MX2009000804A - Ensamble de piston de bloqueo. - Google Patents

Ensamble de piston de bloqueo.

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MX2009000804A
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MX
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piston
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pressurized fluid
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MX2009000804A
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Ulrich Teschke
Martin Engels
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Norgren Gmbh
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/26Locking mechanisms
    • F15B15/261Locking mechanisms using positive interengagement, e.g. balls and grooves, for locking in the end positions

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Abstract

Se proporciona un ensamble de pistón de bloqueo (100) de acuerdo con la invención. El ensamble de pistón de bloqueo (100) incluye una cámara de pistón (107), una biela de pistón (106) configurada para sustancialmente extenderse y sustancialmente retraerse en la cámara del pistón (108), y una cabeza de pistón (108) acoplada a la biela del pistón (106) y configurada para moverse recíprocamente en la cámara del pistón (107). El ensamble de bloqueo de pistón (100) además incluye por lo menos un seguro (120) configurado para mecánicamente bloquear la cabeza del pistón (108) y la biela del pistón (106) en por lo menos una posición completamente extendida de manera sustancial. El seguro (120) se configura para desbloquear la cabeza del pistón (108) y la biela del pistón (106) en la presencia de un fluido presurizado provisto para retraer la biela del pistón (106). El fluido presurizado se introduce e la cámara del pistón (107) y la biela del pistón (106) se retrae solamente después de que el seguro (120) se desbloquea.

Description

ENSAMBLE DE PISTON DE BLOQUEO Campo de la Invención La presente invención se refiere a un ensamble de pistón, y más particularmente, a un ensamble de pistón de bloqueo . Antecedentes de la Invención Un ensamble de pistón comprende una cabeza de pistón colocada en una cámara de pistón. La cabeza del pistón se mueve reciprocamente en la cámara del pistón en respuesta a la introducción y/o remoción de un liquido presurizado o un gas presurizado. Un tipo de ensamble de pistón es un accionador de pistón que puede utilizarse para convertir la presión del fluido en un trabajo mecánico o viceversa. La cabeza del pistón está acoplada a la biela del pistón. La biela del pistón puede conectarse a cualquier clase de mecanismo o dispositivo, en donde el ensamble del pistón puede operarse en una forma reciproca y por consiguiente utilizarse para llevar a cabo un trabajo mecánico. En algunas aplicaciones, se desea que el accionador se bloquee en una posición extendida, se bloquee en una posición retraída, o ambas. Por ejemplo, en el equipo industrial o de fabricación, un ensamble de pistón de bloqueo puede ser necesario para propósitos de seguridad de los operadores humanos. Esto incluye una capacidad de bloqueo en Ref.: 199477 el caso de la pérdida del fluido presurizado utilizado en el ensamble de pistón. En la técnica anterior, un seguro mecánico típicamente incluye una terminal o lengüeta que debe controlar la cabeza del pistón y la biela del pistón contra una fuerza creada por el fluido hidráulico presurizado. Esto fuerza al mecanismo de bloqueo a ser innecesariamente robusto, grande, y pesado. Breve Descripción de la Invención Se proporciona un ensamble de pistón de bloqueo de acuerdo con una modalidad de la invención. El ensamble de pistón de bloqueo comprende una cámara de pistón, una biela de pistón configurada para extenderse sustancialmente y retraerse sustancialmente dentro de la cámara del pistón, y una cabeza de pistón acoplada a la biela del pistón y configurada para moverse recíprocamente en la cámara del pistón. El ensamble del pistón de bloqueo además comprende por lo menos un seguro configurado para mecánicamente asegurar la cabeza el pistón y la biela del pistón en por lo menos una posición completamente extendida en forma sustancial y configurada para desbloquear la cabeza del pistón y la biela del pistón en la presencia de un fluido presurizado provisto para retraer la biela del pistón. El fluido presurizado se introduce en la cámara del pistón y la biela del pistón se retrae solamente después de que se desbloquea por lo menos un segundo. Un ensamble de pistón de bloqueo es proporcionado de acuerdo con una modalidad de la invención. El ensamble de pistón de bloqueo comprende una cámara de pistón, una biela de pistón configurada para estar sustancialmente extendida y sustancialmente retraída dentro de la cámara del pistón, y una cabeza de pistón acoplada a la biela del pistón y configurada para moverse recíprocamente en la cámara del pistón. El ensamble de pistón de bloqueo además comprende por lo menos un anillo de cerrojo que se extiende desde la cabeza del pistón y por lo menos un seguro configurado para conectar el al menos un anillo de cerrojo con el fin de mecánicamente asegurar la cabeza del pistón y la biela del pistón en por lo menos una posición completamente extendida de manera sustancial en la ausencia de un fluido presurizado en el seguro. El al menos un seguro está configurado para desconectar el al menos un anillo de cerrojo de la cabeza del pistón y de la biela del pistón después de la introducción del fluido presurizado que es provisto para retraer la biela del pistón. Un método para desbloquear una biela del pistón de un ensamble de pistón de bloqueo es provisto de acuerdo con una modalidad de la invención. El método comprende proporcionar fluido presurizado contra una región de entrada del miembro de bloqueo de un seguro en oposición a la fuerza de sesgado normalmente cerrada. El fluido presurizado mueve el miembro de bloqueo en oposición a la fuerza de sesgado y a una posición desbloqueada. El método además comprende el miembro de bloqueo desbloqueando un puerto de la cámara del pistón que se extiende hacia la cámara del pistón. El desbloqueo ocurre sustancialmente en el extremo de un desplazamiento de la abertura del miembro de bloqueo. El fluido presurizado se desplaza dentro de la cámara del pistón y causa la retracción de la biela del pistón. En una modalidad- del ensamble de pistón de bloqueo, el al menos un seguro bloquea la cabeza del pistón y la biela del pistón en una posición completamente retraída de manera sustancial . En otra modalidad el ensamble de pistón de bloqueo, el por lo menos un seguro asegura la cabeza del pistón y la biela del pistón en ausencia de un fluido presurizado en al menos un seguro. En aún otra modalidad del ensamble del pistón de bloqueo, el ensamble del pistón del bloqueo además comprende por lo menos un anillo de cerrojo que se extiende desde la cabeza del pistón, con por lo menos un seguro que conecta el al menos un anillo de cerrojo. En aún otra modalidad del ensamble de pistón de bloqueo, el ensamble de pistón de bloqueo además comprende por lo menos un anillo de cerrojo que se extiende desde la cabeza del pistón y una ranura de seguro formada en por lo menos un anillo de cerrojo, con el al menos un seguro conectando la ranura del seguro de por lo menos un anillo de cerroj o . En aún otra modalidad el ensamble de pistón de bloqueo, el al menos un seguro además comprende un miembro de sesgado, un miembro de bloqueo, un sello superior del miembro de bloqueo configurado para continuamente sellar el miembro del bloqueo a un orificio de seguro configurado para recibir el miembro de bloqueo, y un sello inferior del miembro de bloqueo configurado para bloquear y desbloquear un puerto de la cámara del pistón que se extiende entre el orificio de bloqueo y la cámara de pistón, en donde el miembro de bloqueo y el miembro del sello inferior del miembro de bloqueo bloquean el puerto de la cámara del pistón cuando está a una posición de bloqueo y desbloquea el puerto de la cámara del pistón cuando está en una posición de desbloqueo. En aún otra modalidad del ensamble de pistón de bloqueo, un área transversal del sello superior es mayor que el área transversal del sello inferior, en donde el área transversal del sello inferior requiere una primera presión para mover el miembro de bloqueo hacia una posición abierta y el área transversal del sello superior requiere una segunda presión para mantener el miembro de bloqueo en una posición abierta, y en donde la primera presión es mayor que la segunda presión. En aún otra modalidad del ensamble de pistón de bloqueo, una operación de desbloqueo comprende proporcionar fluido presurizado contra una región de entrada del miembro de bloqueo opuesto a una fuerza de sesgado normalmente cerrada, con el fluido presurizado moviendo el miembro de bloqueo en una forma opuesta a la fuerza de sesgado y a una posición desbloqueada, y el miembro de bloqueo desbloquea un puerto de la cámara del pistón que se extiende hacia la cámara del pistón, con el desbloqueo corriendo sustancialmente al final del desplazamiento de la abertura del miembro de bloqueo, en donde el fluido presurizado se desplaza dentro de la cámara del pistón y causa la retracción de la biela del pistón. En aún otra modalidad del ensamble del pistón de bloqueo, el fluido presurizado se introduce en la cámara del pistón y la biela del pistón se retrae solamente después de que al menos uno de los seguros se desbloquea. En una modalidad del método, la biela del pistón del ensamble del pistón de bloqueo se bloquea en por lo menos una posición completamente extendida de manera sustancial a través del seguro. En otra modalidad del método, la biela del pistón del ensamble del pistón de bloqueo se bloquea en por lo menos una posición completamente retraída de manera sustancial por medio del seguro. En aún otra modalidad del método, el movimiento que mueve el miembro de bloqueo sustancialmente fuera de conexión con el anillo de cerrojo que se extiende desde la cabeza del pistón que está acoplado a la biela del pistón. En aún otra modalidad del método, el movimiento mueve el miembro de bloqueo sustancialmente antes de colocar una fuerza de extensión o retracción en la biela del pistón. En aún otra modalidad del método, el desbloqueo ocurre durante el desplazamiento de la abertura del miembro de bloqueo. En aún otra modalidad del método, el desbloqueo ocurre sustancialmente al final de un desplazamiento de la abertura del miembro de bloqueo. Breve Descripción de las Figuras El mismo número de referencia representa el mismo elemento en todas las figuras. Se debe entender que las figuras no están necesariamente a escala. La Figura 1 muestra un ensamble de pistón de bloqueo de acuerdo con una modalidad de la invención. La Figura 2 es una vista de extremo del ensamble de pistón de bloqueo de acuerdo con una modalidad de la invención . La Figura 3 es una vista en perspectiva recortada del ensamble de pistón de bloqueo de acuerdo con una modalidad de la invención. La Figura 4 es una vista transversal alargada de la región del ensamble de pistón de bloqueo que incluye el seguro . La Figura 5 muestra la vista transversal alargada en donde el miembro de bloqueo permanece en una posición desbloqueada, pero en donde la extensión completa de la biela del pistón ha sido completada. La Figura 6 muestra la vista transversal alargada cuando el ensamble del pistón de bloqueo está completamente bloqueado . La Figura 7 muestra una vista transversal alargada de una modalidad de la invención. La Figura 8 es un diagrama de flujo de un método para desbloquear una biela del pistón de un ensamble de pistón de bloqueo de acuerdo con una modalidad de la invención . Descripción Detallada de la Invención Las Figuras 1-8 y la siguiente descripción describen los ejemplos específicos para enseñar a los expertos en la técnica como hacer y utilizar el mejor modo de la invención. Con el propósito de enseñar los principios de la invención, algunos aspectos convencionales han sido simplificados u omitidos. Los expertos en la técnica apreciarán variaciones de estos ejemplos que caen dentro del alcance de la invención. Los expertos en la técnica apreciarán que las características descritas a continuación pueden combinarse en varias formas para formar múltiples variaciones de la invención. Como resultado, la invención no está limitada a los ejemplos específicos descritos a continuación, sino solamente por las reivindicaciones y sus equivalentes . La Figura 1 muestra un ensamble de pistón de bloqueo 100 de acuerdo con una modalidad de la invención. Los componentes en común con otras figuras comparten los números de referencia. El ensamble de pistón de bloqueo 100 incluye un cuerpo de pistón 101, uno o más tapas laterales 160, y una biela de pistón 106. La biela del pistón 106 puede retraerse en el cuerpo del pistón 101 (línea sólida) y puede extenderse desde el cuerpo del pistón 101 (líneas punteadas) . El ensamble de pistón de bloqueo 100 puede operarse mediante la introducción de un fluido presurizado en el cuerpo del pistón 101 a través de los puertos 110. El fluido presurizado en una modalidad comprende un líquido, tal como un fluido hidráulico, por ejemplo. El fluido presurizado en otra modalidad comprende un gas, tal como aire, por ejemplo. El ensamble de pistón de bloqueo 100 incluye por lo menos un seguro 120 formado en una tapa lateral 160. El seguro 120 mecánicamente bloquea la biela del pistón 106. En la modalidad mostrada, el ensamble de pistón de bloqueo 100 incluye dos tapas laterales 160a y 160b y dos seguros 120a y 120b en ambos extremos del cuerpo del pistón 101. Cuando el seguro 120a en la tapa lateral 160a se acciona, entonces la biela del pistón 106 se puede bloquear en una posición completamente extendida. Alternativamente, cuando el seguro 120b en la tapa lateral opuesta 160b se acciona, entonces la biela del pistón 106 se puede bloquear en una posición completamente retraída. Alternativamente, el ensamble de pistón de bloqueo 100 puede incluir dos seguros 120a y 120b, en donde la biela del pistón 106 se puede bloquear en ambas posiciones extendida y retraída. Debido a que el seguro 120 está formado en la tapa lateral 160, el seguro 120 puede fácilmente instalarse en el ensamble de pistón de bloqueo 100. Además, el seguro 120 puede fácilmente accederse para mantenimiento y/o reparación. Se debe entender que varios números de seguro 120 pueden incluirse en una tapa lateral individual. Un seguro 120 se muestra en la tapa lateral 160 con el propósito de simplicidad. Sin embargo, múltiples seguros 120 pueden colocarse radialmente dentro de una tapa lateral 160. Por ejemplo, la tapa lateral 160 puede incluir cuatro seguros simétricamente separados 120 todos conectados en el anillo se cerrojo 130. Cuando se bloquean, el seguro 120 permanece en la posición bloqueada aún en el caso de la pérdida de fluido presurizado. El seguro 120 además recorta el suministro del fluido presurizado, en donde el seguro 120 no tiene que operar contra una presión de accionamiento interna (ver Figuras 4-6, y la explicación anexa) . En esta forma, el seguro 120 no tiene que ser tan robusto como el pistón en la técnica anterior. El seguro 120 solamente controla la biela del pistón 106 y la cabeza del pistón asociada 108, y no tiene que oponerse a una fuerza generada por un fluido presurizado en el ensamble de pistón de bloqueo 100. La Figura 1 y las siguientes figuras muestran y explican un seguro para un ensamble de pistón. Sin embargo, se debe entender que el seguro puede igualmente aplicarse a válvulas, incluyendo válvulas de diafragma, válvulas hidráulicas, etc., u otros dispositivos que utilizan fluido presurizado que mueve un pistón, válvula, émbolo, etc. La Figura 2 es una vista de extremo del ensamble de pistón de bloqueo 100 de acuerdo con una modalidad de la invención. El seguro 120 incluye un miembro de bloqueo 124 y un dispositivo de sesgado 122 que impulsa el miembro de bloqueo 124 hacia abajo en conexión con un anillo de cerrojo 130 de la biela del pistón 106 o la cabeza del pistón 108. Además, la tapa lateral 160 incluye el puerto 110, un primer pasaje transversalmente conectado 111 que se conecta al puerto 110, y un segundo pasaje transversalmente conectado 102 que se conecta con el primer pasaje transversalmente conectado 111. El segundo pasaje conectado transversalmente 112 se comunica con el seguro 120. Un fluido presurizado puede fluir hacia y del seguro 120 a través del puerto 110, el primer pasaje transversalmente conectado 111, y el segundo pasaje transversalmente conectado 112. La Figura 3 es una vista en perspectiva recortada del ensamble de pistón de bloqueo 100 de acuerdo con una modalidad de la invención. La figura muestra el cuerpo del pistón 101 incluyendo una tapa lateral 160 y un pasaje transversalmente conectado 112. Se puede ver que el segundo pasaje transversalmente conectado 112 distribuye el fluido presurizado hacia una región de entrada 117 del seguro 120a en una modalidad. Aunque solamente se muestra un seguro 120a, la figura se aplica a ambos seguros 120a y 120b. Una cabeza de pistón 108 se coloca y se mueve en la cámara del pistón 107 en el cuerpo del pistón 101 en respuesta a la introducción/extracción del fluido presurizado. La cabeza del pistón 108 está acoplada a la biela del pistón 106. La cabeza del pistón 108 incluye un anillo de cerrojo 130 que se conecta a través del miembro de bloqueo 124 del seguro 120 (ver también Figuras 4-6) . El anillo del cerrojo 130 incluye una ranura de seguro 132 que recibe un extremo del miembro de bloqueo 124. El anillo de cerrojo 130 se extiende desde la cabeza del pistón 108. En una modalidad, el anillo de cerrojo 130 se forma como parte de la cabeza del pistón 108 o la biela del pistón 106. Alternativamente, al anillo de cierre 130 puede fijarse a estos dos componentes en alguna forma. Se puede ver a partir de esta figura que el miembro de bloqueo 124 conecta la ranura del seguro 132 y el anillo de cerrojo 130 solamente cuando la biela del pistón 106 y la cabeza del pistón 108 están en una posición completamente extendida. El seguro 120a por consiguiente bloquea la biela del pistón 106 en una posición completamente extendida. Como consecuencia cuando la biela del pistón 106 está en una posición completamente extendida, el seguro 120a evita la retracción. Esto es cierto aún en el caso de una pérdida del fluido presurizado en el ensamble del pistón de bloqueo 100. Por consiguiente, el seguro 120a puede mantener la biela del pistón 106 en una posición completamente extendida. Se debe recordar que el seguro 120a puede similarmente bloquear el ensamble de pistón de bloqueo 100 cuando la biela del pistón 106 está en una posición completamente retraída. El dispositivo de sesgado 122 del seguro 120 empuja el miembro de bloqueo 124 hacia abajo. En la ausencia del fluido presurizado para accionar el seguro 120, el dispositivo de sesgado 122 forzará al miembro de bloqueo 124 hacia abajo dentro de la ranura de seguro 132. Se puede ver a partir de la figura que la cabeza del pistón 108 y el anillo de cerrojo 130 pueden girar y aún no afectar la operación del seguro 120. Por consiguiente, la cabeza del pistón 108 y la biela del pistón 106 no necesitan ser restringidas contra la rotación. La Figura 4 es una vista transversal alargada de una región del ensamble de pistón de bloqueo 100 incluyendo el seguro 120. Esta figura muestra todos los componentes relevantes del seguro 120. En esta figura, la biela del pistón 106 está entre las posiciones retraída y extendida. Como resultado, existe un fluido presurizado en la cámara de pistón 107 y en el segundo pasaje conectado transversalmente 112. El seguro 120 no puede conectarse, y la biela del pistón 106 se mueve por la regulación del fluido presurizado. El seguro 120 incluye una tapa superior 140 y un sello de tapa superior 141. La tapa superior 140 se ajusta en el orificio de seguro 128 en la tapa lateral 160 y se fija a la tapa lateral 160. El orificio del seguro 128 puede incluir una o más porciones de orificio. La tapa superior 140 en una modalidad se fija a la tapa lateral 160 a través de uno o más tornillos empotrados 144 (ver también Figuras 1 y 3) . La tapa superior 140 además incluye una cámara de tapa superior 142 para recibir una porción del dispositivo de sesgado 122. El miembro de bloqueo 124 además incluye una cámara del miembro de bloqueo 127 para recibir el dispositivo de sesgado 122. Además, el miembro de bloqueo 124 incluye un sello superior del miembro de bloqueo 125 y un sello inferior del miembro de bloqueo 126. Ambos, el sello superior 125 y el sello inferior 126 conectan el orificio de seguro 128 y permiten que el miembro de bloqueo 124 se mueva reciprocamente en el orificio de seguro 128. El sello superior 125 está en contacto continuo con el orificio de seguro 128. En contraste, el sello inferior 126 en la modalidad mostrada puede ponerse en contacto y moverse lejos de un hombro 129 formado en el orificio de seguro 128. El seguro 120 es recibido en el orificio de seguro 128 formado en la tapa lateral 160. El orificio de seguro 128 se extiende hacia abajo hacia el orificio de anillo del cerrojo 180 en la tapa lateral 160. El orificio del anillo de cerrojo 180 corresponde y recibe el anillo de cerrojo 130. El orificio del anillo de cerrojo 180 en una modalidad es sustancialmente anular en forma. El orificio del anillo de cerrojo 180 incluye un sello del orificio del anillo de cerrojo 182 que se ajusta en el anillo de cerrojo 130 cuando la biela del pistón 106 está sustancialmente en forma completamente extendida. El anillo de cerrojo 130 además incluye una ranura de sello de anillo de cerrojo 134 y un sello de anillo de cerrojo 135. El sello de anillo de cerrojo 135 sella la cabeza del pistón 108 en la capa lateral 160 cuando la biela del pistón 106 está completamente extendida en forma sustancial.
Cuando el fluido presurizado se introduce en la cámara del pistón 107, la cabeza del pistón 108 se moverá hacia la derecha en la figura y la biela del pistón 106 se retraerá. El fluido presurizado se introduce a través de un segundo pasaje transversalmente conectado 112, alrededor del miembro de bloqueo 124, hacia arriba del puerto de la cámara del pistón 153, y después a través del puerto de la cámara del pistón 153 en la cámara de pistón 107. Se debe entender que de manera correspondiente el fluido a la derecha de la cabeza del pistón 108 se ventila. Se debe observar que cuando el sello del orificio del anillo de cerrojo 182 pierde contacto con el anillo de cerrojo 130 y el sello del anillo de cerrojo 135 pierde contacto con la tapa lateral 160, entonces el área mínima de la cabeza del pistón 108 se somete al fluido presurizado. El fluido presurizado es suministrado en un gran volumen por el orificio 113 de la Figura 2. Como resultado, una fuerza máxima actúa sobre la cabeza del pistón 108 para retraer la biela del pistón 106. En algunas modalidades, el área transversal del sello superior es mayor que el área transversal del sello inferior. Por consiguiente, el área transversal del sello inferior requiere una primera presión para mover el miembro de bloqueo a una posición abierta y el área transversal de sello superior requiere una segunda presión para mantener el miembro de bloqueo en una posición abierta. En algunas modalidades, la primera presión es mayor que la segunda presión . Cuando el fluido presurizado se ventila del segundo pasaje transversalmente conectado 112 y por consiguiente la cámara del pistón 107, la cabeza del pistón 108 se moverá hacia la izquierda en la figura. Se debe entender que la ventilación estará acompañada de un suministro de fluido presurizado a la segunda cámara de pistón (no mostrada) en el lado derecho de la cabeza del pistón 108. La Figura 5 muestra una vista transversal alargada en donde el miembro de bloqueo 124 permanece en una posición desbloqueada, pero en donde la extensión completa de la biela del pistón 106 ha sido completada. Cuando la cabeza del pistón 108 está sustancialmente en contacto con la tapa lateral 160, entonces el anillo de cerrojo 130 entrará en el orificio del anillo de cerrojo 108 y el sello del orificio del anillo de cerrojo 182 se pondrá en contacto con el anillo de cerrojo 130. Además, el sello del anillo de cerrojo 135 se pondrá en contacto con la tapa lateral 160. El seguro 120 ahora puede accionarse y moverse en conexión con el anillo de cerrojo 130. Por consiguiente, el fluido presurizado se mantiene en el lado derecho de la cabeza del pistón 108 y el fluido presurizado continúa siendo ventilado desde el segundo pasaje transversalmente conectado 112. Sin embargo, en esta figura, la presión en la región de entrada 117 aún no ha caído sustancialmente y por consiguiente el miembro de bloqueo 124 aún está en una posición desbloqueada. La Figura 6 muestra la vista transversal alargadada cuando el ensamble de pistón de bloqueo 100 está completamente bloqueado. En esta figura, la ventilación del fluido presurizado desde la región de entrada 117 (y por consiguiente de la cámara de pistón 107) ha continuado hasta que la cabeza del pistón 108 se pone en contacto con la tapa lateral 160. Durante la ventilación, debido al área de superficie disponible de la región superior del miembro de bloqueo 124, la presión en el miembro de bloqueo 124 permanecerá a un nivel suficiente para superar el dispositivo de sesgado 122 y mantener el miembro de bloqueo 124 en una posición desbloqueada, ascendente. Sin embargo, cuando la presión cae por debajo de un nivel de control predeterminado, el miembro de bloqueo 124 se fuerza hacia abajo en una posición de bloqueo mediante el dispositivo de sesgado 122. Como resultado, el sello inferior del miembro de bloqueo 126 se pone en contacto con el hombro 129 del orificio del seguro 128, por lo tanto sellando el orificio del seguro 128. Como resultado, cualquier fluido presurizado en el segundo pasaje conectado transversalmente 112 no puede pasar a través del orificio del seguro 128 hacia el puerto de la cámara del pistón 153.
En este momento, el miembro de bloqueo 124 cae dentro de la ranura de bloqueo 132 del anillo de cerrojo 130. La biela del pistón 106 por consiguiente se bloquea en una posición completamente extendida. Aunque la operación de bloqueo ha sido ilustrada y explicada para el seguro 120a, y por consiguiente para una operación de bloqueo en una extensión completa de la biela del pistón 106, se debe entender que la operación de bloqueo igualmente se aplica al seguro 120b y por consiguiente para una operación de bloqueo de una completa retracción de la biela del pistón 106. El desbloqueo es esencialmente la forma inversa de la operación de bloqueo. Cuando se inicia el desbloqueo, el fluido presurizado primero se ventila desde el lado derecho de la cabeza del pistón 108 (ver Figura 6) . Después, el fluido presurizado se introduce en la región de entrada 117 a través del segundo pasaje conectado transversalmente 112. El fluido presurizado contrarresta el dispositivo de sesgado 122 y mueve el miembro de bloque 124 hacia arriba hacia una posición desbloqueada (ver Figura 5) . El movimiento del miembro de bloqueo 124 en la posición de desbloqueo es un primer paso en la operación de retracción de la biela del pistón. Cuando el sello inferior del miembro de bloqueo 124 se levanta y se aleja del hombro 129 con el fin de mover la cabeza del pistón 108, el miembro de bloqueo 124 ya ha sido retraído del anillo de cerrojo 130. Por consiguiente, la biela del pistón 106 no se puede mover hasta que se desbloquea. Cuando el miembro de bloqueo 124 se ha movido completamente hacia arriba, entonces el fluido presurizado puede desplazarse a través del puerto de la cámara del pistón 153 en la cámara del pistón 107, causando que la cabeza del pistón 107 se mueva hacia la derecha y retraiga la biela del pistón 106 (ver Figura 6) . Hasta que el sello inferior 126 pierda el contacto con el orificio del seguro 128, la presión operativa provista por el fluido presurizado presionará hacia arriba sobre el miembro de bloqueo 124. Por consiguiente, en operación, el miembro de bloqueo 124 se moverá completamente hacia arriba si se proporciona una presión satisfactoria por el fluido presurizado. La presión de elevación requerida está controlada por la fuerza de sesgado provista por el dispositivo de sesgado 122, en combinación con un diámetro/área disponible del miembro de bloqueo 124 y el sello inferior del miembro de bloqueo 126. La presión requerida para mover el miembro de bloqueo 124 a la posición abierta es mayor que una presión requerida para mantener el miembro de bloqueo 124 en una posición desbloqueada. Sin embargo, la presión aplicada por el segundo pasaje transversalmente conectado 112 en una modalidad fácilmente excederá la presión necesaria para levantar el miembro de bloqueo 124.
La Figura 7 muestra una vista transversal alargada de una modalidad de la invención. En esta invención, el miembro de bloqueo 124 incluye un sello superior del miembro de bloqueo 125. En lugar del sello inferior del miembro de bloqueo 126, en esta modalidad el miembro de bloqueo 124 incluye un hombro 169 que se asienta y cuelga del hombro 129 del orificio del seguro 128. Este contacto de hombro a hombro puede sellar el puerto de la cámara del pistón 153 desde el segundo pasaje transversalmente conectado 112. Alternativamente, cualquier forma de sello, junta, etc., además puede incluirse entre los dos componentes, incluyendo el sello colocado en el hombro 129 del orificio del seguro 128. La Figura 8 es un diagrama de flujo 800 de un método para desbloquear una biela del pistón de un ensamble de pistón de bloqueo de acuerdo con una modalidad de la invención. En el paso 801, se proporciona un fluido presurizado contra un miembro de bloqueo. El miembro de bloqueo bloquea una cabeza del pistón/biela del pistón del ensamble de pistón de bloqueo. El miembro de bloqueo puede asegurar la cabeza del pistón/biela del pistón en una posición completamente extendida o en una posición completamente retraída. El fluido presurizado puede comprender un liquido presurizado o un gas presurizado, como se explicó anteriormente. El fluido presurizado es provisto contra la región de entrada del miembro de bloqueo y está en una dirección opuesta a la fuerza de sesgado normalmente cerrada. La fuerza de sesgado es provista a través de un dispositivo de sesgado, como se explicó previamente. Como resultado de la introducción del fluido presurizado, el miembro de bloqueo se mueve de forma opuesta a la fuerza de sesgado y por consiguiente se mueve en una posición desbloqueada. En consecuencia, el miembro de bloqueo se mueve hacia afuera de la conexión con un anillo de cerrojo que se extiende desde una cabeza del pistón que está acoplada a la biela del pistón. El movimiento mueve el miembro bloqueo antes de que se coloque una fuerza de extensión o retracción en la biela del pistón. En el paso 802, el movimiento del miembro de bloqueo desbloquea un puerto de la cámara del pistón. El puerto de la cámara del pistón se extiende entre una cámara del pistón y una fuente de fluido presurizado, tal como un segundo pasaje transversalmente conectado en una modalidad. El fluido presurizado por consiguiente puede desplazarse dentro de la cámara del pistón y puede mover la cabeza del pistón. En una modalidad, el desbloqueo ocurre durante el desplazamiento de la abertura del miembro de bloqueo. En otra modalidad, el desbloqueo ocurre sustancialmente al final de un desplazamiento de abertura. En el paso 803, se puede proporcionar una fuerza de extensión/retracción en la cámara del pistón a través del puerto de la cámara del pistón. La fuerza de extensión/retracción es provista por medio de la regulación del fluido presurizado. Si el seguro se localiza en el extremo de la biela del pistón del ensamble del pistón de bloqueo (como en las Figuras 3-7), entonces se proporciona una fuerza de retracción a través del puerto de la cámara del pistón. Sin embargo, si el seguro se localiza en el extremo opuesto del ensamble de pistón de bloqueo (ver seguro 120b de la Figura 1) , entonces se proporciona una fuerza de extensión a través del puerto de la cámara del pistón. El ensamble de pistón de bloqueo de conformidad con la invención puede utilizarse de acuerdo con cualquiera de las modalidades con el fin de proporcionar varias ventajas, si se desea. La invención proporciona un ensamble de pistón de bloqueo que mecánicamente se bloquea en ausencia de un fluido presurizado. La invención proporciona un ensamble de pistón de bloqueo que se desbloquea solamente después de la introducción de un fluido presurizado. La invención proporciona un ensamble de pistón de bloqueo en donde el seguro se libera después de que se proporciona un fluido presurizado en una cámara del pistón. La invención proporciona un ensamble de pistón de bloqueo en donde se requiere menos presión para mantener el seguro en una posición desbloqueada que la requerida para mover el seguro de la posición desbloqueada. La invención proporciona un ensamble de pistón de bloqueo en donde el seguro no tiene que encontrarse con una fuerza generada por un fluido presurizado en el ensamble del pistón. La invención proporciona un ensamble de pistón de bloqueo en donde la cabeza del pistón y la biela del pistón no necesitan restringirse contra la rotación. La invención proporciona un ensamble de pistón de bloqueo que no incrementa el tamaño general del ensamble del pistón . Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (23)

  1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. - Un ensamble de pistón de bloqueo que incluye una cámara de pistón, una biela de pistón configurada para sustancialmente extenderse y sustancialmente retraerse dentro de la cámara del pistón, y una cabeza de pistón acoplada a la biela del pistón y configurada para moverse reciprocamente en la cámara del pistón, con el ensamble de bloqueo de pistón caracterizado porque: por lo menos se configura un seguro para mecánicamente asegurar la cabeza del pistón y la biela del pistón en por lo menos una posición completamente extendida de manera sustancial y configurado para desbloquear la cabeza del pistón y la biela del pistón en la presencia de un fluido presurizado provisto para retraer la biela del pistón, en donde el fluido presurizado se introduce en la cámara del pistón y en la biela del pistón y se retrae solamente después de que por lo menos un seguro se desbloquea.
  2. 2.- El ensamble de pistón de bloqueo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque por lo menos un seguro bloquea la cabeza del pistón y la biela del pistón en una posición completamente retraída de manera sustancial.
  3. 3. - El ensamble de pistón de bloqueo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque al menos un seguro bloquea la cabeza del pistón y la biela del pistón en ausencia de un fluido presurizado, en al menos un seguro.
  4. 4. - El ensamble de pistón de bloqueo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende por lo menos un anillo -de cerrojo que se extiende desde la cabeza del pistón, con el al menos un seguro conectando en al menos un anillo de cerrojo.
  5. 5. - El ensamble de pistón de bloqueo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende : por lo menos un anillo de cerrojo que se extiende desde la cabeza del pistón; y una ranura de seguro formada en por lo menos un anillo de cerrojo, con al menos un seguro conectando la ranura del seguro de por lo menos un anillo de cerrojo.
  6. 6. - El ensamble de pistón de bloqueo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el al menos un seguro además comprende: un miembro de sesgado; un miembro de bloqueo; un sello superior del miembro de bloqueo configurado para continuamente sellar el miembro de bloqueo en un orificio de- seguro configurado para recibir el miembro de bloqueo; y un sello inferior del miembro de bloqueo configurado para bloquear y desbloquear un puerto de la cámara del pistón que se extiende entre el orificio del seguro y la cámara del pistón, en donde el miembro de bloqueo y el sello inferior del miembro de bloqueo bloquea el puerto de la cámara del pistón cuando el puerto de la cámara del pistón está en una posición bloqueada y lo desbloquea cuando está en una posición desbloqueada.
  7. 7. - El ensamble de pistón de bloqueo de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el área transversal del sello superior es mayor que un área transversal de sello inferior, en donde el área transversal de sello inferior requiere una primera presión para mover el miembro de bloqueo a una posición abierta y el área transversal y el sello superior requieren una segunda presión para mantener el miembro de bloqueo en una posición abierta, y en donde la primera presión es mayor que la segunda presión.
  8. 8. - El ensamble de pistón de bloqueo de conformidad con la reivindicación 1, con una operación de desbloqueo caracterizado porque comprende: proporcionar fluido presurizado contra una región de entrada del miembro de bloqueo opuesta a la fuerza de sesgado normalmente cerrada, con el fluido presurizado moviendo el miembro de bloqueo en oposición a la fuerza de sesgado y hacia una posición desbloqueada; y un miembro de bloqueo que desbloquea un puerto de la cámara del pistón que se extiende hacia la cámara del pistón, con el desbloqueo ocurriendo sustancialmente al final del desplazamiento de la abertura del miembro de bloqueo, en donde el fluido presurizado se desplaza dentro de la cámara del pistón y causa la retracción de la biela del pistón.
  9. 9.- Un ensamble de pistón de bloqueo que incluye una cámara de pistón, una biela de pistón configurada para sustancialmente extenderse y sustancialmente retraerse desde la cámara del pistón, y la cabeza del pistón acoplada a la biela del pistón y configurada para moverse reciprocamente en la cámara del pistón, con el ensamble de pistón de bloqueo caracterizado porque: por lo menos un anillo de cerrojo se extiende desde la cabeza el pistón; y por lo menos un seguro configurado para conectar el al menos un anillo de cerrojo con el fin de bloquear mecánicamente la cabeza del pistón y la biela del pistón en por lo menos una posición completamente extendida de forma sustancial en ausencia de un fluido presurizado en el seguro y configurado para desconectar el al menos un anillo de cerrojo con el fin de desbloquear la cabeza del pistón y la biela del pistón después de la introducción del fluido presurizado que es provisto para retraer la biela el pistón.
  10. 10. - El ensamble de pistón de bloqueo de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el fluido presurizado se introduce en la cámara del pistón y la biela del pistón se retrae solamente después de que al menos un seguro es desbloqueado.
  11. 11. - El ensamble de pistón de bloqueo de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque además comprende al menos un seguro que bloquea la cabeza del pistón y la biela del pistón en una posición completamente retraída de manera sustancial.
  12. 12. - El ensamble de pistón de bloqueo de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el al menos un seguro que bloquea la cabeza del pistón y la biela del pistón en ausencia de un fluido presurizado en al menos un seguro.
  13. 13. - El ensamble de pistón de bloqueo de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque además comprende una ranura de seguro formada en por lo menos un anillo de cerrojo, con el al menos un seguro conectando la ranura del seguro de por lo menos un anillo de cerrojo.
  14. 14. - El ensamble de pistón de bloqueo de conformidad con la reivindicación 9, con al menos un seguro caracterizado porque además comprende: un miembro de sesgado; un miembro de bloqueo; un sello superior del miembro de bloqueo configurado para continuamente sellar el miembro de bloqueo en un orificio de seguro configurado para recibir el miembro de bloqueo; y un sello inferior del miembro de bloqueo configurado para bloquear y desbloquear un puerto de la cámara del pistón que se extiende entre el orificio del seguro y la cámara del pistón, en donde el miembro de bloqueo y el sello inferior del miembro de bloqueo bloquean el puerto de la cámara del pistón cuando está en una posición bloqueada y desbloquea el puerto de la cámara de pistón cuando está en una posición desbloqueada.
  15. 15.- El ensamble de pistón de bloqueo de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el área transversal del sello superior es mayor que un área transversal de sello inferior, en donde el área transversal de sello inferior requiere una primera presión para mover el miembro de bloqueo a una posición abierta y el área transversal de sello superior requiere una segunda presión para mantener el miembro de bloqueo en una posición abierta, y en donde la primera presión es mayor que la segunda presión .
  16. 16.- El ensamble de pistón de bloqueo de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la operación de desbloqueo comprende: proporcionar fluido presurizado contra una región de entrada del miembro de bloqueo opuesta a la fuerza de sesgado normalmente cerrada, con el fluido presurizado moviendo el miembro de bloqueo en oposición a la fuerza de sesgado y hacia una posición desbloqueada; y el miembro de bloqueo desbloquea un puerto de la cámara del pistón que se extiende hacia la cámara del pistón, con el desbloqueo ocurriendo sustancialmente al final del desplazamiento de la abertura del miembro de bloqueo, en donde el fluido presurizado se desplaza en la cámara del pistón y causa la retracción de la biela del pistón.
  17. 17.- Un método para desbloquear una biela del pistón de un ensamble de pistón de bloqueo, caracterizado porque comprende: proporcionar un fluido presurizado contra una región de entrada de un miembro de bloqueo de un seguro en oposición a la fuerza de sesgado normalmente cerrada, con el fluido presurizado moviendo el miembro de bloqueo en oposición a la fuerza de sesgado a una posición desbloqueada; y el miembro de bloqueo desbloquea un puerto de la cámara de pistón que se extiende hacia la cámara del pistón, en donde el fluido presurizado se desplaza en la cámara del pistón y causa la retracción de la biela del pistón.
  18. 18. - El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la biela del pistón del ensamble del pistón de bloqueo está bloqueado en por lo menos una posición completamente extendida de forma sustancial por el seguro.
  19. 19. - El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la biela del pistón del ensamble de pistón de bloqueo está bloqueado en por lo menos una posición completamente retraída en forma sustancial por el seguro.
  20. 20.- El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el movimiento mueve el miembro de bloqueo sustancialmente fuera de conexión con un anillo de cerrojo que se extiende desde la cabeza del pistón que está acoplada a la biela del pistón.
  21. 21.- El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el movimiento mueve el miembro de bloqueo sustancialmente antes de que se coloque una fuerza de extensión o retracción en la biela del pistón.
  22. 22. - El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el desbloqueo ocurre durante un desplazamiento de la abertura del miembro de bloqueo.
  23. 23. - El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el desbloqueo ocurre sustancialmente al final del desplazamiento de la abertura del miembro de bloqueo.
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