MX2012008217A - Sistema hidraulico de aceite para mover una puerta. - Google Patents

Abstract

Un sistema hidráulico de aceite para mover una puerta, comprende un cilindro (11) hidráulico con aceite de doble acción, el cual está destinado a ser conectado cinemáticamente a la puerta para moverla y una bomba electro-hidráulica (12) para alimentar y accionar el cilindro mediante comando. Una válvula (13) de conmutación interconecta el cilindro (11) alternativamente con la bomba (12) o con un tanque (14) de fluido aceite-hidráulico. En condiciones de reposo, la válvula (13) conecta el cilindro (11) al tanque (14), para permitir el movimiento manual libre de una puerta conectada al cilindro y se controla automáticamente mediante las variaciones de la presión en el sistema que se producen por la actuación de la bomba (12) para desconectar el cilindro (11) del tanque (14) y conectarlo a la bomba.

Description

SISTEMA H I DRAU LICO DE ACEITE PARA MOVER U NA PUERTA La presente invención se refiere a u na solución novedosa de un sistema de aceite-hidráulico para mover puertas.

Tal tipo de sistema prevé usualmente un actuador hidráulico q ue se alimenta mediante u na electro-bomba adecuada .

En tales sistemas conocidos , cuando la bomba se detiene el movimiento man ual de la puerta es con frecuencia imposible o, en cualquier caso, muy difícil. De hecho , d urante el movimiento manual de la puerta el aceite tiene que ser forzado a pasar a través de la bomba , que se comporta sustancialmente como un cuello de botella, o a través de algunas válvulas de derivación (es decir, válvulas de alivio ajustables) . Esto se traduce en una velocidad de movimiento manual muy lenta y en un esfuerzo considerable. Por otra parte, se desea por eso que no sea posible, durante la actuación motorizada de la puerta , que haya por allí una maniobra manual inapropiada simultánea o una pérdida de control del movimiento, por ejemplo debido al empuje del viento.

Con el fin de resolver el problema, los mecanismos conocidos generalmente están eq uipados con u n dispositivo de destrabado q ue, cuando se desea, reduce la resistencia hidráulica o libera físicamente la puerta del sistema de actuación . Los usuarios, sin embargo, son forzados a accionar el dispositivo de destrabado con el fin de abrir o cerrar la puerta manualmente.

El propósito general de la presente invención es evitar las desventajas antes mencionadas con la provisión de un sistema para mover una puerta con un actuador de aceite-hidráulico, el cual ofrece resistencia mínima al movimiento manual de la puerta , pero que , al mismo tiempo, evita que tal libertad de movimiento ocu rra aun cuando esté activada la automatización , es decir, cuando se alimenta el actuador para mover la puerta y debe ser capaz de ralentizarla y acelerarla sin interferencia del exterior. En vista de tal propósito se ha concebido hacer, de acuerdo con la invención , un sistema de aceite-hidráulico para mover una puerta , que comprende un cilindro de aceítehidráulico de doble acción , destinado a ser conectado cinéticamente a la puerta para moverla , y una bomba electro-hid ráulica para alimentar y accionar el cilind ro por comando, caracterizado porq ue comprende una válvula de conmutación q ue interconecta alternativamente el cilindro con la bomba o con un tanque de fluido de aceite-hid ráulico, dicha válvula q ue conecta el cilindro con el tanque en condiciones de reposo, para permitir el movimiento manual libre de una puerta conectada al cilindro, la válvula que se controla automáticamente por las variaciones de la presión en el sistema que se producen por la actuación de la bomba para desconectar el cilind ro del tanq ue y conectarlo a la bomba .

Con el fin de aclarar la explicación de los principios novedosos de la presente invención y sus ventajas con respecto a la técnica anterior, se describirá más adelante en la presente una modalidad posible dada como un ejemplo que aplica tales principios con la ayuda de los dibujos adjuntos. En los dibujos: La Figura 1 representa una vista esq uemática de un sistema de acuerdo con la invención para mover una puerta; La Figu ra 2 representa una vista de sección de una válvula del sistema de la Figura 1 en condiciones de reposo; La Fig ura 3 representa una vista de sección tomada a lo largo de la línea l l l-l l l de la Figu ra 2; Las Figuras 4 y 5 representan vistas similares de aquellas de las Figuras 3 y 2 , pero con la válvula d urante u n paso de operación del sistema; La Figu ra 6 representa una vista agrandada similar a la vista de la Figura 4, pero con la válvula en una posición intermedia .

Con referencia a las figuras, en la Fig ura 1 el sistema hidráulico se muestra esquemáticamente, indicado generalmente con el número 10 de referencia , para mover una puerta (no mostrada , puesto que es fácil de imaginar para un experto en la técnica).

El sistema comprende un cilindro 1 1 de aceite-hid ráulico de doble acción , conectado adecuadamente a la puerta de acuerdo con la técnica anterior para mover la puerta (por ejemplo del tipo con alas) entre la posición abierta y la posición cerrada.

Una electro-bomba 1 2 de aceite-hidráulica (controlada mediante una unidad 43 de control electrónico conocida), alimenta el cilindro a través de una válvula 1 3 de control dividida en dos partes de conmutación indicadas con los n úmeros 1 3a , 1 3b de referencia para los dos ramales del circuito hidráulico y que conectan alternativamente el cilindro 1 1 a la bomba 1 2 o al tanque 1 4.

La parte 1 3a de la válvula se conecta en 1 5 a u na de las dos cámaras del cilindro 11, en 16 a un lado de la bomba 12, en 17 al tanque 14. Por otra parte, la parte 13b se conecta en 18 a la otra cámara de las dos cámaras del cilindro 11, en 19 al otro lado de la bomba 12 y en 20 al tanque 14.

El circuito es sustancialmente simétrico, puesto que el ramal de entrega y el ramal de entrada dependen de la dirección de rotación de la bomba, de acuerdo con la dirección del movimiento deseada para la puerta.

De acuerdo con la dirección de rotación de la bomba, la conexión 16 será por lo tanto para entrega y la conexión 19 será para entrada o viceversa, y el cilindro de aceite-hidráulico se moverá en una dirección o la otra.

La entrada/salida de la bomba 12 puede conectarse también al tanque 13 a través de válvulas 21, 22 de un sentido para extraer aceite del tanque, cuando es necesario.

Cada parte 13a, 13b de la válvula 13 tiene entradas de control hidráulico respectivas (respectivamente 23, 24 y 25, 26) que se conectan a los dos lados de la bomba. Como será aclarado en el resto de la descripción, tales entradas conmutan adecuadamente la válvula 13, contra la acción de los resortes 27, 28 de retorno, en respuesta a las variaciones de presión en el circuito producidas por la actuación de la bomba.

La Figura 2 muestra la estructura de la válvula 13 en condiciones de reposo (es decir, con la bomba 12 detenida). Tal válvula tiene un cuerpo 30 en el cual está formado un asiento 31 alargado cerrado en sus extremos opuestos por tapones 32, 33. Dentro del asiento 31 hay los elementos de las dos partes 1 3a y 1 3b de la válvula que son capaces de deslizarse. Tales elementos deslizantes comprenden u n primer obturador que es capaz de deslizarse (ventajosamente formado por u n par de un primer y un segundo pistones 34 y 35 de conmutación) para la parte 1 3a de la válvula y un segu ndo obturador capaz de deslizarse (ventajosamente formado por un segundo par de un primer y un segundo pistones 36 y 37 de conmutación) para la parte 1 3b de la válvula. Los dos obtu radores de conmutación se empujan uno hacia otro mediante los resortes 27 y 28 respectivos , a topes de extremo adecuados en el asiento que ellos sellan. Entre los obturadores hay una cámara central 38 que contiene u n pistón 39 de impulsión que es coaxial a los obturadores. El pistón 39 tiene ventajosamente una parte central que se desliza en una manera sellada en la cámara 38 y partes de extremo con un diámetro más pequeño y que están destinadas a apoyarse contra las caras opuestas de los obtu radores.

En los extremos de la cámara 38 en los dos lados del pistón 39 de impulsión los obturadores están de frente uno a otro y los ductos 16 y 1 9 conectados a la bomba se aproximan cerca de ellos .

En el otro lado de los obtu radores de conmutación hay cámaras 40, 41 traseras respectivas, en cada una de las cuales un ducto 1 7, 20 llega para conectarse al tanque. Como se puede ver claramente en la Figura 3, en las cámaras 40, 41 para que los obturadores se deslicen en ellas, los ductos 15 y 1 8 para conectar las cámaras del cilindro 1 1 están de frente uno de otro.

La posición de tales ductos 1 5, 1 8 es tal que , cuando la válvula está en la condición de reposo mostrada en las Fig uras 2 y 3, el obtu rador deja por lo menos ligeramente descubierto el espacio del ducto 1 5 o 18 respectivo, de manera que el cilindro 1 1 se conecta al tanque 14 a través de los ductos 1 7, 20.

Con las cámaras del cilindro de aceite-hidráulico en conexión con el tanque, el aceite es libre para fluir de una cámara a la otra sin obstáculos y la puerta está completamente libre para ser capaz de moverla manualmente.

La actuación de la bomba presuriza la cámara de entrega. En beneficio de la simplicidad , en la siguiente descripción asumiremos q ue la bomba es comandada para tener la entrega conectada al ducto 1 9 y la entrada al ducto 1 6. En cualquier caso, quedará claro a partir de la descripción , cómo opera la válvula (especulativamente) cuando la bomba gira en la dirección opuesta .

La presión en la cámara de entrega a la derecha del pistón 39 de actuación se traduce en un empuje el pistón 36 de conmutación a la derecha que mediante cambio mueve el segundo pistón de conmutación a la derecha 37 y comprime el resorte 28. El cambio del obtu rador 36, 37 hacia la posición de conmutación a la derecha pone a la entrega 19 en comunicación con la cámara del cilindro de aceite-hidráulico en conexión con el ducto 18 y excluye al tanque 14 del circuito. Esto se ve claro en las Fig u ras 4 y 5.

Otra vez como se muestra en las Figuras 4 y 5, la presión en la parte de la cámara central que está conectada al ducto 19 actúa también sobre el pistón 39 de impulsión , el cual se mueve entonces hacia la izquierda. El pistón de impulsión empuja de esta manera al obtu rador 34 , 35 de conmutación en la izquierda, que se mueve también hacia su posición de conmutación a la izquierda , en contra de la acción del resorte 27.

El movimiento del obtu rador en la izqu ierda coloca la cámara del cilindro de aceite-hidráulico, q ue está conectada al ducto 1 5, en comunicación con la entrada de la bomba (d ucto 1 6) y excluye simultáneamente el tanque conectado al ducto 1 7.

En esencia, la entrada y la entrega de la bomba 1 2 están conectadas a las cámaras respectivas del cilindro 1 1 , el cual se mueve de una manera controlada y acciona la puerta.

Es obvio que con el fin de cambiar la dirección del movimiento de la puerta es suficiente invertir la entrada y la entrega, es decir invertir la rotación de la bomba . La operación de la válvula antes descrita es la misma , pero con movimientos como en espejo.

Tanto con el movimiento en una dirección como en la otra , deteniendo la bomba, los obturadores, empujados por el resorte respectivo, se llevan de regreso a la posición central de reposo mostrada en las Figuras 2 y 3. En esta situación , otra vez las cámaras del cilindro de aceite-hidráulico están en conexión con el tanque 14 y, por lo tanto, el aceite queda libre para fluir de una cámara a la otra sin obstáculos y la puerta queda completamente libre.

En esencia, la válvula 1 3 se controla con un impulso triple. El primer impulso es el impulso directo de la presión de entrega . El segundo impulso es el obtenido del pistón de impulsión (el cual puede ser comparado con una fuerza externa) . El tercer impuso se da por la contrapresión de la descarga, q ue se traduce en un reforzamiento del segundo impulso. El último en realidad es un impulso parcial puesto que interviene solamente si se activa y es insuficiente el seg undo impulso. Existe así un tipo de control sobre el seg undo impulso.

De hecho, debe asegurarse que la parte de la válvula conectada a la entrada conmuta con seguridad cuando la parte de la válvula conectada a la entrega es conmutada y viceversa.

Por ejemplo, se debe asegurar q ue la cámara del cilindro de aceite-hidráulico en la entrada no está en conexión con el tanque en lugar de con la entrada de la bomba. De hecho, si esto no ocu rre, se perdería el control del movimiento de la puerta y no habría la posibilidad de ralentizarla cerca del alto o hacerla frenar si fuera acelerada , por ejemplo, por el viento.

Además, si la puerta es pequeña o no tiene la resistencia del viento contra su movimiento, las presiones necesarias para moverla son generalmente bajas (por ejemplo, aproximadamente 5 bar) . Con tales presiones, el impulso de las válvulas puede ser insuficiente , especialmente para el lado de la entrada que además de la resistencia del resorte debe vencer también la fricción de an illo O colocado en el pistón de impulsión .

Todo esto se evita con un posicionamiento y dimensionado cuidadosos de los pistones que forman los obtu radores.

Los pistones 34 y 36 más internos, de hecho, están formados ventajosamente con un diámetro que es más pequeño y disminuye hacia la cámara central para insertarse en la cámara central y, otra vez ventajosamente, ser capaz de obstruir parcialmente los ductos para conectar a la bomba . La cámara central tiene un diámetro más pequeño que las cámaras donde los pistones 35, 37 se deslizan de manera selladora con un claro m ínimo. De tal manera, la presión necesaria para mover la puerta se hace independiente de la necesaria para impulsar las válvulas. La última, de hecho, está vinculada solamente con la rigidez del resorte y con el meato entre la cámara y el pistón de conmutación .

Además, en el lado de la entrega, el pistón de conmutación debe desacoplarse completa o casi completamente de la cámara central para dejar pasa aceite, mientras q ue para el lado de la entrada es suficiente que haya allí una carrera mucho más corta , sólo para tapar el ducto para conexión con la otra cámara del cilindro de aceite-hidráulico. Eso el visible claramente en la Figura 6, donde se puede ver que la carrera inicialmente necesaria de los obturadores en el lado de la entrada es mucho más pequeña que aquélla de los obturadores en el lado de la entrega. En esa posición intermedia, la válvula de conmutación evita que fluya aceite afuera de la cámara en el cilindro de aceite-hidráulico conectado en 16, eso causa un incremento de la presión de entrega y, por lo tanto, de la presión de impulso. Esto hace posible empujar más y mover el obtu rador hacia la posición de conmutación y conecta la cámara del cilindro de aceite-hidráulico con la entrada de la bomba como se muestra en las Fig uras 4 y 5.

Se evita así de manera segu ra que la fricción del AO del pistón de impulso reduzca el desplazamiento de los pistones de conmutación en al lado de la entrada y, por lo tanto, que la segunda cámara del cilindro de aceite-hidráulico permanezca en conexión con el tanque.

En este pu nto debe quedar claro como se han alcanzado los propósitos predeterminados, con una conexión automática y estable del cilindro de aceite-hidráulico alternativamente con el tanque o con la bomba de acuerdo con si la bomba es activada o no , independientemente de la dirección de rotación de la última y, por lo tanto, del movimiento de dirección de la puerta.

Gracias a los principios de la invención , hay un movimiento manual de la puerta que es extremadamente uniforme, prácticamente como sin automatización, sin que el operador tenga que actuar por el dispositivo de destrabado. Con la automatización activa hay, por otra parte, el control completo del movimiento de la puerta y nada se pierde en términos de seguridad .

Por supuesto, la descripción anterior de una modalidad que aplica los principios innovadores de la presente invención se da como un ejemplo de tales principios innovadores y por lo tanto no debe tomarse como limitante del alcance de la protección reivindicada én la presente.

Claims (5)

REIVINDICACIONES

1. Sistema de aceite-hidráulico para mover una puerta, que comprende un cilindro de aceite-hidráulico (11) de doble acción, destinado a conectarse cinéticamente a la puerta para moverla, y una bomba (12) electro-hidráulica para alimentar y accionar el cilindro por comando, caracterizado porque comprende una válvula (13) de conmutación que ¡nterconecta el cilindro (11) alternativamente con la bomba (12) o con un tanque (14) de fluido aceite-hidráulico, en condiciones de reposo dicha válvula (13) que conecta el cilindro (11) al tanque (14), para permitir el movimiento manual libre de una puerta conectada al cilindro, la válvula (13) que se controla automáticamente por las variaciones de presión en el sistema que se producen por la actuación de la bomba (12) para desconectar el cilindro (11) del tanque (14) y conectarlo a la bomba (12).

2. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la válvula (13) comprende un asiento (31) alargado en el cual hay dos obturadores (34, 35 y 36, 37) que pueden deslizarse coaxialmente y separados uno de otro por una cámara (38) central a la cual están de frente y en la cual hay un pistón (39) de actuación que puede deslizarse coaxialmente con respecto a los obturadores, los dos obturadores que son empujados hacia dicha posición de reposo, hacia el pistón de actuación, a través de resortes (27, 28) respectivos y que son capaces de deslizarse en la trayectoria opuesta contra la acción de los resortes y hacia una posición de conmutación; en la posición de reposo los dos obturadores que conectan cada uno una cámara del cilindro (11) con el tanque y en la condición opuesta de conmutación los obturadores que conectan cada uno una cámara del cilindro con la bomba; la cámara (38) central que se conecta, en lados opuestos del pistón de actuación, a los dos lados de la bomba de manera que, cuando se acciona la bomba, la presión del lado de entrega de la bomba alcanza una parte (38) de la cámara central en uno de los dos lados del pistón (39) para empujar directamente el obturador colocado en ese lado hacia su posición de conmutación y, a través del movimiento del pistón de actuación, empujar el obturador sobre el lado opuesto hacia su posición de conmutación.

3. Sistema de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque los obturadores están hechos cada uno con un primer pistón (34 y 36) y un segundo pistón (35, 37) acoplados axialmente, el primer pistón, más cerca de la cámara central, que tiene un diámetro más pequeño que el segundo para por lo menos parcialmente insertarlo con poco claro en la cámara central, hecho con un diámetro más pequeño que aquél de las cámaras traseras (40, 41) en las cuales se deslizan con un claro mínimo los segundos pistones (35, 37).

4. Sistema de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el pistón (39) de actuación tiene una parte central que se desliza en una manera sellada en la cámara (38) central y las partes de extremo que tienen un diámetro más pequeño y están destinadas a reposar contra las caras opuestas de los obturadores.

5. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los dos lados de la bomba están conectados también al tanque a través válvulas (21, 22) de entrada, respectivas de un sentido del tanque.