primer extremo 316 y un segundo extremo 318. Como se muestra en las Figuras 6 a 9, el elemento 314 de absorción y/o de almacenamiento de energía se muestra como un resorte, sin embargo, en realizaciones alternativas, el elemento 314 de absorción y/o de almacenamiento de energía es un tubo de aplastamiento.

La pared exterior 220 incluye una brida 312 en el primer extremo 219. La brida tiene un diámetro exterior mayor que el diámetro interior de la abertura central 309 del segundo tope 302. La pared exterior 220 también incluye una parte 310 que colinda con la brida 312, que tiene un diámetro exterior que es: más pequeño que el diámetro exterior de la brida 312; y menor o igual que el diámetro interior de la abertura central 309 del segundo tope 302.

La segunda parte 236 del bastidor incluye una carcasa 264 de la segunda parte del bastidor. La carcasa 264 de la segunda parte del bastidor tiene un primer extremo 274, un segundo extremo 276, una superficie exterior 278 y una abertura central 279. La carcasa 264 de la segunda parte del bastidor incluye un cuerpo 296 generalmente cilíndrico proximal al segundo extremo 276, y una parte 298 de brida proximal al primer extremo 274.

El cuerpo 296 generalmente cilíndrico tiene una superficie interior 2100 y una superficie exterior 2102.

La parte 298 de brida tiene una primera cara 2104, una segunda cara 2106, un orificio pasante 320 y una abertura 322. El conjunto amortiguador 228 se monta en el actuador 210 de la siguiente manera.

El segundo elemento 302 de tope de la primera parte 232 del bastidor se coloca sobre la carcasa 214, de modo que la parte 310 de la carcasa 214 se extienda a través de la abertura 309 central del segundo elemento 302 de tope, y la brida 312 esté entre el segundo tope 302 y el primer extremo 215 del pistón/vástago 212 del actuador. Esto puede lograrse de varias maneras. Preferiblemente, la brida 312 está provista de una parte roscada (no mostrada) configurada para acoplarse con una rosca correspondiente (no mostrada) en la superficie interior 224 de la carcasa 212. En este caso, durante la fabricación, la parte 310 de la carcasa 214 se inserta a través de la abertura central 309 del segundo elemento 302 de tope, y la brida 309 se enrosca en la carcasa 214 por medio de las roscas correspondientes. En un ejemplo alternativo, la brida 312 puede formarse mediante un anillo de presión montado en una ranura adecuada alrededor de la carcasa 214, proporcionando así un tope que limita el grado en que el segundo elemento 302 de tope pueda moverse en dirección de la extensión del vástago 212 del actuador (es decir, a la derecha, como se muestra en las Figuras 7 a 10), pero no limita el movimiento del segundo elemento 302 de tope en dirección de la retracción del vástago 212 del actuador (es decir, a la izquierda, como se muestra en las Figuras 7 a 10).

La carcasa 264 de la segunda parte 234 del bastidor se coloca en el exterior de la carcasa 214, de manera que la superficie exterior 2102 del cuerpo 96 generalmente cilíndrico de la carcasa 264 de la segunda parte del bastidor se coloque adyacente a la superficie interior 224 de la pared 220 de la carcasa 214. Preferentemente, durante la fabricación, el vástago 212 del actuador se coloca dentro de la carcasa 214, y el segundo tope 302 se coloca alrededor de la carcasa 214, antes de insertar el cuerpo 96 generalmente cilíndrico de la carcasa 264 de la segunda parte del bastidor dentro de la carcasa 212.

El vástago 266 de guiado se pasa a través del orificio pasante 320 en la brida 298 de la carcasa 264 de la segunda parte del bastidor, y se fija al segundo elemento 302 de tope. Por ejemplo, el vástago 266 de guiado puede fijarse al segundo elemento 302 de tope por medio de un perno roscado (no mostrado) que pasa a través de un orificio de holgura (no mostrado) en el segundo tope 302 y configurado para acoplarse con una cavidad roscada (no mostrada) en el vástago 266 de guiado. El elemento 314 de absorción/almacenamiento de energía (por ejemplo, un resorte o tubo de aplastamiento) se coloca sobre el vástago 266 de guiado (después de que el vástago 266 de guiado pase a través de la brida 298), de manera que una parte del vástago 266 de guiado se extienda dentro del elemento 314 de absorción/almacenamiento de energía.

Un dispositivo de absorción de energía, absorción de impactos, amortiguación de impactos o absorción de energía cinética, tal como un amortiguador o tope o amortiguador 2110 de impactos, se monta en la abertura 322 de la brida 298 de la carcasa 264 de la segunda parte del bastidor. El amortiguador tiene un primer extremo 2111. En un ejemplo, el amortiguador 2110 está provisto de una rosca en una superficie exterior (no mostrada) que se enrosca en una rosca correspondiente (no mostrada) en una superficie interior de la abertura 322. El amortiguador 2110 se alinea con el orificio pasante 307 del segundo elemento 302 de tope.

El primer elemento 238 de tope está fijado al vástago 266 de guiado (después de que el amortiguador 2110 se fije a la brida 298 de la carcasa 264 de la segunda parte del bastidor). Por ejemplo, el vástago 266 de guiado puede fijarse al primer elemento 238 de tope por medio de un perno roscado 324 que pase a través de un orificio 326 de holgura en el primer elemento 238 de tope, y configurado para acoplarse a una cavidad roscada (no mostrada) en el vástago 266 de guiado. De esta manera, cada uno del primer elemento 232 de bastidor y el segundo elemento 234 de bastidor pueden moverse circunferencialmente con respecto a la carcasa 214.

Una vez que el conjunto amortiguador 228 se haya ensamblado, el tope 217 y la articulación 218 de horquilla están fijadas al vástago del actuador/pistón 212.

El funcionamiento del actuador 10 se describirá a continuación con referencia particular a las Figuras 7, 8, 9 y 10.

La Figura 7 muestra el actuador 210 en una posición neutra (o “ asentada” ). En esta posición, el pistón/vástago 212 del actuador se retrae de manera que el primer extremo 215 del pistón esté próximo o colinde con el conjunto amortiguador 228, pero no se retrae hasta tal punto que el conjunto amortiguador se comprima. En consecuencia, el conjunto amortiguador 228 no se energiza en la posición asentada mostrada en la Figura 7.

Las Figuras 8 y 9 muestran el actuador 210 en posición extendida, con el segundo extremo 216 del pistón/vástago 212 del actuador proximal al primer extremo 219 de la carcasa 214.

En esta posición, el elemento 238 de tope de la primera parte 232 del bastidor está separado del tope 217 del vástago del actuador/pistón 212. El tope/brida 221 del pistón/vástago 212 del actuador colinda con la carcasa 264 de la segunda parte 234 del bastidor, de manera que la primera superficie 227 de la brida/tope 221 esté en contacto con el segundo extremo 276 de la segunda parte 234 del bastidor.

En esta posición, se impide que el primer elemento 238 de tope se mueva en la dirección de extensión del pistón/vástago 212 del actuador (es decir, a la derecha con respecto a la orientación mostrada en las Figuras 8 y 9) debido a su conexión al segundo elemento 302 de tope por medio de los vástagos 266 de guiado: se impide que el segundo elemento 302 de tope se mueva en dirección de la extensión del pistón/vástago 212 del actuador por la brida 312 de la carcasa 214.

Por consiguiente, debido al tope/brida 221 del pistón/vástago 212 del actuador que empuja contra la segunda parte 234 del bastidor, el primer extremo 2111 del amortiguador 2110 empuja contra la segunda cara 244 del primer elemento 238 de tope, con el resultado de que el amortiguador 2110 se comprime entre la brida 298 de la segunda parte 234 del bastidor y el primer elemento 238 de tope. Como se muestra en las Figuras 8 y 9, una parte del amortiguador 2110 se extiende a través del orificio pasante 307 en el segundo elemento 302 de tope.

Preferentemente, el elemento 314 de absorción/almacenamiento de energía está dimensionado para así ser igual o menor que la distancia entre el primer extremo 274 de la carcasa 264 de la segunda parte del bastidor y la segunda cara 244 del primer elemento 238 de tope cuando el actuador está en una posición asentada o neutra. Por consiguiente, en la posición extendida mostrada en las Figuras 8 y 9, el elemento 314 de absorción/almacenamiento de energía se comprime entre el primer extremo 274 de la carcasa 264 de la segunda parte del bastidor y la segunda cara 244 del primer elemento 238 de tope.

Como se muestra en las Figuras 8 y 9, el elemento 314 de absorción/almacenamiento de energía es un resorte, que almacena, al menos parcialmente, energía durante la compresión.

Alternativamente, el elemento 314 de absorción/almacenamiento de energía es un tubo de aplastamiento (hecho de un material deformable plásticamente, tal como acero, aluminio o plástico de ingeniería). En este caso, el tubo 314 de aplastamiento se deforma bajo compresión entre el primer extremo 274 de la carcasa 264 de la segunda parte del bastidor y la segunda cara 244 del primer elemento 238 de tope, absorbiendo así energía. Se entenderá que si se proporcionan tubos de aplastamiento, la compresión y, por lo tanto, la deformación de los tubos de aplastamiento necesitarán su reemplazo. Ventajosamente, el conjunto amortiguador 228 como se describió anteriormente puede desmontarse fácilmente in situ en el actuador 210, facilitando una fácil extracción y reemplazo de tubos de aplastamiento (p. ej., al simplemente extender el actuador y retirar el primer tope 238 de los vástagos 266 de guiado). Esto es beneficioso sobre los actuadores en los que se proporciona un tubo de aplastamiento que rodee un vástago del actuador o pistón central, en donde el reemplazo del tubo de aplastamiento requiera que el propio actuador se desmonte.

Como se indicó anteriormente, los tubos de aplastamiento requieren típicamente al menos una fuerza umbral a aplicar a lo largo de su eje antes de plegarse. En realizaciones en las que el elemento 314 de absorción/almacenamiento de energía es un tubo de aplastamiento, el material y el espesor del tubo de aplastamiento se seleccionan preferiblemente de manera que puedan soportar el vástago 212 del actuador durante el funcionamiento normal. En otras palabras, el tubo de aplastamiento se configura para tener una fuerza umbral para plegarse que es mayor que la fuerza ejercida típicamente por el actuador 210 durante el funcionamiento normal. Esto evita que el vástago 212 del actuador alcance los finales de extremos de sus carreras de extensión y retracción, sin energizar el conjunto amortiguador 228 durante el funcionamiento normal. Dicho de otro modo, el actuador 210 tiene una carrera operativa que no incluye partes de fin de carrera, y el tubo de aplastamiento actúa como un tope que impide que el vástago 212 del actuador entre en las partes de fin de carrera (es decir, que se extiende o retrae fuera de su carrera operativa) durante el funcionamiento normal o controlado. En tales realizaciones, el conjunto amortiguador 228 solo se comprime y se energiza cuando las fuerzas aplicadas al conjunto amortiguador 228 sean suficientes para provocar que los tubos de aplastamiento se plieguen, solo produciéndose dichos eventos fuera del funcionamiento normal.

La Figura 10 muestra el actuador 210 en una posición retraída, con el primer extremo 215 del pistón/vástago 212 del actuador proximal al primer extremo 219 de la carcasa 214. El pistón/vástago 212 del actuador se retrae en mayor grado que el mostrado en la Figura 7, de manera que el amortiguador 228 se comprima (y, por lo tanto, se energiza), como se describe a continuación.

En esta posición, el tope 217 en el primer extremo 215 del pistón o vástago 212 del actuador empuja contra el primer extremo 2111 del amortiguador 2110. La brida 298 de la carcasa 264 de la segunda parte del bastidor está en acoplamiento colindante con la brida 312 de la carcasa 214, evitando así que la segunda parte 236 del bastidor se mueva en dirección de la retracción del pistón/vástago 212 del actuador (es decir, a la izquierda con respecto a la orientación mostrada en la Figura 10). Como resultado, el amortiguador 2110 se comprime entre la brida 298 de la segunda parte 234 del bastidor y el primer elemento 238 de tope. Como se muestra en la Figura 10, una parte del amortiguador 2110 se extiende dentro del orificio pasante 307 en el segundo elemento 302 de tope.

Como se describió anteriormente, el elemento 314 de absorción/almacenamiento de energía está dimensionado preferiblemente para que así sea igual o menor que la distancia entre el primer extremo 274 de la carcasa 264 de la segunda parte del bastidor y la segunda cara 244 del primer elemento 238 de tope, cuando el actuador esté en una posición asentada o neutra. Por consiguiente, en la posición comprimida mostrada en la Figura 10, el elemento 314 de absorción/almacenamiento de energía se comprime entre el primer extremo 274 de la carcasa 264 de la segunda parte del bastidor y la segunda cara 244 del primer elemento 238 de tope.

Como se muestra en la Figura 10, el elemento 314 de absorción/almacenamiento de energía es un resorte, que almacena, al menos parcialmente, energía durante la compresión. Alternativamente, el elemento 314 de absorción/almacenamiento de energía es un tubo de aplastamiento como se describió anteriormente, que se deforma bajo compresión entre el primer extremo 274 de la carcasa 264 de la segunda parte del bastidor y la segunda cara 244 del primer elemento 238 de tope, absorbiendo así energía. El material y el espesor del tubo de aplastamiento se pueden elegir según la característica de absorción de energía deseada del conjunto amortiguador 228 para la aplicación particular para la que se utilice el actuador 210. El tubo de aplastamiento puede realizarse de cualquier material que presente propiedades de deformación plástica y características de aplastamiento adecuadas. Los materiales preferidos para el tubo de aplastamiento incluyen acero inoxidable, aluminio y plástico de ingeniería.

Durante el funcionamiento normal del actuador 210, el pistón/vástago 212 del actuador se mueve dentro de la carcasa 214 a medida que el actuador 210 se extienda y se contraiga. Cuando el actuador 210 esté en una posición neutra (o “ asentada” ), como se muestra en la Figura 7 (ni completamente extendido ni completamente comprimido), el amortiguador 2110 no se comprime, y el conjunto amortiguador 228 no se energiza. Las dimensiones relativas de los componentes del conjunto amortiguador 228 descritos anteriormente, son tales que, durante el funcionamiento normal:

• el segundo elemento 302 de tope y la brida 298 de la carcasa 264 de la segunda parte del bastidor colindan con la brida 312 de la carcasa 214 desde lados opuestos (como se muestra en la Figura 7); y

• el primer extremo 2111 del amortiguador 2110 colinda con el primer elemento 238 de tope.

Por lo tanto, la posición del conjunto amortiguador 228 con respecto a la carcasa 214 permanece sustancialmente constante durante el funcionamiento normal. De manera similar, la posición del conjunto amortiguador 228 con respecto al primer extremo 215 del pistón/vástago 212 del actuador cambia a medida que cambia la posición del primer extremo 15 del pistón/vástago del actuador 12 con respecto al primer extremo 19 de la carcasa 14.

La primera parte 32 del bastidor y la segunda parte 34 del bastidor pueden moverse circunferencialmente con respecto a la carcasa 14.

En caso de una expansión repentina del actuador 210, de manera que el actuador 210 esté en la posición extendida mostrada en las Figuras 8 y 9, la primera superficie 227 de la brida/tope 221 en el segundo extremo 216 del pistón/vástago 212 del actuador empuja contra el segundo extremo 276 de la carcasa 264 de la segunda parte 234 del bastidor. En esta situación, el amortiguador 2110 absorbe energía y amortigua el movimiento del actuador 210 al comprimirse. La segunda parte 234 del bastidor se aleja del segundo elemento 302 de tope, estando el segundo elemento de tope en acoplamiento colindante con la brida 312 de la carcasa 214, comprimiendo así el amortiguador 2110 entre la brida 298 de la segunda parte 234 del bastidor y el primer elemento 238 de tope.

De manera similar, en caso de una compresión repentina del actuador 210, de manera que el actuador 210 esté en la posición retraída mostrada en la Figura 10, el tope 217 del primer extremo 215 del pistón/vástago 212 del actuador está en acoplamiento colindante con el primer elemento 238 de tope, y la brida 298 de la segunda parte 234 del bastidor está en acoplamiento colindante con la brida 312 de la carcasa 214. De nuevo, el amortiguador 2110 absorbe energía y amortigua el movimiento del actuador 210, al comprimirse entre la brida 298 de la segunda parte 234 del bastidor y el primer elemento 238 de tope.

De esta manera, el conjunto amortiguador 228 proporciona una amortiguación de impactos bidireccional de fin de carrera. Dicho de otra manera, el conjunto amortiguador 228 amortigua el movimiento de impacto del pistón/vástago 212 del actuador en ambos finales de su carrera, cuando está casi completamente extendido, una extensión adicional del vástago 212 del actuador de la carcasa 214 se amortigua, y cuando se retrae casi completamente, una retracción adicional del vástago 212 del actuador en la carcasa 214 se amortigua.

Por lo tanto, en términos más generales, tanto la primera realización descrita con referencia a las Figuras 1 a 5, como la segunda realización descrita con referencia a las Figuras 7 a 11, incluyen: un pistón/vástago 12, 212 del actuador que tiene un primer extremo 15, 215 y un segundo extremo 16, 216 distal al primer extremo 15, 215; una carcasa 14, 214 que tiene un primer extremo 19, 219; y un conjunto amortiguador 28, 228 que tiene una primera parte 32, 232 del bastidor y una segunda parte 34, 234 del bastidor. En ambas realizaciones: el vástago 12, 212 del actuador comprende un primer tope 17, 217 en el primer extremo 25, 215 del vástago 12, 212 del actuador, y un segundo tope 21, 221 en el segundo extremo 16, 216 del vástago 12, 212 del actuador; la carcasa 14, 214 comprende un tercer tope 36, 312 en el primer extremo 19, 219 de la carcasa 14, 214; la primera parte 32, 232 del bastidor incluye un cuarto tope 38, 238 configurado para acoplarse al primer tope 17, 217, y un séptimo tope 54, 302 configurado para acoplarse al tercer tope 36, 312; y la segunda parte 34, 234 del bastidor incluye un quinto tope 76, 276 configurado para acoplarse al segundo tope 21, 221, y un sexto tope 98, 298 configurado para acoplarse al tercer tope 36, 312. En la primera realización descrita anteriormente, la segunda parte 34 del bastidor incluye, además, un octavo tope 62 configurado para acoplarse al amortiguador 110.

Tanto la primera como la segunda realización anterior proporcionan de forma ventajosa una amortiguación de impactos bidireccional de un fin de carrera en una sola unidad en un extremo de una carcasa del actuador. Por lo tanto, el sistema es menos complejo que los topes que requieren unidades mecánicas/hidráulicas/eléctricas, etc., en ambos extremos de la carcasa del actuador para proporcionar amortiguación de impactos bidireccional de fin de carrera. Las realizaciones anteriores también proporcionan dispositivos de absorción de energía colocados desplazados al eje del pistón/vástago del actuador, facilitando una fácil inspección y desmontaje del conjunto amortiguador in situ, sin la necesidad de desmontar el propio actuador. Además, ambas realizaciones anteriores permiten que el vástago del actuador se extienda/se retraiga a través de su rango completo de desplazamiento normal sin energizar nunca el conjunto amortiguador (es decir, el conjunto amortiguador solo se energiza si el vástago del actuador se mueve a un extremo de su carrera fuera de su rango de funcionamiento normal); las realizaciones anteriores permiten así reducir el desgaste en el conjunto amortiguador, en comparación con los sistemas que requieren energía de una unidad de amortiguación durante el funcionamiento normal (es decir, durante el intervalo normal de carrera de un vástago del actuador).

Ambas realizaciones anteriores también proporcionan un medio mejorado para utilizar tubos de aplastamiento para la amortiguación de impactos de fin de carrera en los actuadores (por ejemplo, alrededor de los vástagos 66, 266, como se describió anteriormente). Los tubos de aplastamiento son típicamente elementos deformables plásticamente de un solo uso que, una vez comprimidos, precisan reemplazarse. Los conjuntos amortiguadores descritos anteriormente permiten ventajosamente que dichos tubos de aplastamiento se reemplacen fácilmente sin tener que desmontar el actuador en sí mismo; otros sistemas que emplean tubos de aplastamiento colocados alrededor de un vástago del actuador en sí (p. ej., compartiendo el mismo eje que el vástago del actuador) requieren el desmontaje del actuador en sí mismo para reemplazar el tubo de aplastamiento después de la compresión.

Si bien ambas realizaciones son ventajosas sobre los sistemas conocidos, la segunda realización se prefiere porque es mecánicamente menos compleja, facilitando la fabricación y el desmontaje (sin desmontar el propio actuador) cuando in situ (por ejemplo, en el caso de que una parte componente del conjunto amortiguador precise mantenimiento, reparación o reemplazo).

Con referencia ahora a la Figura 12, hay una representación esquemática de un simulador o sistema 112 de prueba. El simulador o sistema 112 de prueba tiene una base 114, una plataforma 116 que se monta para moverse con respecto a la base 114, y un mecanismo 118 de accionamiento. El mecanismo 118 de accionamiento se dispone operativamente entre la base 114 y la plataforma 116. El mecanismo actuador 118 incluye varios actuadores 120. Al menos uno de los actuadores 120 es un actuador como se describió anteriormente en relación con la primera o segunda realización, e incluye un vástago del actuador (por ejemplo, en el caso de un actuador electromecánico) o pistón (por ejemplo, en el caso de un actuador hidráulico) 12, 212, una carcasa 14, 214 y un conjunto amortiguador 28, 228.

El simulador o sistema 112 de prueba puede ser, por ejemplo, un sistema de prueba de un solo eje, un sistema de prueba de múltiples ejes, un sistema de entretenimiento o atracción o simulador, un sistema o simulador de prueba de aeronaves, un sistema o simulador de prueba de automoción o un hexápodo.

En las realizaciones descritas anteriormente, el amortiguador 110, 2110 incluye un resorte. Se entenderá que, en realizaciones alternativas, el amortiguador puede incluir cualquier amortiguador o amortiguador de impactos convencionales. En las realizaciones mostradas, el conjunto amortiguador 28, 228 incluye tres amortiguadores o amortiguadores de impactos. Se entenderá que, en realizaciones alternativas, el conjunto amortiguador 28, 228 puede incluir un solo amortiguador o amortiguador de impactos. También se entenderá que, en otras realizaciones, el conjunto amortiguador 28 puede incluir cualquier cantidad de amortiguadores o amortiguadores de impactos, de modo que las propiedades de amortiguación de impactos del conjunto amortiguador 28 puedan adaptarse a la aplicación del actuador.

En la primera realización mostrada, el conjunto amortiguador 28, 228 incluye tres vástagos 66 de guiado, y en la segunda realización mostrada el conjunto amortiguador 228 incluye cuatro vástagos 266 de guiado. Se entenderá que la cantidad de vástagos de guiado puede cambiarse según la aplicación del actuador y la envolvente de espacio disponible. Por consiguiente, el conjunto amortiguador de cualquiera de las realizaciones anteriores puede, en algunos ejemplos, incluir tres o menos o cuatro o más vástagos de guiado. Además, en realizaciones que utilicen tubos de aplastamiento colocados alrededor de los vástagos 66, 266, la cantidad de vástagos se puede elegir según las propiedades de aplastamiento de los tubos de aplastamiento, de manera que el conjunto amortiguador 28, 228 proporcione características de absorción de energía apropiadas para la aplicación particular del actuador.

Asimismo, en la primera realización mostrada, el conjunto amortiguador 28, 228 incluye tres amortiguadores 110, y en la segunda realización mostrada el conjunto amortiguador 228 incluye cuatro amortiguadores 2110. Se entenderá que el número de amortiguadores puede cambiarse según la aplicación del actuador y la envolvente de espacio disponible. Por consiguiente, el conjunto amortiguador de cualquiera de las realizaciones anteriores puede, en algunos ejemplos, incluir tres o menos o cuatro o más amortiguadores.

En una variación de la segunda realización mostrada, puede que no se proporcione un amortiguador 2110, y el conjunto amortiguador 228 puede depender en su lugar de amortiguación de impactos proporcionada por elementos 314 de absorción y/o almacenamiento de energía.

En la primera realización mostrada, el casquillo 40 de tope y el amortiguador 110 se proporcionan como componentes independientes. Se apreciará que estos componentes pueden proporcionarse como o en una sola parte en otras realizaciones de la invención.

Las realizaciones mostradas incluyen articulaciones de horquilla en los primeros extremos 15, 215 del pistón/vástago 12, 212 del actuador, y en los segundos extremos de la carcasa 14, 214. Se entenderá que pueden proporcionarse diferentes tipos de articulaciones (por ejemplo, articulaciones universales) según los requisitos del sistema en el que se va a implementar el actuador 10, 210.

Claims (15)

1. REIVINDICACIONES

   i.Un actuador (10, 210) que incluye una carcasa (14, 214), un vástago (12, 212) del actuador y un conjunto amortiguador (28, 228), en donde:

   el actuador tiene un eje (11, 211);

   la carcasa tiene un primer extremo (15, 215) y una abertura (13, 213) colocada en el primer extremo de la carcasa; el vástago del actuador se extiende a través de la abertura a lo largo del eje del actuador;

   el conjunto amortiguador se monta en el primer extremo de la carcasa;

   el conjunto amortiguador incluye uno o más dispositivos (110, 314) de absorción de energía, y el conjunto amortiguador se coloca en la carcasa de manera que un eje de cada uno del uno o más dispositivos de absorción de energía está desplazado con respecto al eje del actuador; y

   en donde el conjunto amortiguador se configura de tal manera que el uno o más dispositivos de absorción de energía proporcionen una amortiguación de impactos bidireccional de fin de carrera al movimiento del vástago del actuador;

   en donde el conjunto amortiguador incluye un bastidor (30, 230) que se configura para recibir el uno o más dispositivos de absorción de energía, en donde el bastidor incluye una primera parte (32, 232) del bastidor y una segunda parte (34, 234) del bastidor, y el uno o más dispositivos de absorción de energía se colocan entre la primera parte del bastidor y la segunda parte del bastidor; caracterizado por que

   la primera parte del bastidor es móvil con respecto a la segunda parte del bastidor a lo largo del eje del actuador; y la primera parte del bastidor y la segunda parte del bastidor son móviles con respecto a la carcasa a lo largo del eje del actuador.
2. 2. Un actuador según la reivindicación 1, en donde el conjunto amortiguador se configura de manera que:

   el uno o más dispositivos de energía se comprimen para proporcionar amortiguación de impactos al final de una carrera de extensión del vástago del actuador;

   el uno o más dispositivos de energía se comprimen para proporcionar amortiguación de impactos al final de una carrera de retracción del vástago del actuador.
3. 3. Un actuador según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde al menos uno del uno o más dispositivos de absorción de energía se selecciona de: un amortiguador de impactos, un amortiguador mecánico, un resorte, un tubo de aplastamiento, un material deformable plásticamente.
4. 4. Un actuador según cualquier reivindicación anterior, en donde;

   el vástago del actuador tiene un primer extremo (15, 215) y un segundo extremo (16, 216) distal al primer extremo; el vástago del actuador comprende un primer tope en el primer extremo del vástago del actuador, y un segundo tope en el segundo extremo del soporte actuador;

   la carcasa comprende un tercer tope en el primer extremo de la carcasa;

   la primera parte del bastidor incluye un cuarto tope configurado para acoplarse al primer tope, y un séptimo tope configurado para acoplarse al tercer tope; y

   la segunda parte del bastidor incluye un quinto tope configurado para acoplarse al segundo tope , y un sexto tope configurado para acoplarse al tercer tope; y

   opcionalmente, en donde el tercer tope se coloca entre el séptimo tope y el sexto tope.
5. 5. Un actuador según la reivindicación 4, en donde en uso:

   cuando el vástago del actuador se extiende desde la carcasa hasta una primera distancia de extensión predeterminada:

   el segundo tope se pone en acoplamiento colindante con el quinto tope;

   el séptimo tope colinda con el tercer tope, evitando así el movimiento de la primera parte del bastidor en dirección de la extensión del vástago del actuador;

   una extensión adicional del vástago del actuador provoca que la segunda parte del bastidor se mueva en dirección de la extensión del vástago del actuador, comprimiendo así el uno o más dispositivos de absorción de energía entre la primera parte del bastidor y la segunda parte del bastidor.
6. 6. Un actuador según la reivindicación 4 o la reivindicación 5, en donde en uso:

   cuando el vástago del actuador se retrae en la carcasa hasta una segunda distancia de extensión predeterminada: el primer tope se pone en acoplamiento colindante con el cuarto tope;

   el segundo tope colinda con el tercer tope, evitando así el movimiento de la segunda parte del bastidor en dirección de la retracción del vástago del actuador;

   una retracción adicional del vástago del actuador provoca que la primera parte del bastidor se mueva en dirección de la retracción del vástago del actuador, comprimiendo así el uno o más dispositivos de absorción de energía entre la primera parte del bastidor y la segunda parte del bastidor.
7. 7. Un actuador según la reivindicación 4 o la reivindicación 5, en donde la primera parte del bastidor comprende un vástago que conecta el cuarto tope y el séptimo tope; y

   opcionalmente, en donde un primer dispositivo de absorción de energía del uno o más dispositivos de absorción de energía es un tubo de aplastamiento o resorte que rodea una parte del vástago, en donde el primer dispositivo de absorción de energía se coloca entre la primera parte del bastidor y la segunda parte del bastidor, y opcionalmente, en donde el primer dispositivo de absorción de energía se coloca entre el cuarto tope y el sexto tope.
8. 8. Un actuador según la reivindicación 4 o la reivindicación 5, en donde;

   la segunda parte del bastidor incluye un octavo tope configurado para acoplarse al uno o más dispositivos de absorción de energía.
9. 9. Un actuador según la reivindicación 8, en donde en uso:

   cuando el vástago del actuador se extiende desde la carcasa hasta la primera distancia de extensión predeterminada:

   el octavo tope colinda con el uno o más dispositivos de absorción de energía;

   la extensión adicional del vástago del actuador provoca la compresión del uno o más dispositivos de absorción de energía entre la primera parte del bastidor y el octavo tope.
10. 10. Un actuador según la reivindicación 8 o la reivindicación 9, en donde en uso:

    cuando el vástago del actuador se retrae en la carcasa hasta la segunda distancia de extensión predeterminada: el octavo tope colinda con el uno o más dispositivos de absorción de energía;

    la retracción adicional del vástago del actuador provoca la compresión del uno o más dispositivos de absorción de energía entre la primera parte del bastidor y el octavo tope.
11. 11. Un actuador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, y las reivindicaciones 8 a 10, en donde la primera parte del bastidor incluye un elemento de montaje; y

    opcionalmente, en donde el elemento de montaje de la primera parte del bastidor se configura para recibir el dispositivo de absorción de energía.
12. 12. Un actuador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, y las reivindicaciones 8 a 11, en donde la segunda parte del bastidor incluye una carcasa y un vástago.
13. 13. Un actuador según la reivindicación 12 cuando depende de la reivindicación 8, en donde el vástago se extiende entre el octavo tope y la carcasa del segundo elemento del bastidor; y, opcionalmente, en donde:

    un primer dispositivo de absorción de energía del uno o más dispositivos de absorción de energía es un tubo de aplastamiento o resorte que rodea una parte del vástago, en donde el primer dispositivo de absorción de energía se coloca entre el octavo tope y el tercer tope.
14. 14.Un actuador según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 13, cuando depende de las reivindicaciones 8 y 11, en donde la carcasa del segundo elemento del bastidor incluye una abertura que se configura para recibir el elemento de montaje de la primera parte del bastidor; y

    opcionalmente, en donde el tercer tope es un elemento anular, en donde el elemento anular se coloca entre el cuarto tope y el octavo tope.
15. 15. Un simulador o sistema de prueba que incluye una base, una plataforma que se monta para moverse con respecto a la base, y un mecanismo de accionamiento que se dispone operativamente entre la base y la plataforma, en donde el mecanismo de accionamiento incluye al menos un actuador como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.