ITMI942244A1 - Dispositivo di fermo per fissare due oggetti mobili uno relativamente all'altro - Google Patents

Abstract

Dispositivo di fermo per fissare in diverse posizioni due oggetti mobili uno relativamente all'altro avente un cilindro cavo collegato ad uno degli oggetti ed un pistone traslabile nel cilindro cavo, collegato all'altro oggetto attraverso un'asta di pistone fuoriuscente dal cilindro cavo, laddove il pistone suddivide il cilindro cavo chiuso a tenuta verso l'esterno in due camere di lavoro a volume variabile contenenti un fluido di lavoro, e il collegamento idraulico delle due camere di lavoro è possibile, almeno parzialmente, tramite un dispositivo di scambio nel pistone, mentre il dispositivo di scambio è composto da almeno due parti traslabili una relativamente all'altra, e il collegamento idraulico viene aperto dopo una traslazione a partire da una posizione assunta nella posizione di riposo.

Description

Descrizione del trovato

Il trovato si riferisce ad un dispositivo di fermo per il fissaggio in diverse posizioni di due oggetti mobili uno relativamente all'altro avente un cilindro cavo collegato a uno degli oggetti ed un pistone traslabile nel cilindro cavo, collegato all'altro oggetto tramite un'asta di pistone fuoriuscente dal cilindro cavo, laddove il pistone suddivide il cilindro cavo, chiuso a tenuta verso l'esterno, in due camere di lavoro a volume variabile contenenti un fluido di lavoro e/o un gas. e il collegamento fluido fra le due camere di lavoro è possibile, almeno parzialmente, tramite un dispositivo di scambio nel pistone.

Tali dispositivi di fermo sono già noti, in particolare, per il fissaggio di porte e finestre (ad esempio DE 1459 182 C2).

Nel dispositivo di fermo noto in un cilindro chiuso su entrambi i lati un'asta di pistone passa, facendo tenuta, attraverso una estremità del cilindro. L'asta di pistone all'interno della cavità del cilindro è collegata ad un pistone, che suddivide il cilindro in due camere di lavoro. Le due camere di lavoro sono collegate fra di loro tramite due percorsi di fluido, correnti dentro il pistone. Ad ogni direzione del moto è associata una valvola di ritegno, che può aprire solo in un senso della corrente. Ogni valvola di ritegno comprende un corpo valvolare che, nella posizione di chiusura, è precompresso contro un'apertura di ingresso tramite la precompressione di una molla e chiude questa apertura quando il pistone è in riposo. Se l'asta di pistone viene mossa relativamente al cilindro, in una delle camere di lavoro si forma una sovrapressione che agisce sulla corrispondente valvola di ritegno. Nella fase iniziale di moto dell'asta del pistone questa pressione agisce inizialmente soltanto su una piccola superficie del corpo valvolare definita dalla sezione dell'apertura di ingresso associata a questo corpo valvolare. È pertanto necessaria una notevole sovrapressione nella camera di lavoro per sollevare il corpo valvolare dalla posizione di tenuta. Dopo che si è instaurato il flusso fra le due camere di lavoro, viene sollecitata una maggiore superficie del corpo valvolare.

Questa soluzione nota permette di 'fissare una porta in maniera relativamente stabile in una posizione qualsiasi fra quella di apertura e quella di chiusura. È necessaria una forza di spinta relativamente grande per cominciare a mettere in movimento una porta o simili fissata in una posizione qualsiasi. Non viene pertanto variata la posizione della porta da un urto involontario. D'altra parte una forza relativamente piccola è sufficiente per aprire o chiudere ulteriormente la porta messa in movimento. Questa caratteristica in sè vantaggiosa si ottiene, purtroppo, soltanto con una complicazione costruttiva notevole, che ha ostacolato finora un uso esteso di questo principio. La complicazione costruttiva è dovuta, in particolare, al fatto che fra le due camere di lavoro si debbono realizzare due percorsi per il flusso. La fabbricazione di questi due percorsi per il flusso richiede una pluralità di fori a formare percorsi fluidi, fra i quali sono compresi fori assiali che devono essere eccentrici nel pistone.

Compito del trovato è di realizzare un dispositivo di fermo per il fissaggio di due oggetti uno relativamente all'altro, nel quale sia contenuto un elemento bloccante idraulico, pneumatico o idropneumatico a basso costo, che permetta un bloccaggio variabile con continuità di porte, serrande e simili senza elemento d'azionamento esterno, facendo sì che, corrispondentementé, la forza bloccante si mantenga inalterata.

Per risolvere questo compito è previsto, secondo il trovato, che il dispositivo di scambio sia composto da almeno due parti traslabili una relativamente all'altra, e che il collegamento fluido venga aperto dopo una traslazione a partire da una posizione assunta nella fase di riposo.

Secondo un'altra importante caratteristica è previsto che una costruzione semplice del pistone porti all'utilizzo di parti di basso costo, che possono venire montate, al montaggio, in modo semplice e senza particolare attenzione a formare un sistema funzionante con sicurezza. Un funzionamento sicuro è garantito anche a temperature variabili .

Una forma di esecuzione vantaggiosa prevede che il pistone sia realizzato in due parti a formare il dispositivo di scambio .

Secondo un'altra caratteristica importante è previsto che il pistone sia suddiviso in una parte radiale più esterna e in una parte radiale più interna, essendo le due parti traslabili una relativamente all'altra in senso assiale. In questa forma di esecuzione è di vantaggio il fatto che la parte radiale più interna sia fissata a tenuta sull'asta del pistone e che la parte radiale più esterna sia supportata in modo da far tenuta rispetto al cilindro cavo. Secondo un'altra caratteristica importante è previsto che il dispositivo di scambio possieda una parte tenuta fissa e una parte traslabile nel senso di trazione e di compressione .

Secondo un'altra configurazione è previsto che almeno una delle parti traslabili relativamente sia sostenuta elasticamente .

Una forma di esecuzione vantaggiosa prevede che il collegamento fluido venga formato dalle superfici affacciate l'una all'altra delle parti tali che almeno una delle superfici abbia un andamento conico.

È inoltre previsto che il collegamento fluido venga formato dalle superfici affacciate una all'altra delle parti tali che in almeno una delle superfici sia prevista almeno una cava assiale ad andamento cuneiforme. È di vantaggio, a questo proposito, il fatto che questa esecuzione permetta un equilibramento particolarmente dolce fra la pressione bloccante e quella di accumulo così da evitare il verificarsi di rumori fastidiosi durante la manovra.

Secondo una certa configurazione è previsto che il collegamento fluido sia ricavato in una delle parti sotto forma di cavità angolata rispetto all'asse longitudinale, mentre nella parte adiacente sono montati degli elementi di intercettazione .

È inoltre previsto che le parti traslabili una rispetto all'altra siano disposte assialmente una dopo l'altra.

Una forma di esecuzione vantaggiosa prevede che l'anello del pistone alloggiato fra le parti sia realizzato a guisa di elemento di intercettazione per il collegamento fluido. In una ulteriore configurazione è previsto che il collegamento fluido sia dotato di una valvola di strozzamento .

Secondo un'altra caratteristica è previsto che nel pistone cavo sia ricavata una camera di compensazione precompressa elasticamente e/o con un gas.

Una forma di esecuzione vantaggiosa prevede che l'asta del pistone attraversi entrambe le camere di lavoro.

In un'altra configurazione è previsto che nel cilindro cavo, tramite una parete divisoria, venga formata un'altra camera riempita di fluido, e che il dispositivo di scambio sia disposto nel pistone e/o nella parete divisoria.

Per compensare, almeno parzialmente, la forza delle molle di sostentamento è previsto, in una ulteriore configurazione, che almeno una delle parti traslabili assialmente sia dotata di un elemento d'arresto. A tal proposito si può prevedere, vantaggiosamente, come elemento d'arresto un elemento a scatto, elastico e/o ad attrito. Esempi di esecuzione preferiti del trovato sono rappresentati schematicamente nei disegni. In essi:

la figura 1 mostra un dispositivo di fermo composto da un cilindro cavo, da un'asta di pistone e da un dispositivo di scambio in sezione,

le figure da 2 a 8 mostrano altre forme di esecuzione di un dispositivo di fermo che si differenziano in alcuni dettagli,

la figura 9 mostra un pistone con cave ad andamento assiale e cuneiformi,

la figura 10 mostra una forma di esecuzione nella quale le diverse parti presentano cave assiali,

la figura 11 mostra un diagramma della forza in funzione della corsa,

la figura 12 mostra un'altra forma di esecuzione di un dispositivo di fermo.

In figura 1 in un cilindro cavo 1 è disposta una camera chiusa a tenuta verso l'esterno riempita con un fluido di lavoro, e suddivisa da un sistema a pistone 20 in due camere di lavoro 4 e 5 separate. Il pistone è collegato su entrambe i lati con un'asta 3 portata all'esterno. Il sistema a pistone è composto dal pistone 6 collegato saldamente all'asta 3 con un accoppiamento di forma, ad attrito o di materiale, da un elemento di tenuta 9, da due parti 8 e 7 traslabili relativamente al pistone 6, da due elementi precompressi 10 e 11 nonché da due elementi di fissaggio 12 e 13.

Con dispositivo di fermo a riposo le parti 8 e 7 vengono spinte contro il pistone 6 dagli elementi precompressi 10 e 11, cosicché l'elemento di tenuta 9 viene spinto in una posizione definita nella quale detto elemento di tenuta 9 porta a una separazione delle camere di lavoro 4 e 5. Qualora, ad esempio, l'asta del pistone venga tirata, in virtù,della separazione o chiusura a tenuta delle camere di lavoro, nella camera di lavoro 4 viene creata una pressione. Questa pressione attraverso il canale 17 per il flusso agisce sull'elemento di tenuta 9, cosicché questo aderisce alla parte 7 esercitando sulla parte 7 una forza assiale di traslazione che tende a traslare la parte 7 contro l'elemento precompresso 11. La parte 7 viene tenuta in posizione dall'elemento precompresso 11 che viene sostenuto a sua volta dall'elemento di fissaggio 13.

Esercitando una forza di trazione sull'asta del pistone 3, nella camera di lavoro 4 viene prodotta una pressione tale che la forza assiale di traslazione dell'elemento di tenuta 9 (risultante dalla pressione e dalla superficie idraulica in sezione A dell'elemento di tenuta 9) è maggiore della forza di sostegno dell'elemento precompresso 11, l'elemento di tenuta 9 spinge la parte 7 assialmente allontanandola dal pistone, cosicché l'elemento di tenuta 9 abbandona la sua posizione di tenuta. In virtù del contorno speciale del pistone 6, l'elemento di tenuta 9 perde la sua funzione di tenuta, cosicché il fluido di lavoro può fluire dalla camera di lavoro 4 attraverso il collegamento fluido 17 nella camera fra il pistone 6 e la parte 7. L'intercapedine è collegata con la camera di lavoro 5 mediante un foro 14. Dopo che il fluido di lavoro è passato nell'intercaperdine e, attraverso il foro 14, nella camera di lavoro 5, la pressione bloccante nella camera di lavoro 4 si riduce ad una pressione di accumulo minore che, agendo su una maggiore superficie idraulica B della parte 7, tiene la parte 7 ancora nella posizione più arretrata e cioè aperta. Avendo collegato le camere di lavoro 4 e 5 attraverso il collegamento fluido 17 e il foro 14, è possibile spostare il pistone 6 e quindi l'asta del pistone 3. Il collegamento fluido 16 in questa posizione viene chiuso a tenuta dall'elemento di tenuta 9.

È cosi possibile lo spostamento con una forza di spostamento minore dopo aver superato una forza bloccante inizialmente elevata.

Qualora il movimento dell'asta del pistone venga fermato, si verifica una compensazione della pressione fra le camere di lavoro 4 e 5 così da non aversi sull'elemento di tenuta 9 una forza di apertura (risultante dalla pressione d'accumulo e dalla superficie B risultante). La parte 7 viene quindi spinta contro il pistone 6 dalla forza dell'elemento precompresso 11 cosicché l'elemento di tenuta 9 viene spinto nella sua posizione di tenuta e le camere di lavoro 4 e 5 vengono di nuovo separate una dall'altra.

Con un contorno speciale della superficie esterna del pistone 6 in senso assiale è possibile passare dolcemente dalla pressione di bloccaggio a quella di accumulo, cosicché diventa possibile equalizzare dolcemente la pressione di bloccaggio e quella di accumulo. È inoltre possibile, in virtù dell'attrito fra l'elemento di tenuta 9 e il cilindro cavo 1, chiudere con sicurezza a tenuta, a seconda del senso del moto, i collegamenti fluidi 16 ovvero 17.

Il funzionamento sopracitato è ottenuto anche con spinta verso l'interno, e tuttavia, con valvola aperta, il fluido di lavoro fluisce dalla camera di lavoro 5 nella camera di lavoro 4 attraverso il canale fluido 16 e il foro 15. È inoltre possibile, inserendo un elemento di tenuta 18 variabile, che chiude a tenuta verso l'esterno e precomprime la camera di lavoro 5 (ad esempio con una molla di spinta elicoidale, con un cuscino di gas eccetera), ottenere una compensazione di volume nel caso di una variazione di temperatura di un fluido di lavoro liquido. Quale elemento di tenuta 9 può trovare impiego un O-Ring, un anello a sezione rettangolare, anelli di tenuta di forma speciale con e senza armatura in materiali quali ad esempio acciaio, plastica o gomma o in altri materiali da tenuta. Quale fluido di lavoro sono possibili tutti i mezzi noti fluidi e gassosi quali, ad esempio, oli e gas.

Nella figura 2 è rappresentata un'altra possibilità di variare il sistema del pistone in modo che sia prevista una funzione valvolare sull'asta del pistone 3 e un'altra funzione valvolare attraverso una parete divisoria nel cilindro cavo 1. Questo fatto ha il vantaggio che venendo a mancare un'asta del pistone 3 più lunga il dispositivo di fermo è di costruzione più corta.

Qualora l'asta del pistone 30 venga sollecitata a trazione, il sistema del pistone 40 montato sul pistone diventa attivo e permette la funzione descritta a figura 1. Parallelamente la cavità sviluppantesi nell'asta del pistone viene riempita, dalla camera 19, con il fluido di lavoro fluente nella camera di lavoro 5 attraverso i fori 61 e 62 per il flusso.

I dischi valvolari 63 montati nel sistema valvolare 60 con il flusso in questo senso non portano ad una sua intercettazione, in quanto i dischi valvolari si sollevano dalla loro sede aprendo così il passaggio.

Qualora l'asta del pistone 30 venga sollecitata con una forza di compressione, nella camera di lavoro 5 si crea una pressione che porta all'azionamento del sistema valvolare 60 disposto nel cilindro cavo, sistema che funziona secondo lo stesso principio descritto a figura 1. Parallelamente la pressione nella camera di lavoro 5 provoca un allontanamento dell'elemento di tenuta 43 dalla posizione di tenuta verso il disco 42, cosicché il fluido di lavoro può fluire dalla camera di lavoro 5 nella camera di lavoro 4 attraverso il collegamento fluido 16 e 50.

II movimento viene comandato esclusivamente dal sistema valvolare 60 disposto nel cilindro cavo 1.

Qualora il movimento dell'asta del pistone 30 venga arrestato, si verifica una compesazione della pressione fra la camera di lavoro 5 e la camera 19, cosicché sull'elemento di tenuta 64 non agisce alcuna forza di apertura. Il cassetto 65 viene quindi spinto contro il corpo valvolare 68 dalla forza dell'elemento precompresso 67 e l'elemento di tenuta 64 viene quindi spinto nella sua posizione di tenuta.

L'apparecchio è cosi bloccato nel senso di compressione dell'asta del pistone. Nella direzione di trazione l'elemento di tenuta 43 verrebbe subito spinto nella posizione di tenuta in presenza di una sollecitazione di trazione dovuta alla pressione nella camera di lavoro 4 e all'attrito sul cilindro cavo 1, cosicché il dispositivo di fermo sarebbe bloccato anche in questa direzione.

Nella figura 3 è rappresentata una possibilità di un altro sistema di pistone 100, composto da una piastra valvolare 101, da un pistone 102, da un elemento di tenuta 103, da una piastra di appoggio 104, da un elemento precompresso 105, da una boccola 106 nonché da un elemento di fissaggio 107. Sollecitando l'asta del pistone 30 con una forza di trazione, nella camera di lavoro 4 si crea una pressione che spinge la piastra valvolare 101 contro il pistone 102 chiudendo così a tenuta il foro 112. Inoltre la pressione attraverso il canale per il flusso 113 arriva all'elemento di tenuta 103, cosicché quest'ultimo viene sollecitato in senso assiale con una forza risultante dalla pressione e dalla sezione idraulica del canale per il flusso 113. L'elemento di tenuta 103 viene tenuto dall'elemento precompresso 105 nella posizione di tenuta mediante la piastra di appoggio 104. Qualora la pressione nella camera di lavoro 4 sia così grande che la forza di pressione sull'elemento di tenuta 103 superi la forza di precompressione dell'elemento precompresso 105, l'elemento di tenuta 103 nonché la piastra di appoggio 104 viene spinta assialmente cosicché il fluido di lavoro può fluire dalla camera di lavoro 4 nell'intercapedine 4.1 attraverso il collegamento fluido 113.

Ì1 collegamento fluido 110 nella boccolla 106 viene chiuso dalla piastra di appoggio 104 traslata. Dal momento che la pressione agisce sulla superficie complessiva della piastra di sostegno 104 e dell'elemento di tenuta 103, la piastra di sostegno 104 trasla contro l'elemento precompresso 105. Il mezzo fluisce dall'intercapedine 4.1 nella camera di lavoro 5 attraverso il foro 111 per il flusso. La pressione nella camera di lavoro 4 si riduce cosi ad un valore inferiore cosicché il movimento dell'asta del pistone è possibile anche con una forza minore. La valvola del sistema del pistone resta tuttavia ancora aperta in quanto la forza assiale, risultante dalla pressione di accumulo agente sulla superficie di sezione idraulica ora maggiore è maggiore della forza dell'elemento precompresso 105.

Inserendo una unità valvolare 120 nel cilindro cavo 1 viene resa possibile la creazione di una cavità tramite l'estrazione dell'asta del pistone 30 e il successivo fluire di fluido di lavoro dalla camera 19 nella camera di lavoro 5 attraverso i canali 130, 131 e 132 per il flusso. La piastra valvolare 121 è realizzata e disposta nel sistema valvolare 120 in modo che in questa direzione del flusso la piastra valvolare 121 venga premuta dalla sede di tenuta della parete divisoria 122, cosicché è possibile un flusso non ostacolato.

Qualora l'asta del pistone 30 venga sollecitata con una forza di compressione, nella camera di lavoro 5 si crea una pressione che porta all'azionamento del sistema valvolare 120 disposto nel cilindro cavo 1, agente secondo lo stesso principio del sistema del pistone 100.

Parallelamente dalla camera di lavoro 5 attraverso il canale 110, il foro 111 e il foro'112 per il flusso il fluido di lavoro fluisce nella camera di lavoro 4. La piastra valvolare 101 è realizzata e disposta nel sistema del pistone 100 in modo che in questa direzione del flusso la piastra valvolare 101 venga premuta dalla sede di tenuta del pistone 102 cosicché è possibile un flusso non ostacolato .

In questo senso di azionamento il fluido di lavoro fluisce dalla camera di lavoro 5 attraverso il sistema del pistone 100 nella camera di lavoro 4 nonché, attraverso il sistema valvolare 120, nella camera 19. Il movimento viene comandato esclusivamente dal sistema valvolare 120 disposto nel cilindro cavo.

Qualora il movimento dell'asta del pistone 30 venga arrestato, avviene una compensazione di pressione fra la camera di lavoro 5 e la camera 19, cosicché sull'elemento di tenuta 123 e sulla piastra valvolare 101 non agisce alcuna forza di apertura. Dalla forza dell'elemento precompresso 120 la piastra di sostegno 104 e l'elemento di tenuta 123 viene spinto contro il pistone 122 nella posizione di tenuta, cosicché il canale 133 per il flusso viene di nuovo chiuso.

Il dispositivo di fermo è cosi bloccato sia in compressione che in trazione.

Inserendo un pistone separatore 45 nel cilindro cavo 1, c'è la possibilità di adattare il volume mediante il volume sospinto nella fase di infilamento dell'asta del pistone 30 ovvero mediante il volume richiamato nella fase di estrazione dell'asta del pistone 30 nonché nel caso di variazioni di temperatura in presenza, in particolare, di un fluido idraulico.

Inoltre la chiusura a tenuta delle piastre valvolari 101 e 121 può avvenire attraverso speciali spigoli di tenuta sul pistone ovvero attraverso un elemento di tenuta 119 o 139 addizionale .

C'è anche la possibilità di dimensionare i canali per il flusso 113 e 133 in modo che, interagendo con gli elementi precompressi 105 e 125, si abbia una elevata variazione delle forze bloccanti.

C'è inoltre la possibilità di realizzare il collegamento fluido 111 e 133 tale che i canali 113 e 133 per il flusso siano progettati in modo da tenerli aperti automaticamente in funzione di diverse velocità del pistone.

Un'altra possibilità consiste nel dimensionare i fori 111 e 131 in modo che un azionamento sia possibile soltanto superando costantemente l'elevata forza bloccante. Con un tale dimensionamento le boccole 106 e 126 nonché i fori 111 e 131 per il flusso possono essere eliminati qualora fra le piastre di appoggio 104 e 123 e i perni esista un gioco sufficiente .

In figura 4 è descritta il montaggio di un sistema di pistone 150 a doppia azione sulle aste 30 e 31 mentre il principio di azione corrisponde a quello di figura 3.

Qualora l'asta del pistone 30 venga sollecitata con una forza di trazione, nella camera di lavoro 4 si crea una pressione che agisce sull'elemento di tenuta 153 attraverso un canale idraulico 168. Parallelamente la piastra valvolare 151 viene premuta sulla sede di tenuta del pistone 152, chiudendo cosi a tenuta il foro 167 per il flusso. Qualora la forza di pressione risultante dalla pressione nella camera di lavoro 4 e dalla superficie di sezione del canale idraulico 168 sia maggiore della forza dell'elemento precompresso 155, l'elemento di tenuta 153 e la piastra di appoggio 154 vengono traslate contro l'elemento precompresso 155.

Il fluido di lavoro fluisce quindi attraverso il canale idraulico 168 e il foro 165 per il flusso nella intercapedine 4.5 e da li tramite il canale idraulico 163, e i fori 164 e 162 per il flusso nella camera di lavoro 5. La piastra valvolare 160 è realizzata e disposta nel sistema valvolare 150 in modo che in questa direzione del flusso la piastra valvolare 160 venga spinta dalla sede di tenuta del pistone 159 rendendo così possibile un flusso non ostacolato.

In virtù dell'aumentata superficie della sezione risultante dalla superficie della piastra ‘di appoggio 154 e dell’elemento di tenuta 153, una pressione d'accumulo inferiore alla pressione d'apertura davanti alla piastra di appoggio 154 nell'intercapedine 4.1 è sufficiente a tenere aperto il canale idraulico 168 e quindi a conservare il flusso .

Qualora venga arrestato il movimento dell'asta del pistone, l'elemento di tenuta 153 viene spinto dall'elemento precompresso 155, mediante la piastra di appoggio 154, neila posizione di tenuta sul pistone 152, cosicché il dispositivo di fermo blocca.

Sollecitando l'asta del pistone a compressione il sistema agisce secondo lo stesso principio d'azione come nella sollecitazione a trazione, soltanto l'elemento di tenuta 158 e la piastra di appoggio 157 vengono spinti contro l'elemento di appoggio 155.

La figura 5 mostra un'altra esecuzione di un dispositivo di fermo idro-pneumatico con un sistema di pistone 200.

Qualora l'asta del pistone 30 venga sollecitata a trazione, nella camera di lavoro 4 si crea una pressione che agisce sull'elemento di tenuta 207 attraverso i fori 235, 236 e 234 per il flusso e il canale idraulico 233. La sfera 206 viene in tal caso mossa dalla pressione esistente nel canale idraulico 234 così da chiudere il canale idraulico 232 .

Qualora la forza di compressione risùltante dalla pressione esistente e dalla superficie attiva della sezione del canale idraulico 233 sia maggiore della forza di appoggio dell'elemento precompresso 209, l'elemento di tenuta 207 e la piastra di appoggio 208 vengono spinti contro l'elemento di appoggio 209. In tal caso la pressione agisce sull'intera superficie anulare della piastra di appoggio 208. Il fluido di lavoro può cosi fluire dalla camera di lavoro 4 nella camera di lavoro 5 attraverso il canale idraulico 231. Il canale idraulico 230 è chiuso dalla piastra di appoggio 208. Con il deflusso del fluido di lavoro la pressione bloccante si riduce ad una pressione d'accumulo più bassa, cosicché l'asta del pistone può venire mossa con una minore forza di spostamento dopo aver superato un'elevata forza bloccante.

Qualora venga arrestato il movimento dell'asta del pistone 30, si verifica una compensazione della pressione fra la camera di lavoro 4 e la camera di lavoro 5, cosicché l'elemento di tenuta 207 viene spinto nella sua posizione di tenuta nel pistone 205. L'apparecchio è cosi bloccato. Qualora l'asta del pistone venga sollecitata a compressione, si verifica lo stesso funzionamento come nel caso della trazione, dove però la sfera 206 chiude il foro 234 e l'elemento di tenuta 204 viene spinto contro l'elemento precompresso 201. Dimensionando opportunamente le sezioni dei fori 235 e 231 per il flusso si possono variare le forze di azionamento per muovere l'asta del pistone nonché la velocità per il suo spostamento.

Un'altra possibilità è mostrata in figura 6, nella quale un sistema di pistone 250 può venire configurato come un sistema modulare con la possibilità di estendere le funzioni .

Sull'asta del pistone 30 può venir montato un sistema di pistone 250 con i sottogruppi 250.1 o 250.2 a seconda del principio d'azione. Con il sottogruppo 250.1 è necessaria una leggera forza per lo spostamento in entrambe le direzioni dopo aver superato una forza bloccante inizialmente elevata.

Qualora il sistema del pistone sia realizzato insieme al sottogruppo 250.2, soltanto nel senso di compressione dell'asta del pistone 30 viene raggiunta una elevata forza bloccante e, successivamente, una piccola forza di spostamento. Nel senso di trazione, a seconda dell'esecuzione della piastra valvolare 272, si può ottenere una diversa forza bloccante che resta costante anche durante il movimento dell'asta del pistone.

Qaulora l'asta del pistone 30 venga sollecitata a trazione, nella camera di lavoro 4 si crea una pressione che, attraverso i canali idraulici 263, 264 e 262 agisce sull'elemento di tenuta 257 del sottogruppo 250.1 e sulla piastra valvolare 272 del sottogruppo 250.2.

Nel sottogruppo 250.2 a partire da una certa pressione la piastra valvolare 272 viene sollevata dalla sede di tenuta del pistone 271 cosicché il fluido di lavoro può fluire dalla camera di lavoro 4 nella camera di lavoro 5.

Nel sottogruppo 250.1 l'elemento di tenuta 257 viene spinto contro l'elemento precompresso 259 che si appoggia, tramite il disco 260, al pistone 256 collegato rigidamente all'asta 30, qualora la forza di compressione risultante dalla pressione nella camera di lavoro 4 e dalla superficie attiva della sezione del canale idraulico 262 sia maggiore della forza di precompressione dell'elemento precompresso 259.

A tal proposito la pressione nella camera di lavoro 4 agisce sull'intera superficie della piastra di appoggio 258. Il fluido di lavoro può fluire attraverso il foro dell'ugello 261 dalla camera di lavoro 4 nella camera di lavoro 5, cosicché l'elevata pressione bloccante nella camera di lavoro 4 si riduce a una pressione di accumulo inferiore. Questa pressione di accumulo è sufficiente a spingere con sicurezza l'elemento di tenuta 257 ovvero la piastra di sostegno 258 contro l'elemento precompresso 259. Qualora venga arrestato il movimento dell'asta del pistone, nella camera di lavoro 4 e nella camera di lavoro 4 e nella camera di lavoro 5 si verifica una compensazione della pressione cosicché l'elemento di tenùta 257 del sottogruppo 250.1 viene spinto nella sua posizione di tenuta sul pistone 256 e la piastra valvolare 272 del sottogruppo 250.2 aderisce alla sede di tenuta del pistone 271. In tal modo il dispositivo di fermo è bloccato.

Qualora l'asta del pistone venga sollecitata a compressione, nella camera di lavoro 5 si crea una pressione che agisce sull'elemento di tenuta 254 tramite il canale idraulico 265. Qualora la forza di compressione sull'elemento di tenuta 254 sia maggiore della forza dell'elemento precompresso 251, si instaura lo stesso schema di funzionamento come nel caso della trazione. In tal caso il fluido di lavoro attraverso il canale idraulico 265 e 263 fluisce nella camera di lavoro 4. Qualora la piastra di appoggio 253 sia spinta contro l'elemento precompresso 251, il canale idraulico 264 è chiuso dalla piastra di appoggio 253.

Parallelamente la piastra valvolare 272 nel gruppo valvolare 250.2 viene premuta fortemente sulla sede di tenuta del pistone 271 e l'elemento di tenuta 257 nel gruppo valvolare 250.1 chiude il foro 262 per il flusso. A seconda della funzione richiesta in base al principio modulare le singole funzioni possono venire composte.

Nelle figure 7 e 8 sono rappresentate semplici forme costruttive di esecuzione dei sistemi di pistone e valvolari. C'è la possibilità di ottenere una funzione bloccante soltanto per un senso di moto, e una tale funzione si può realizzare facilmente e a basso costo eliminando i sistemi valvolari 60 ovvero 120 di figura 2 ovvero di figura 3. A seconda del senso di moto un bloccaggio può avvenire nella corsa di entrata o di uscita, mentre nell'altra direzione è impossibile un passaggio completamente libero e quindi un bloccaggio. Ciò è possibile in figura 7 con un disco elastico 272 molto tenero e, nella figura 8, con una leggera pressione che allontana l'elemento di tenuta 43 dalla posizione di tenuta .

Nella figura 9 è rappresentato un pistone 6 in particolare, nel quale, per la sua ottimizzazione, sulla superficie periferica esterna sono disposte delle cave 19 assiali cuneiformi. Impiegando tali cave 19 si ottiene una uniformizzazione particolarmente dolce della pressione fra la pressione bloccante e quella di accumulo, cosicché non si sviluppano rumori fastidiosi. Il pistone rappresentato in figura 9 è realizzato per un sistema unilaterale, mentre per un sistema che deve agire in entrambi i sensi del moto la cava 19 deve venire realizzata a simmetria speculare. Sono tuttavia pensabili anche esecuzioni nelle quali le cave 19 sono disposte asimmetricamente viste in entrambi i sensi del moto.

Nella figura 10 è rappresenta un'altra forma di esecuzione, dove al pistone 6 sono associate parti 7.5 e 8.5 traslabili, dotate di cave 16.5 ovvero 17.5 ad andamento parzialmente assiale. In questa forma di esecuzione all'apertura della valvola e cioè nel traslare l'elemento di tenuta 9 verso l'uno o l'altro lato, le parti 7.5 ovvero 8.5 traslabili e dotate di cave parzialmente assiali sul diametro interno verrebbero allontanate dall'elemento di tenuta 9, cosicché non verrebbe aperta subito l'intera superficie di tenuta ma soltanto una superficie idraulica inizialmente piccola e ingrossantesi continuamente. Si ottiene cosi una uniformizzazione molto dolce della pressione fra la pressione bloccante e'quella di accumulo, cosicché non possono originarsi rumori dovuti alla battuta dell'elemento di tenuta 9 ovvero delle parti 7.5 ovvero 8.5 traslabili oppure dovuti a variazioni di pressioni impulsive .

In figura 11 si può vedere un diagramma della forza in funzione della corsa per un elemento di fermo idropneumatico assistito dalla forza di un gas. Un tale elemento di fermo permette, in virtù di un bloccaggio parziale dell'asta del pistone, una riduzione della forza di fuoriuscita. Ciò porterebbe, nella applicazione ad un portello posteriore di un autoveicolo, con portello posteriore chiuso ad una minore sollecitazione dei punti di cerniera, cosicché questo elemento' può venire impiegato anche in portelli o telai molto flessibili.

La figura 12 mostra un'altra forma di esecuzione di un dispositivo di fermo, nel quale di nuovo in un cilindro cavo 1 è ricavata una camera chiusa a tenuta verso l'esterno, riempita con un fluido di lavoro e suddivisa da un sistema di pistone 20 in due camere di lavoro 4 e 5 separate. Il pistone è collegato ad un'asta 3 portata all'esterno. Nelle figure 12a e 12b il sistema di pistone 20 è rappresentato, come particolare, in differenti posizioni.

La metà inferiore di figura 12a mostra il dispositivo di fermo in posizione bloccata, nel quale il pistone 6 separa fra di loro le camere di lavoro 4 e 5 tramite la parte 8 e l'elemento di tenuta 9. La parte 8 traslabile assialmente è sollecitata tramite un elemento precompresso 11. Durante l'estrazione dell'asta del pistone 3 la pressione nella camera di lavoro 4 sale al punto che la forza di pressione agisce sul pistone 6 e sull'elemento di tenuta 9, vedere figura 12a metà superiore. Qualora la forza di pressione agente sul pistone 6 o sull'elemento di tenuta 9 e sulla parte 8 traslabile assialmente e risultante dalla pressione e dalla superficie della sezione idraulica dell'elemento di tenuta 9 salga e diventi maggiore della forza di precompressione dell'elemento precompresso 11, l'elemento di tenuta 9 nonché la parte 8 vengono spinti contro l'elemento precompresso 11. In tal modo l'elemento di tenuta 9 viene spinto fuori dalla sua posizione di tenuta, cosicché la pressione sul lato dell'asta del pistone non agisce più sulla piccola sezione idraulica dell'elemento di tenuta ma su una maggiore sezione idraulica nell'intera parte 8 traslabile assialmente.

Ad evitare rumori dovuti ad una apertura impulsiva della parte 8 causata dalla variazione di sezione, nel pistone 6 è ricavata una cava 19 cuneiforme, che permette una apertura dolce. In virtù della maggiore sezione idraulica per tenere aperta la parte 8 è necessaria una pressione di accumulo minore corrispondentemente ai rapporti fra le superfici .

Durante l'avanzamento verso l'interno dell'asta del pistone 3, soltanto l'elemento di tenuta 9 viene allontanato dalla sua posizione e spinto contro il pistone 6, figura 12b metà inferiore cosicché, successivamente, è possibile un avanzamento dell'asta di pistone 3 in quanto per compensare il fluido di lavoro è presente una adeguata sezione.

La figura 13 mostra, in principio, un dispositivo di fermo come già rappresentato in figura 12, con la differenza che la parte .8 traslabile assialmente è provvista di un elemento di arresto 21. Nelle figure 13a e 13b sono rappresentate le singole posizioni del pistone ovvero della parte 8 traslabile assialmente unitamente all'elemento di tenuta 9. Grazie all'elemento meccanico di arresto 21 c'è la possibilità, da un lato, di ottenere una elevata forza bloccante nella posizione di arresto e, dall'altro lato, una leggera forza di ritorno della parte 8 traslabile assialmente e quindi una pressione di accumulo relativamente piccola. Ciò si ottiene in quanto la parte 8 che fissa l'elemento di tenuta 9 nella posizione di arresto, oltre che sostenuta dalla precompressione elastica viene anche sostenuta da un meccanismo a scatto 22 con un accoppiamento di forma. Qualora la parte 8 venga mossa contro la molla dalla pressione di bloccaggio sul lato dell'asta del pistone, l'elemento a scatto 22 si deforma elasticamente, cosicché si deve superare soltanto la forza di precompressione della molla di compressione. Nella posizione aperta della parte 8 l'elemento di arresto scatta verso l'interno, così da creare un accoppiamento di forma compensando almeno parzialmente la forza della molla. Per tenere aperto il collegamento idraulico è cosi necessaria una minore pressione d'accumulo, in quanto non si deve più superare l'intera forza di precompressione della molla, ma soltanto una forza di precompressione ridotta della forza di fissaggio dell'elemento di arresto 22.

In presenza di una compensazione assoluta della pressione fra le camere di lavoro 4 e 5, qualora cioè l'asta del pistone vada a riposo, la forza di ritorno della molla elicoidale è preponderante cosicché la parte 8 può venire spinta fuori dalla posizione d'arresto chiudendo cosi il collegamento idraulico fra le camere di lavoro 4 e 5.

Nella figura 14 è rappresentato, in particolare, un pistone 6, nel quale la parte 8 traslabile assialmente è dotata di un elemento a scatto 22 corrispondente alle figure da 13 a 13b.

Un'altra forma di esecuzione è mostrata nella figura 15, nella quale al pistone è associato un elemento elastico 22 agente sull'elemento di tenuta 9 e sulla parte 8 traslabile assialmente, elemento che nel traslare la parte 8 viene spinto sulla superficie esterna cilindrica 23 della parte 8 formando così l'elemento di arresto.

Nella figura 16 è rappresentato di nuovo un pistone 6, nel quale la parte 8 traslabile assialmente è dotata di un elemento ad attrito 24, che forma un accoppiamento ad attrito sulla superficie cilindrica interna 25. Anche qui è stato realizzato un elemento di arresto.

Claims (17)

1. Rivendicazioni 1. Dispositivo di fermo per fissare due oggetti mobili in diverse posizioni uno relativamente all'altro avente un cilindro cavo collegato con uno degli oggetti e un pistone traslabile nel cilindro cavo, collegato con l'altro oggetto tramite un'asta di pistone fuoriuscente dal cilindro cavo, laddove il.pistone suddive il cilindro cavo chiuso a tenuta verso l'esterno in due camere di lavoro di volume variabile contenenti un fluido di lavoro e/o un gas, mentre il collegamento idraulico delle due camere di lavoro è possibile, almeno parzialmente, tramite un dispositivo di scambio del pistone, caratterizzato dal fatto, che il dispositivo di scambio è composto da almeno due parti traslabili una relativamente all'altra, cosicché a seguito di una traslazione a partire da una posizione assunta a riposo viene aperto il collegamento idraulico.
2. 2. Dispositivo di fermo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto, che il pistone è realizzato in due parti a formare il dispositivo di scambio.
3. 3. Dispositivo di fermo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto, che il pistone è diviso in una parte radiale più esterna e in una parte radiale più interna, e le due parti sono traslabili in senso assiale una relativamente all'altra.
4. 4. Dispositivo di fermo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto, che la parte radiale più interna è fissata a tenuta sull'asta del pistone e che la parte radiale più esterna è supportata a tenuta rispetto al cilindro cavo.
5. 5. Dispositivo di fermo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il dispositivo di scambio presenta una parte tenuta ferma e una parte traslabile nel senso della trazione e della compressione.
6. 6. Dispositivo di fermo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto, che almeno una delle parti traslabili una relativamente all'altra è sostenuta elasticamente.
7. 7. Dispositivo di fermo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto, che il collegamento idraulico tra le superfici delle parti rivolte una verso l'altra è formato in modo che almeno una delle superfici abbia un andamento conico.
8. 8. Dispositivo di fermo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto, che il collegamento idraulico fra le superfici rivolte una verso l'altra delle parti è formato in modo che in almeno una delle superfici sia prevista almeno una cava assiale cuneiforme .
9. 9. Dispositivo di fermo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il collegamento idraulico è ricavato in una delle parti sotto forma di cavità formante un angolo rispetto all'asse longitudinale, mentre sono disposti degli elementi di intercettazione nella parte adiacente.
10. 10. Dispositivo di fermo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le parti traslabili una relativamente all'altra sono disposte assialmente una dopo l 'altra.
11. 11. Dispositivo di fermo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che l'anello del pistone alloggiato fra le parti è realizzato a guisa di elemento di intercettazione del collegamento idraulico.
12. 12. Dispositivo di fermo secono la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il collegamento idraulico è dotato di una valvola di strozzamento.
13. 13. Dispositivo di fermo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto, che nel cilindro cavo è prevista una camera di compensazione precompressa da una molla e/o da un gas.
14. 14. Dispositivo di fermo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'asta del pistone attraversa entrambe le camere di lavoro.
15. 15. Dispositivo di fermo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto, che nel cilindro cavo tramite una parete divisoria viene formata un'altra camera riempita con fluido, e il dispositivo di scambio è disposto nel pistone e/o nella parete divisoria.
16. 16. Dispositivo di fermo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che almeno una delle parti traslabili assialmente è provvista di un elemento di arresto .
17. 17. Dispositivo di fermo secondo la rivendicazione 16, caratterizzato dal fatto, che, come elemento di arresto, è previsto un elemento a scatto, elastico e/o ad attrito.