ITMI930996A1 - Cilindro motore con dispositivo di frenatura 0/e di bloccaggio - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

Stato dell 'arte

L'invenzione si riferisce ad un cilindro motore dotato di un dispositivo di frenatura o/e di bloccaggio e conforme al'tipo indicato nella rivendicazione principale. Un tale cilindro motore ?, per esempio, descritto nella DE-05 39 31 014. Sull?asta di pistone del cilindro agiscono elementi di bloccaggio applicati ad un supporto coassiale e mobili in direzione radiale. Gli elementi di bloccaggio vengono portati a contatto, tramite corpi di rotolamento e una bussola di azionamento, con l'asta del pistone in quanto un pistone anulare sposta la bussola di manovra in direzione assiale. Detto pistone anulare delimita una camera di pressione sul fondo del cilindro motore, la quale camera viene alimentata con una pressione di comando (pressione di frenatura o bloccaggio). un tale cilindro motore presenta l'inconveniente che per azionare il dispositivo di frenatura o di bloccaggio ? necessaria un'alimentazione di pressione di comando in aggiunta all'alimentazione di pressione di servizio. Il dispositivo di bloccaggio, che ? stazionario, ? vincolato ad una determinata posizione di installazione nel cilindro motore e richiede uno spazio di installazione non indifferente. Inoltre, gli elementi di bloccaggio agiscono sull'asta del pistone con il loro diametro relativamente esiguo, per cui sovente l'azione bloccante ? scarsa anche in caso di elevata precisione di lavorazione. Inoltre, l'asta del pistone pu? essere danneggiata sulla sua superficie dagli elementi di bloccaggio, per cui la tenuta del cilindro motore viene compromessa nel punto di passaggio dell'asta del pistone. La rugosit? dell'asta del pistone determina, anche in caso di ridotte dimensioni, un'elevata usura della guarnizione dell'asta, per cui la durata utile del cilindro motore viene ad essere ridotta.

vantaggi delI 'invenzione

Il cilindro motore proposto dall'invenzione, dotato di un dispositivo di frenatura o/e bloccaggio ha

presenta, /invece, il vantaggio che il dispositivo di bloccaggio non ha bisogno di una separata alimentazione di pressione di comando e viene eccitato a seconda della pressione di servizio presente nel cilindro motore. Il dispositivo di bloccaggio richiede solo un piccolo spazio di instailazione. inoltre, esso non ha nessuna influenza sulla natura della superficie dell'asta del pistone, per cui dal cilindro motore non pu? uscire fluido in pressione.

Ulteriori vantaggi e vantaggiose rielaborazioni si rilevano dalle rivendicazioni principali e dalla descrizione.

Disegno

Un esempio di esecuzione dell'invenzione ? illustrato particolareggiatamente nella seguente descrizione e nel disegno. Quest'ultimo mostra una sezione in senso assiale eseguita attraverso un cilindro motore, il quale ? rappresentato solo parzialmente. Descrizione dell 'esempio di esecuzione

Nel disegno ? indicato con 10 un cilindro motore, rappresentato solo parzia Imente, il quale presenta quale cilindro differenziale una cassa cilindrica cava 11 e un pistone 12 con asta di pistone 13. Il pistone 12 divide l'una dall?altra due camere di pressione: una camera di pressione di servizio 14 sul grande lato attivo del pistone e una camera anulare 15 sul lato opposto.

L'estremit? dell'asta di pistone 13 che ? disposta all'interno della cassa 11 ? formata come tratto 16 di diametro ridotto, per cui sulla transizione vi ? una spalla 17 corrente a giro. Il pistone 12 ? applicato su questo tratto 16 di minor diametro ed ? costitu ito da due elementi a cilindro cavo 19 e 1sA specularmente simmetrici, i quali sono fra loro contigui con i loro lati frontali 19 e 19A. Ognuno degli elementi cilindrici cavi 18, 1SA ha un tratto piatto 20, 20A che si diparte dalla sua parte frontale 19, 19A e il cui diametro ? un po' minore del diametro interno della cassa 11. Al tratto 20, 2QA si raccorda una scanalatura anulare 21, 21A corrente a giro, in cui alloggia un anello di tenuta 22, 22A del pistone. A detta scanalatura anulare 21, 21A si raccorda un tratto cilindrico 23, 23A il cui diametro ? alquanto minore di quello del tratto 20, 20A. Ad esso si congiunge un tratto terminale 24, 24A di diametro ancora minore. Sulla zona che passa dal tratto terminale 24, 24A al tratto cilindrico 23, 23A sono uniformemente distribuiti sulla periferia vari avvallamenti semisferici 25, 25A.

Nel tratto cilindrico 23, 23A corre un foro radiale 27, 27A che non giunge fino all'asta di pistone 13 e fino al tratto 16. In questi sbocca un foro assiale 28, 28A che si diparte da una cavit? cilindrica 29, 29A presente sul lato frontale 19, 19A. La transizione dalla cavit? 29, 29A al foro assiale 28, 28A ? realizzata come sede valvolare 30, 3QA. T dus elementi cilindrici cavi 1S, ISA sono disposti, nello stato montato, in modo che le cavit? 2?, 29A siano contrapposte tra loro e formino una camera di valvola di scambio 31 in cui si trova una sfera valvolare 32, Questa coopera con una delle sedi valvolari 30, 30A.

Su ognuna delle fronti 19, 19A sono disposte due scanalature anulari correnti a giro, una scanalatura anulare esterna 34, 34A tra periferia esterna e cavit? 29, 29A e una scanalatura anulare interna 33, 33A tra cavit? 29, 29A e asta di pistone 13. Le cavit? anulari esterne 34, 34A accolgono un anello di tenuta 35, e le scanalature anulari interne 33, 33A formano un canale anulare 36 collegato alla camera 31 della valvola di scambio.

Nel canale anulare 36 sbocca un foro passante 38, 38A ad andamento assiale. Esso si diparte da nel lato frontale 40,40A libero una cavit? cilindrica 39, 39A /del1'elemento cilindrico cavo 18, 18A. La cavit? 39, 39A arriva fin presso il foro 27, 27A.

Sul fondo 41, 41A della cavit? 39, 39A poggia una bussola 42, 42A il cui diametro esterno ? minore della cavit? 39, 39A. sulla fronte 43, 43A la bussola 42, 42A presenta una cavit? cilindrica 44, 44A destinata ad accogliere un anello di tenuta 45, 45A.

Sulla fronte opposta 46, 46A poggia un anello di chiusura 47, 47A. L'anello di chiusura (sinistro) 47 poggia con la sua fronte libera 48 sulla spalla 17. L'anello di chiusura (destro) 47A ? opportunamente congiunto all'estremit? libera dell'asta di pistone 13 in modo tale che le bussole 42, 42A, gli elementi cilindrici cavi 18, 18A e l'anello di chiusura 47 siano mantenuti in direzione assiale e fissati sul tratto 16. A tale scopo, l'anello di chiusura 47A pu?, ad esempio, essere avvitato, bloccato o incuneato sull'estremit? libera dell'asta di pistone 13 (del tratto 16).

Tra la bussola 42, 42A e la parete della cavit? 3?, 3?A ? inserito un pistone di comando 50, 50A a forma di tazza, il cui fondo 51, 51A ? rivolto al fondo 41, 41A della cavit? 39, 3?A e presenta un foro 52, 52A per il passaggio della bussola 42, 42A. Fra il fondo 51, 51A e il fondo 41, 41A della cavit? 39, 39A ? formata una camera di pressione 53, 53A, ad anello 54,54A, sulla quale poggia una bussoladicomando, sulperimetro esterno delpistone 50,5QA ? realizzata una spalla/Questa ? realizzata come anello conico 55, 55A la cui periferia esterna si allarga in direzione dell'anello di chiusura 47, 47A. L'anello conico ======= 55, 55A ? applicato rigidamente sul pistone di comando 50, 50A e sporge da questo abbracciando, con un tratto 56, 56A di maggior diametro interno, l'anello di chiusura 47, 47A.

L'anello di chiusura 47, 47A ha nella sua fronte affacciata al pistone di comando 50, 50A una scanalatura anulare 57, 57A sul cui fondo poggia una molla di compressione 58, 58A. La sua estremit? opposta poggia sul fondo 51, 51A del pistone di comando 50, 50A.

Negli avvallamenti 25, 25A dei tratti terminali 24., 24A sono alloggiate teste di supporto sferiche 60, 60A di elementi di bloccaggio 61, 61A i cui tratti di bloccaggio bombati 62, 62A poggiano sulla parete interna 63 della cassa 11. Gli elementi di bloccaggio 61, 61A sono ripartiti uniformemente sulperiferia e le loro teste di supporto 60, 60A si trovano nelle rispettive cavit? 25, 25A disposte in maniera corrispondente. Il diametro esterno dei tratti di bloccaggio 62, 62A ? adattato al diametro interno della cassa 11. La lunghezza d'arco = di ciascun tratto di bloccaggio 62, 62A ? calcolata in modo che fra due tratti di bloccaggio limitrofi vi sia una piccola distanza, cos? che essi non si intralcino reciprocamente in caso di movimento verso l'interno (in senso radiale).. sui lati interni 64, 64A degli elementi di bloccaggio 61, 61A ovvero dei tratti di bloccaggio 62, 62A poggiano elementi di rotolamento 65, 65A che in questo esempio di esecuzione sono realizzati come sfere. Detti elementi di rotolamento 65, 65A corrono in un elemento anulare 66, 66A. Gli elementi di rotolamento 65, 65A poggiano, inoltre, sulla superficie esterna 67, 67A dell'anello conico 55, 55A. sull'elemento anulare 66, 66A, che serve a guidare gli elementi di rotolamento, ? supportata una molla di compressione 68, 68A, la cui estremit? opposta poggia sul lato frontale libero 40, 40A dell'elemento cilindrico cavo 18, 18A.

Nella posizione di lavoro del cilindro motore illustrata nel disegno, il cilindro si trova in una posizione bloccata stazionaria. La camera di pressione 14 e la camera anulare 15 sono (quasi) senza pressione. Nella posizione, qui rappresentata, del cilindro motore vi ? nella camera di pressione di servizio 14 una pressione residua di poco superiore a quella della camera anulare 15. La pressione che vi ? nella camera anulare 15 ? presente anche nel foro 27 e nel foro assiale 28, il quale ? chiuso su un lato dalla sfera valvolare 32. La cavit? 29A e il foro assiale 28A sono collegati alla camera di pressione 14 tramite il foro 27A. A causa della differenza di pressione, la sfera valvolare 32 poggia sulla sede valvolare 30. Dalle due cavit? 29, 29A la camera 31 della valvola di scambio ? in collegamento, tramite il canale anulare 33 e i due fori 38, 38A, con le camere di pressione 53, 53A.

Sui pistoni di comando 50, 50A agisce una forza a causa dell'azione esercitata dalla molla di compressione 58, 58A. Tale forza ? maggiore di quella che agisce in direzione opposta mediante la pressione che vi ? nella camera di pressione 53, 53A. in tal modo il pistone di comando 50, 50A viene mosso, assieme all'anello conico saldamente congiunto 55, 55A, in direzione del fondo 41, 41A della cavit? 39, 3?A. A causa dell'accoppiamento per attrito tra le superfici esterne 67, 67A degli anelli conici 55, 55A e degli elementi rotolanti 65, 65A da un canto e tra gli elementi rotolanti 65, 65A e le facce interne 64, 64A dei tratti di bloccaggio 62, 62A dall?altro, gli elementi rotolanti vengono compressi verso l'esterno. A causa della riduzione dell'interspazio anulare che corre tra anello conico 55, 55A e tratto di bloccaggio 62, 62A, questi ultimi vengono pressati contro la parete interna 63 della cassa il, per cui il pistone 12 e l'asta di pistone 13 vengono tenuti fermi.

Ss il pistone 12 ovvero l'asta di pistone 13 devono essere spostati in una delle due direzioni, la camera 14 della camera di pressione di servizio 14 o la camera anulare 15 vengono opportunamente alimentate con pressione. Nella circostanza, la cavit? 29 ? collegata, tramite i fori 28 e 27, alla camera anulare 15 mentre la cavit? 29A ? collegata, tramite i fori 28A e 27A, alla camera di pressione di servizio 14. La sfera valvolare 32 situata nella camera 31 della valvola di scambio, si appoggia a seconda della pressione su una delle due sedi valvolari 30, 30A in modo tale che nella camera 32 della camera di scambio si abbia la ??? alta delle due pressioni. Tramite il canale anulare 36 e i fori 38, 38A, tale pressione si costituisce anche nelle camere di pressione 53, 53A. Se, a causa di tale pressione, la forza che agisce sui pistoni di comando 50, 50A supera la forza opposta dalla molla di compressione 58, 58A, il pistone di comando 50, 50A si muove in direzione dell'anello di chiusura 47, 47A. In tal modo, anche l'anello conico 55, 55A si muove in questa direzione. Gli elementi rotolanti 65, 65A scorrono sulla superficie esterna obliqua 67, 67A e sulle facce interne 64, 64A dei tratti di bloccaggio sempre in direzione dell'anello di chiusura 47, 47A.

Nella circostanza aumenta la distanza tra anello conico 55, 55A ed elemento di bloccaggio 62, 62A in corrispondenza degli elementi rotolanti. I tratti di bloccaggio 62, 62A possono staccarsi dalla parete interna della cassa 11, per cui il pistone 12 e l'asta di pistone 13 sono liberamente mobili.

La molla di compressione 68, 68A garantisce un buono e sicuro appoggio degli elementi rotolanti 65, 65A sull'anello conico 55, 55A e sulle facce interne 64, 64A dei tratti di bloccaggio 62, 62A. Il precarico di tale molla di compressione 68, 68A ? per? cos? modesto cbe la libera mobilit? del pistone 12 ovvero dell'asta di pistone 13 non viene compromessa, vale a dire tramite le molle di compressione 68, 68A non vengono applicate forze di bloccaggio degne di nota.

A causa della configurazione simmetrica del pistone 12 e, rispettivamente, del dispositivo di bloccaggio, quest'ultimo agisce uniformemente in entrambe le direzioni di lavoro. Grazie all'opposto orientamento degli elementi di bloccaggio 61, 61A ? sempre garantita una buona azione bloccante. Le camere di pressione 53, 53A vengono, tramite la camera 31 della valvola di scambio, sempre alimentate con la pi? alta delle pressioni esistenti nella camera di pressione 14 ovvero nella camera anulare 15. In tal modo ? garantita un'ottimale azione di frenatura e/o di bloccaggio. Mediante la camera 31 della valvola di scambio con l'organo valvolare ovvero sfera valvolare 32 (valvola di scambio) viene contemporaneamente impedito un cortocircuito tra la camera di pressione di servizio 14 e la camera anulare 15.

Il dispositivo di bloccaggio e/o frenatura agisce automaticamente quando la pressione diminuisce e poggia, per l'azione esercitata dalle molle di compressione 58, 58A, sulla parete interna della cassa 11. In tal modo, gli elementi di bloccaggio 62, 62A agiscono su un diametro relativamente grande, per cui le 5uperfici attive di attrito o bloccaggio sono corrispondentemente grandi. Contemporaneamente, la superficie dell'asta di pistone 13 non viene danneggiata. Se, per?, nel corso della durata utile e/o in caso di elevatissime forze di frenatura e/o bloccaggio, dovessero prodursi danni sulla parete interna della cassa, ci? determinerebbe difetti di tenuta all'interno del cilindro motore, le cui conseguenze sarebbero, per?, di gran lunga meno gravose di difetti di tenuta sull'asta di pistone del cilindro motore .

Claims (1)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Cilindro motore con un pistone (12) e un'asta di pistone (13) che, a causa della pressione presente per lo meno in una camera di pressione di servizio (14, 15), sono assialmente mobili relativamente alla cassa (11), con un dispositivo di frenatura o/e bloccaggio, con elementi di bloccaggio (61, 61A) che sono disposti coassialmente all'asta del pistone e sono mobili radialmente verso quest'ultima, con almeno un mezzo di azionamento (55, 55A, 50, 50A), che ? disposto coassialmente all'asta del pistone e nella cui direzione assiale ? mobile e con elementi rotolanti (65, 65A) disposti tra elementi di bloccaggio e mezzi di azionamento, caratterizzato dal fatto che gli elementi di bloccaggio sono disposti sul pistone e, unitamente al mezzo di azionamento e ad elementi rotolanti, sono mobili assieme ad esso, e dal fatto che il mezzo di azionamento da una parte ? alimentato da una molla di compressione (58, 58A) e, d'altra parte, dalla pressione presente nella camera di pressione (14, 15). 2. cilindro motore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il mezzo di comando presenta una bussola di comando (55, 55A) ed un pistone di comando (50, 50A). 3. Cilindro motore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la bussola di comando (55 , 55A> ha forma conica. 4. Cilindro motore secondo una delle rivendicazioni 2 o 3, caratter izzato dal fatto che il pistone di comando (50, 50A) interagisce con una camera di pressione di comando (53, 53A) disposta sul pistone (12) e mobile assieme a questo. 5. Cilindro motore secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che la camera di pressione di comando (53, 53A) ? collegata alla camera di pressione di servizio (14, 15) tramite canali per fluido in pressione (38, 38A, 36, 31, 28, 28A, 27, 27A). 6. Cilindro motore secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che i corpi rotolanti (65, 65A) sono guidati in un anello di guida <66 , 66A ). 7. Cilindro motore secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzato dal fatto che sul pistone & disposto un secondo dispositivo di frenatura o/e bloccaggio. 8. Cilindro motore secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che il secondo dispositivo di frenatura o/e bloccaggio ha struttura specularmente simmetrica al primo. 9. cilindro motore secondo la rivendicazione 7 oppure 8, caratterizzato dai fatto che ognuna delle camere di pressione di comando <53, 53A) ? collegata ad una camera di pressione di servizio <14, 15). 10. cilindro motore secondo una delle rivendicazioni da 7 a 9, caratterizzato dal fatto che le camere di pressione di comando (53, 53A) sono collegabili a rispettive camere di pressione di servizio <14, 15). 11. Cilindro motore secondo una delle rivendicazioni da 7 a 10, caratterizzato dal fatto che nel canale (38, 38A, 36, 31, 28, 28A, 27, 27A) per il fluido in pressione ? sistemata, tra le camere d? pressione di comando <53, 53A) e le camere di pressione di servizio (14, 15), una valvola di non ritorno a due vie (31, 32).