MXPA00012674A - Muelle de gas de bajo impacto. - Google Patents

Abstract

Un muelle de gas que tiene una camara de gas, una camara secundaria de gas y superficies obturadoras, durante una porcion de la carrera del vastago de piston, define una junta hermetica entre las mismas para proporcionar dos camaras de gas separadas, cada una de las cuales proporciona una fuerza que actua sobre el vastago de piston, en direcciones opuestas entre si, para reducir la fuerza neta sobre el vastago de piston. Cuando el vastago de piston esta cerca de su posicion totalmente extendida, las superficies obturadoras proporcionan la junta hermetica al gas y la fuerza neta sobre el vastago de piston es minima y en la direccion para mover el vastago de piston hasta su posicion totalmente extendida. De esta manera, hasta que las superficies cooperantes se desplazan para finalizar la junta hermetica al gas, unicamente se requiere de una ligera fuerza para mover inicialmente el vastago de piston desde su posicion totalmente extendida. Esto se reduce, en gran medida, la fuerza de impu lso o impacto, impartida al piston de una prensa, en el accionamiento inicial del vastago de piston totalmente extendido. Tambien se puede proporcionar un segundo montaje de junta que controle la velocidad a la cual regresa el vastago de piston hasta su posicion totalmente extendida. Despues de que se finaliza la junta hermetica al gas, el muelle de gas funciona, en general, como un muelle de gas convencional en donde una sola presion de gas actua sobre el vastago de piston y desvia el vastago de piston hacia su posicion extendida, contra la fuerza del piston que lo desplaza.

Description

MUELLE DE GAS DE BAJO IMPACTO CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere en general, a muelles de gas, y más particularmente a un muelle de gas construido para reducir la fuerza neta a través de un montaje de vastago de pistón, del muelle, durante al menos una porción de la carrera del montaje de vastago de pistón.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los muelles de gas son bien conocidos y han sido usados en troqueles de prensas para operaciones de estampado de lámina metálica. Los muelles de gas convencionales tienen una cámara para gas que recibe un gas presurizado que proporciona una fuerza sobre un pistón y sobre un vastago de pistón, del muelle de gas, para desviarlos hasta una posición extendida y para resistir el movimiento del pistón y del vastago de pistón, desde su posición extendida hasta una posición retraída. Varios retenedores y sellos se han proporcionado al muelle de gas, para Ref. 125900 retener el pistón y el vastago de pistón dentro de un alojamiento del muelle de gas y para prevenir la fuga del gas presurizado desde la cámara para gas . Típicamente una pluralidad de muelles de gas empuja flexiblemente un anillo de sujeción o anillo abrazadera, del montaje de troquel, en acoplamiento con una pieza de trabajo de lámina metálica, a medida que los troqueles se cierran mediante la prensa, para formar en frió la pieza de trabajo. Típicamente, la prensa tiene un mecanismo accionador mecánico con una conexión articulada o un cigüeñal y engranajes engranados, para hacer avanzar y retraer un pistón de prensa hidráulica, hasta una plataforma, para abrir y cerrar los troqueles. En prensas con mecanismos accionadores mecánicos, la ventaja mecánica del mecanismo varia dependiendo de la posición del pistón de prensa, y se incrementa dramáticamente cuando el pistón de prensa se aproxima a la posición totalmente avanzada o extendida, para cerrar completamente los troqueles y formar la pieza de trabajo. Cuando el pistón de prensa avanza desde su posición a carrera media, su ventaja mecánica y la fuerza instantánea máxima producida por la prensa, son relati amente baj as . Cuando el pistón de la prensa se encuentra en su posición a media carrera, el pistón y el vastago del muelle de gas encuentran típicamente en su posición totalmente extendida y se mueven inicialmente hacia su posición retraída bastante antes de que el pistón de prensa alcance su posición totalmente extendida. Consecuentemente, los muelles de gas aplican inicialmente una fuerza o carga relati amente grande, al mecanismo accionador de la prensa, con relación a la fuerza máxima que la prensa es capaz de producir durante su movimiento inicial del pistón de prensa, desde su posición totalmente retraída hacia su posición avanzada, cerrando los troqueles. Además, dado que el mecanismo accionador mecánico de la prensa ya ha comenzado a moverse y a acelerar el pistón de prensa, y al semitroquel unido al mismo, antes de que comience a actuar y a superar la resistencia producida por los muelles de gas, el impacto o accionamiento inicial de los muelles de gas, crea un pico de fuerza de impulso de gran magnitud y corta duración, sobre el mecanismo accionador de la prensa, que a través del tiempo puede acortar significativamente la vida útil de la prensa, incrementar significativamente el mantenimiento de la prensa y costo de reparación, y en algunos casos inclusive dañar rápida y seriamente el mecanismo accionador de la prensa. Similarmente, durante la apertura de los troqueles cerrados, después de que ha sido formada una pieza de trabajo, los muelles de gas aplican una fuerza significativa al mecanismo accionador de la prensa, que termina repentinamente cuando sus vastagos de pistón llegan a extenderse completamente, lo cual produce un cambio repentino en la carga sobre el mecanismo accionador. Este rápido cambio en la fuerza puede dañar también la prensa, y en este mismo momento es causada la vibración o rebote del anillo de sujeción debido a la inercia del componente del troquel. Este muelle de gas reducirá la magnitud del rebote después de que se fabrique una parte.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Un muelle de gas que tiene un par de superficies obturadoras que, durante una porción de la carrera de un montaje de vastago de pistón del muelle de gas, define una junta hermética al gas,' entre los mismos, para definir una cámara secundaria para gas, separada de una cámara principal para gas, del muelle de gas. Cada cámara para gas contiene un gas bajo presión y proporciona una fuerza que actúa sobre el montaje de vastago de pistón, en direcciones, en general opuestas, para reducir la fuerza neta sobre el montaje de vastago de pistón. Deseablemente, cuando el montaje de vastago de pistón está cerca de su posición totalmente extendida, - las superficies obturadoras proporcionan la junta hermética al gas y la fuerza diferencial a través del pistón produce únicamente una pequeña fuerza neta en la dirección que tiende a mover el montaje de vastago de pistón hacia su posición extendida. De esta manera, se requiere de una fuerza en gran medida reducida, para mover inicialmente el montaje de vastago de pistón desde su posición extendida hacia su posición retraída. Esto reduce en gran medida la resistencia inicial al movimiento del muelle de gas y de aqui la fuerza de impulso o impacto impartida al pistón de prensa, con el accionamiento inicial del vastago de pistón del muelle de gas. Después de que se finaliza la junta hermética al gas, el muelle de gas funciona en general como un muelle de gas convencional con una sola cámara de gas que proporciona un gas presurizado que actúa sobre el pistón y desvia el montaje de vastago de pistón hacia su posición extendida, contra la fuerza del pistón de prensa que lo desplaza. Deseablemente, durante la carrera de regreso y después de que se ha formado inicialmente la junta entre las superficies obturadoras, el gas que se encuentra en la cámara secundaria para gas, se comprime mediante el movimiento adicional del montaje de vastago de pistón, hacia su posición extendida, produciendo una mayor presión del gas que se encuentra en la cámara secundaria de gas, comparada con la cámara principal de gas. El gas que se encuentra en la cámara secundaria de gas actúa sobre un área superficial considerablemente más pequeña, que el gas que se encuentra en la cámara principal de gas, y por lo tanto, este gas a mayor presión, que se encuentra en la cámara secundaria de gas, proporciona una fuerza incrementada para reducir la fuerza neta sobre el montaje de vastago de pistón . En una modalidad, una primera superficie obturadora se forma preferentemente en un retenedor que tiene una superficie de paro para mantener el montaje de vastago de pistón dentro de un alojamiento del muelle de gas. La segunda superficie obturadora está definida por un manguito portado por el montaje de vastago de pistón, y puede estar definida por un miembro obturador anular, tal como un anillo toroidal, portado por el manguito, para proporcionar la junta hermética al gas entre las superficies obturadoras. En otra modalidad, la primera superficie obturadora está definida por la superficie interior del alojamiento del muelle de gas. Aún todavia como otra alternativa, la segunda superficie obturadora puede estar definida integralmente con el pistón y/o con el vastago de pistón. En cualquier forma, las superficies obturadoras proporcionan una junta hermética al gas, para definir la cámara secundaria de gas separada de la cámara principal de gas, que se inicia en un punto, en la carrera del montaje de vastago de pistón, entre sus posiciones extendida y retraída, y continua hasta la posición extendida del montaje. Deseablemente, la cámara secundaria de gas es relativamente pequeña en comparación con la primera cámara de gas, para reducir el volumen del gas que se comprime después de que se ha iniciado la junta hermética al gas, para limitar el incremento en la temperatura del mué lie de gas . En otra modalidad, se proporciona un segundo par de superficies obturadoras para definir, cuando las superficies obturadoras se encuentren acopladas entre si, cámaras de gas separadas para reducir la velocidad del montaje de vastago de pistón a medida que se mueve adyacente y hacia su posición totalmente extendida. El movimiento más lento del montaje de vastago de pistón, proporciona una transición más suave o más sutil del movimiento del montaje de vastago de pistón hacia su posición extendida y hasta un estado detenido o estático del montaje de vastago de pistón en su posición totalmente extendida. Esto reduce o elimina el rebote de un anillo de sujeción o anillo abrazadera y la pieza de trabajo formada sobre el anillo de sujeción después de que el pistón de prensa se retira o libera del anillo de sujeción sobre el vastago de pistón, en la carrera de regreso del montaje de vastago de pistón. Adicionalmente, esto reduce en gran medida el ruido causado por el anillo de sujeción en rebote y la pieza de trabajo y el contacto de metal con metal dentro del muelle de gas, lo cual limita el movimiento del montaje de vastago de pistón y define la posición totalmente extendida del montaje de vastago de pistón. Además, esto reduce o elimina la mala alineación de la pieza de trabajo formada, con relación al anillo de sujeción, la cual era causada previamente por el rebote del anillo de sujeción y la pieza de trabajo, para facilitar la manipulación subsecuente de la pieza de trabajo formada. Objetos, características y ventajas de esta invención incluyen proporcionar un muelle de gas que requiere de una fuerza reducida para desplazar inicialmente un montaje de vastago de pistón, desde su posición extendida, reduce la velocidad del montaje de vastago de pistón, al menos cuando está adyacente y se está moviendo hacia su posición extendida, reduce la fuerza de impulso o impacto sobre una prensa cuando se acopla inicialmente al muelle de gas, reduce el daño a lá prensa y al muelle de gas, prolonga la vida útil de una prensa y muelle de gas, reduce el ruido de la prensa durante el uso, reduce el ruido del muelle de gas durante el uso, reduce la vibración y mala alineación de las piezas de trabajo formadas mediante la prensa, reduce o elimina el rebote de un anillo de sujeción y pieza de trabajo, después de la carrera de regreso del montaje de vastago de pistón, mantiene una temperatura de funcionamiento del muelle de gas, relativamente baja, es fácil de darle servicio y de repararlo, es duradero, confiable, el diseño relativamente simple y de fabricación económica y el montaje tiene una vida de servicio prolongada y útil.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Estos y otros objetos, características y ventajas de esta invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de las modalidades preferidas y del mejor modo, reivindicaciones anexas y dibujos adjuntos en los que : La Figura 1 es una vista de sección transversal de un muelle de gas de conformidad con la presente invención y que muestra un montaje de vastago de pistón en su posición retraída; La Figura 2 es una vista de sección transversal del muelle de gas que muestra el montaje de vastago de pistón en una posición intermedia; La Figura 3 es una vista de sección transversal de muelle de gas que muestra el montaje de vastago de pistón en su posición extendida; La Figura 4 es una vista de sección, fragmentaria, agrandada, de la porción encerrada en circulo 4 de la figura 1 ; La Figura 5 es una vista de sección fragmentaria, agrandada, que ilustra el acoplamiento de las superficies obturadoras; La Figura 6 es una vista de sección, fragmentaria, agrandada, de una primera superficie obturadora alternativa; La Figura 7 es una vista lateral de un vastago de pistón alternativo, de conformidad con la presente invención; La Figura 8 es una vista en corte, fragmentaria, de una modalidad alternativa de un muelle de gas de la invención; La Figura 9 es una gráfica de la fuerza como una función del recorrido del montaje de vastago de pistón; La Figura 10 es una gráfica de la fuerza como una función del recorrido del montaje de vastago de pistón de un muelle de gas de la técnica anterior; La Figura 11 es una gráfica de la presión como una función del recorrido del montaje de vastago de pistón, que ilustra la presión en las cámaras de gas del muelle de gas; La Figura 12 es una vista en planta del montaje de vastago de pistón de la Figura 1; La Figura 13 es una vista de sección transversal de un muelle de gas de conformidad con una segunda modalidad de la presente invención, que ilustra un montaje de montaje de vastago de pistón en su posición extendida; La Figura 14 es una vista de sección transversal de muelle de gas de la Figura 13 que ilustra el montaje de vastago de pistón adyacente y moviéndose lejos de su posición extendida; La Figura 15 es una vista de sección transversal del muelle de gas, que ilustra el montaje de vastago de pistón movido adicionalmente hacia su posición retraída; La Figura 16 es una vista de sección transversal del muelle de gas que ilustra el montaje de vastago de pistón en su posición totalmente retraída; La Figura 17 es una vista de sección transversal, del muelle de gas, que ilustra el montaje de vastago de pistón durante una porción de su carrera de regreso, moviéndose nuevamente hacia su posición extendida, La Figura 18 es una vista de sección fragmentaria, agrandada, de la porción encerrada en círculo 18 en la figura 17; La Figura 19 es una vista de sección transversal del muelle de gas, que ilustra el montaje de vastago de pistón movido adicionalmente hasta su posición extendida, durante la carrera de regreso y utilizando una modalidad, preferida en la presente, del montaje del vastago de pistón; La Figura 20 es una gráfica de la fuerza como una función del recorrido del montaje de vastago de pistón y que compara un muelle de gas de la técnica anterior con un muelle de gas de conformidad con la presente invención; y La Figura 21 es una vista de sección transversal de un muelle de gas de conformidad con una tercera modalidad de la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Haciendo referencia, de manera más detallada, a los dibujos, las figuras 1-3 ilustran un muelle de gas 10 que incorpora esta invención y que tiene un montaje de vastago de pistón 12 recibido dentro de un alojamiento en general cilindrico 14 para realizar el movimiento alternativo entre posiciones extendida y retraída. Una cámara principal de gas 16 está definida en parte entre el alojamiento 14 y el montaje de vastago de pistón 12 y recibe un gas presurizado que actúa sobre el montaje de vastago de pistón 12 para desviarlo flexiblemente hacia su posición extendida. Tanto la fuerza requerida para retraer inicialmente el vastago de pistón 18 como la fuerza producida por el vastago de pistón en regreso, inmediatamente adyacente al extremo de su carrera de regreso, se reducen significativamente por la compresión del gas que se encuentra en una cámara secundaria de gas 20 (Figuras 2 y 3) obturadas de manera intermitente y cíclica, de la cámara principal de gas 16 por un montaje de junta telescópica 21. Una pluralidad de muelles de gas 10 puede encontrarse dispuesta en una prensa mecánica de manera tal que un vastago de pistón 18 de cada muelle de gas sea accionado por un pistón de la prensa, a medida que avance para empujar flexiblemente un anillo abrazadera o anillo de sujeción de un montaje de troquel, en acoplamiento con un blanco de lámina metálica u otra pieza de trabajo que vaya a estamparse o formarse mediante el montaje de troquel y la prensa. La prensa puede ser, por ejemplo, una prensa excéntrica, de cigüeñal o de tipo articulada mecánica. Deseablemente, la fuerza aplicada al pistón de trenza, con el accionamiento de retracción inicial del vastago de pistón 18, y también cuando el pistón de prensa se desacople del vastago de pistón 18 en la carrera de regreso, se reduce mediante la compresión del gas en la cámara secundaria de gas 20 (Figuras 2 y 3) en el muelle 10 lo cual proporciona una fuerza en oposición a la fuerza de desviación del gas que se encuentra en la cámara principal de gas 16. Deseablemente, durante al menos una porción de la carrera del montaje de vastago de pistón 12, la cámara secundaria de gas 20 (Figuras 2 y 3) en el muelle 10 que proporciona una fuerza en oposición a la fuerza de desviación del gas en la cámara principal de gases 16. Deseablemente, durante al menos una porción de la carrera del montaje de vastago de pistón 12, la cámara secundaria de gas 20 se obtura de la cámara principal de gas 16 por el montaje de junta 21. El alojamiento 14 es un miembro tubular abierto en el extremo con una pared lateral circunferencialmente continua a 30 y una base 32 formada preferentemente en una misma pieza con la pared lateral 30 y que cierra un extremo del alojamiento 14. Una superficie interior 34 del alojamiento 14 tiene una ranura anular 36 que proporciona un reborde o superficie de paro para un retenedor de anillo de alambre 38. Para admitir gas hacia la cámara principal de gas 16, una válvula llenadora 39 se recibe en un conducto '40 en la base 32 o en otra parte en el alojamiento 14. Para facilitar el montaje y colocación del muelle de gas 10, ranuras circunferenciales, separadas, 41, 42 se encuentran formadas en el exterior del muelle de gas 10. El montaje de vastago de pistón 12 comprende un vastago de pistón alargado, en general cilindrico, 18, un anillo retenedor divisor 44 recibido en una ranura 48 en el vastago de pistón 18 y un manguito anular 46 sobre el anillo 44 y portado por el vastago de pistón 18 para el movimiento conjunto con el mismo. Como se muestra en la figura 4, el manguito 46 está retenido sobre el vastago por un anillo divisor 52 recibido en una ranura en el vastago de pistón 18 y apoyada sobre un reborde 54 de una cavidad que se encuentra en el manguito 46. El vastago de pistón 18 se extiende hacia afuera del extremo abierto del alojamiento 14 y preferentemente inclusive si se encuentra en su posición totalmente retraída, tal como se muestra en la figura 1, se extiende ligeramente por encima o más allá del extremo abierto del alojamiento 14 para prevenir que el pistón de prensa o el anillo abrazadera se acoplen al aloj amiento . El anillo retenedor 44 es un anillo divisor anular que tiene un reborde que se extiende radialmente hacia dentro 56 construido para ser recibido estrechamente dentro de la ranura 48 del vastago de pistón 18 para retener el anillo 44 sobre el vastago de pistón 18. Una ranura circunferencial 18 alrededor del exterior del anillo 44 recibe preferentemente un anillo posterior guía, anular 60 que se acopla por deslizamiento a la superficie interior 34 del alojamiento 14 para guiar el montaje de vastago de pistón 12, para que realice el movimiento alternativo axial dentro del alojamiento 14. El anillo 44 tiene preferentemente una cara en general plana 62 sobre la cual se recibe el manguito 46. El manguito 46 es preferentemente en general anular, con una pared lateral en general cilindrica, que tiene una ranura 66 formada en su superficie interior construida para recibir un miembro obturador 68, tal como un anillo toroidal, para proporcionar una junta hermética al gas entre el manguito 46 y el vastago de pistón 18. Un extremo de diámetro reducido 70 del manguito 46 define un reborde que se extiende radialmente hacia afuera 72 adaptado para acoplar el retenedor 26 y limitar el movimiento del montaje de vastago de pistón 12. Una ranura circunferencial 74 formada en una base de diámetro agrandado 76 del manguito 46 recibe un miembro obturador 78 tal como una anillo toroidal. Como mejor se muestra en la figura 12, el reborde 25 tiene muescas 77 en al menos uno, y preferente en múltiples lugares, para prevenir nuevamente la obturación de anillo toroidal 78 sobre la carrera de regreso del muelle de gas. El anillo toroidal 78 se extiende preferentemente radialmente hacia afuera desde el exterior de la base 76 y define una segunda superficie obturadora 24 construida para moverse telescópicamente dentro y acoplarse a la primera superficie obturadora 22 para proporcionar una junta hermética al gas entre las mismas. Una válvula de retención 80 permite selectivamente el flujo de gas a través de un conducto 82 en el manguito 46 para permitir que el gas presurizado entre a la cámara secundaria de gas 20 cuando la cámara principal de gas 16 se rellene inicialmente con el gas presurizado y el montaje de vastago de pistón 12 se mueve hacia su posición extendida proporcionando la junta hermética al gas entre las superficies obturadoras 22, 24. Permitir que el gas presurizado fluya hacia la cámara secundaria de gas 20 se previene que se desarrolle una presión de gas en la cámara secundaria de gas 20 durante la carrera inicial del montaje de vastago de pistón 12, la cual es menor que la presión del gas en la cámara principal 16. Si el gas presurizado se adiciona al muelle de gas cuando el montaje de vastago de pistón 12 está en su posición retraída, la válvula de retención 80 no se requiere, ya que las superficies obturadoras 22, 24 no están acopladas y el gas puede fluir a través de las cámaras de gas principal y secundaria 16, 20. El retenedor 26 tiene un agujero 84 a través del cual se recibe el vastago de pistón 18, un primer agujero escariado 86 que define en parte la cámara secundaria de gas 20 cuando las superficies obturadoras 22, 24 proporcionan la junta hermética al gas, un segundo agujero escariado 88 que proporciona espacio libre para recibir el extremo 70 del manguito 46, y un tercer agujero escariado 90 que define la primera superficie obturadora circunferencial 22 que puede acoplarse con la segunda superficie obturadora 24 del manguito 46. Una compresión y entrada, suave y controlada, de la junta 24 dentro de la superficie obturadora cilindrica 22 y la salida de la misma, es proporcionada por una superficie ahusada o acampanada, adyacente, radialmente hacia afuera, 91. Un extremo de diámetro reducido 92 formado en un extremo del retenedor 26 proporciona un reborde anular 94 que se extiende, en general, radialmente hacia afuera, adaptado para acoplar al anillo de retención, divisor, 38, recibido dentro de la ranura 36 del alojamiento 14 para sostener el retenedor 26 dentro del alojamiento 14. una segunda ranura circunferencial 96 en el exterior del retenedor, recibe un miembro obturador, tal como un anillo toroidal 98 para proporcionar una junta hermética al gas, entre el retenedor 26 y el alojamiento 14. Deseablemente, una junta anular, circunferencialmente continua, 100, es recibida dentro del primer agujero escariado 86 del retenedor 26 y tiene un diámetro interior ligeramente menor que el diámetro exterior del vastago de pistón 18 para proporcionar una junta hermética al gas entre los mismos. Un cojinete 102 es recibido en otro agujero escariado 104 del retenedor 26, axialmente hacia afuera del miembro obturador 100, para acoplar deslizablemente y guiar el vastago de pistón 18 a medida que se mueve alternativamente. Un limpiador, anular, circunferencialmente continuo 106 es recibido en una cavidad afuera del cojinete 102 para retirar los contaminantes del vastago de pistón 18 y con ello prevenir que los muelles de gas 10 se contaminen o atasquen. En el uso, típicamente uno o usualmente una pluralidad de muelles de gas 10 son recibidos en un montaje de troquel, en donde un anillo de sujeción o anillo abrazadera, para la pieza de trabajo, descansa sobre los extremos del los vastagos extendidos 18 de los muelles de gas. El montaje de troquel es recibido en una prensa con un troquel unido a la plataforma y el otro troquel unido al pistón de la prensa. La prensa puede tener un cigüeñal excéntrico, articulado, y engranajes articulados, u otro mecanismo mecánico que impulse el pistón. Cuando el pistón de la prensa avanza desde su posición totalmente retraída, el anillo abrazadera es empujado por los muelles de gas, para entrar en acoplamiento con el blanco metálico que va a formarse, y luego los vastagos de los muelles de gas son retraídos cuando los troqueles se mueven hacia su posición totalmente cerrada, para formar o estampar el blanco y formar una parte cuando el pistón de la prensa se mueve hacia su posición totalmente extendida. Este movimiento del pistón de la prensa, hasta su posición totalmente extendida, durante su carrera para el formado, desplaza el montaje de vastago de pistón 12 hacia la base 32 del alojamiento 14 contra la fuerza del gas presurizado que se encuentra en la cámara principal de gas 16 que actúa sobre el montaje de vastago de pistón 12. Deseablemente, el pistón de la prensa alcanzará su posición totalmente extendida, antes que el montaje de vastago de pistón 12 toque fondo sobre el alojamiento 14 para prevenir daño al muelle de gas 10. Con el montaje de vastago de pistón 12 en su posición totalmente retraída, tal como se muestra en la figura 1, las cámaras principal y secundaria 16 y 20 se comunican entre sí y todo el gas contenido dentro del muelle de gas 10 se encuentra a la misma presión, efecti amente existe solamente una cámara de gas, y el gas es capaz de fluir alrededor del manguito 46 y entre el manguito 46 y el retenedor 26. Cuando el pistón de la prensa comienza su carrera de regreso, el montaje de vastago de pistón 12 se mueve hacia su posición extendida, debido a la fuerza del gas que actúa sobre el montaje de vastago de pistón 12. Inicialmente, tal como se muestra en la figura 11, cuando el montaje de vastago de pistón 12 está en su posición retraída y hasta que se forma la junta, las cámaras principal y secundaria 16 y 20 se comunican entre si y por lo tanto, existe la presión de un gas en el muelle de gas 10. En un punto en la carrera de regreso del montaje de vastago de pistón 12, cuando el montaje de vastago de pistón 12 se mueve desde su posición retraída hacia su posición totalmente extendida, el anillo toroidal 78 portado por el manguito 46 (que define la segunda superficie obturadora 24) se mueve telescópicamente adentro y se acopla deslizablemente y obtura, con la segunda superficie obturadora 22 del retenedor 26 para proporcionar una junta hermética al gas entre los mismos. La junta hermética al gas cierra la cámara secundaria de gas 20 de la cámara principal de gas 16. Inicialmente, el gas que se encuentra en cada cámara 16, 20 se encuentra a la misma presión, de manera tal que no existe diferencial de presión a través de la junta 78. El gas atrapado en la cámara secundaria de gas 20 es comprimido cuando el montaje de vastago de pistón 12 se mueve y avanza adicionalmente hacia su posición totalmente extendida, para incrementar con ello la presión del gas que se encuentra en la cámara secundaria de gas 20. El gas en la cámara secundaria de gas 20 actúa sobre un área superficial, significativamente más pequeña, del montaje de vastago de pistón 12 que su área superficial sobre la cual actúa el gas que se encuentra en la cámara principal. Por lo tanto, se necesita una presión del gas, significativamente mayor, en la cámara secundaria de gas 20 para equilibrar las fuerzas opuestas que actúan sobre el montaje de vastago de pistón 12. El muelle de gas 10 está construido de manera tal que cuando el montaje de vastago de pistón 12 está en su posición extendida, de manera tal que la cámara secundaria de gas 20 tenga su mínimo volumen, la presión del gas en la cámara secundaria de gas 20 sea mayor que la presión del gas en la cámara principal de gas 16. Deseablemente, la presión del gas en la cámara secundaria 20 es lo suficientemente mayor que la presión del gas en la cámara principal 16 de forma tal que la fuerza sobre el montaje de vastago de pistón 12, producida por el gas en la cámara secundaria obturada 20 es únicamente ligeramente menor que la fuerza opuesta sobre el montaje de vastago de pistón producida por el gas en la cámara principal 16. La fuerza neta resultante, relativamente pequeña, desvía el montaje de vastago de pistón 12 hasta su posición totalmente extendida, de manera tal que el manguito 46 se acopla al retenedor 26 para localizar, de manera exacta y consistente, el montaje de vastago de pistón 18 totalmente extendido . Cuando el montaje de vastago de pistón 12 está es su posición totalmente extendida, esta fuerza neta, relativamente pequeña, producida por el gas comprimido en la cámara secundaria hermética 20, permite que el pistón de prensa, cuando avanza inicialmente desde su posición totalmente retraída, para mover inicialmente el vastago de pistón, desde su posición totalmente extendida hasta su posición retraída, con una fuerza relativamente pequeña, reduciendo por ello, en gran medida, la entrada o carga inicial máxima sobre el pistón de prensa, producida por los muelles de gas. La figura 9 ilustra la fuerza neta como una función del desplazamiento o recorrido del montaje de vastago de pistón 12 de una modalidad práctica de un muelle de gas 10. Una comparación con la figura 10 de la fuerza neta como una función del recorrido del vastago de pistón, de un muelle de gas, de la técnica anterior, convencional, que produce la misma fuerza máxima, ilustra la dramática diferencia en la curva y características de fuerza neta durante el primer y los últimos 4 mm del recorrido del vastago de pistón de sus carreras de retracción y regreso. La figura 11 ilustra la presión del gas en la cámara secundaria 20 y en la cámara principal 16 de la modalidad práctica del muelle de gas 10 de la figura 9, como una función del grado del recorrido desplazamiento del montaje de vastago de pistón, desde su posición totalmente extendida. La presión máxima del gas comprimido, en la cámara secundaria hermética 20 es de aproximadamente 4100 psi cuando el montaje de vastago de pistón 12 se encuentra en su posición totalmente extendida, y la presión del gas en la cámara principal para gas 16 es de aproximadamente 2200 psi. Notoriamente, cuando la obturación entre la superficie 22, 24 se inicia y también inmediatamente antes de cuando se finaliza, la presión del gas en las cámaras para gas separadas 16, 20 es la misma, de manera tal que no existe fuerza diferencial a través de la junta 78. Esto reduce el desgaste y prolonga la vida del muelle de gas. Deseablemente, un volumen, relativamente pequeño del gas, es atrapado y comprimido en la cámara secundaria de gas 20 obturada, para limitar el calor generado en el muelle de gas 10. En todo caso, la carrera subsecuente del montaje de vastago de pistón 12 hacia su posición retraída, incrementa el volumen de la cámara secundaria para gas 20 y por ello enfría el gas que estaba atrapado en la cámara secundaria para gas 20. Por lo tanto, el muelle de gas 10 de esta invención, no genera significativamente más calor en uso que los muelles de gas convencionales. Limitando el máximo calor del muelle de gas 10 es necesario evitar la degradación de las juntas del muelle de gas 10. Como se muestra en la figura 9, la fuerza neta reducida, sobre el montaje de vastago de pistón 12, cuando se encuentra en su posición extendida, requiere que una prensa produzca una fuerza' mínima correspondiente para desplazar inicialmente el montaje de vastago de pistón 12 desde su posición extendida hacia su posición retraída. Una comparación de las figuras 9 y 10 muestra también que la fuerza neta se incrementa de manera más gradual a través de una carrera mayor del vastago o mayor período de tiempo que en los muelles de gas de la técnica anterior. Esto reduce o elimina, en gran medida, la gran fuerza de impacto o impulso sobre la prensa, durante el acoplamiento inicial, sin liberación o desacoplamiento del vastago de pistón 18 para eliminar el daño a la prensa y al muelle de gas 10 debido a esta fuerza de impacto o impulso. Además, se cree que la fuerza reducida aplicada a la prensa, cuando la prensa se desacopla del vastago de pistón 18 sobre la carrera de regreso de la prensa, reduce la vibración o cascabeleo de una pieza de trabajo formada, sobre el troquel, reduciendo la vibración o cascabeleo de un anillo de estiramiento o anillo de sujeción, entre la pieza de trabajo y el vastago de pistón 18. Durante el movimiento del montaje de vastago de pistón 12 desde su posición extendida hasta su posición retraída, y después que se finaliza la obturación entre las superficies obturadoras 22, 24, de manera tal de que exista una sola presión del gas en el muelle de gas 10, el muelle de gas 10 funciona substancialmente como un muelle de gas convencional 10 por el resto de esta carrera y por la carrera de regreso, hasta que la obturación se inicia una vez más, nuevamente, entre las superficies obturadoras 22 y 24. La estructura 21' de un montaje obturador alternativo, se muestra en la figura 6, el cual tiene una junta deslizante exterior 120 y un anillo desviador interior tal como un anillo toroidal 122 recibido en la ranura 74 del manguito 46. La junta 120 puede ser de un material de uretano apropiado, y cuando se aplica la obturación, el anillo toroidal se comprime para empujar la junta 120 radialmente hacia fuera para entrar en un acoplamiento de obturación firme, con la superficie 22. Como una alternativa, tal como se muestra en la figura 7, el vastago de pistón 18, el manguito 46 y el anillo retenedor 44 se encuentran formados integralmente como una sola unidad 124. Como otra alternativa, como se muestra en la figura 8, una primera superficie obturadora 22 se puede formar en el alojamiento 14 lo cual se opone a ser una porción del retenedor 26 como en el muelle de gas 10 de la modalidad preferida. Se apreciará que aún otras alternativas y modalidades de esta invención serán fácilmente evidentes para aquellos experimentados en la técnica, y que no se apartarán del espíritu y alcance de esta invención tal como se encuentran definidos por las reivindicaciones siguientes. Por ejemplo, se pueden usar una o más válvulas para cerrar la cámara secundaria de gas 20 durante una porción de la carrera del muelle de gas, con un asiento de válvula que defina una superficie obturadora y una cabeza de válvula que defina la otra superficie obturadora.

Segunda Modalidad Las figuras 13-19 ilustran una segunda modalidad de un muelle de gas 200 de conformidad con la presente invención, que tiene un manguito anular modificado 202 pero que de otra manera es substancialmente idéntico al muelle de gas 10 de la primera modalidad, en donde a las partes iguales se les dan números de referencia similares. El manguito 202 tiene una ranura anular 204 en la cual se recibe un anillo toroidal 206 de un segundo montaje de junta telescópica 208. Uno o más orificios 210 permiten un flujo de gas a través de los mismos, para reducir el diferencial de presión a través del anillo toroidal 206 en una manera controlada, según se desee. Uno o más conductos de flujo 212 se encuentran también formados a través de una porción 213 del manguito 202, que se extiende radialmente hacia fuera, en la que se recibe el anillo toroidal 206 y se permite el flujo de gas selectivamente a través de estos conductos 212. Como se muestra en la figura 14, cuando el montaje de vastago de pistón 12' se mueve desde su posición extendida hacia su posición retraída, el anillo toroidal 206 se separa de una entrada 224 de cada uno de los conductos de flujo 212 para permitir un flujo de gas relativamente libre a través de los conductos 212 y a través del montaje de junta 208 para reducir o eliminar cualquier diferencial de presión a través del montaje de junta 208 durante 'esta carrera del montaje de vastago de pistón 12' . Sin embargo, como se muestra en la figura 17, al menos durante una poción de la carrera de regreso del montaje de vastago de pistón 12', a medida que se mueve de regreso hacia su posición extendida, el anillo toroidal 206 se desplaza dentro de su ranura 204 y bloquea y obtura la entrada 224 de los conductos de flujo 212 para prevenir el flujo de gas a través del montaje de junta 208 para permitir que se forme un diferencial de presión a través del montaje de junta 208, según se desee, para controlar la velocidad del movimiento del montaje de vastago de pistón 12' hasta su posición totalmente extendida. De esta manera, el anillo toroidal 206 actúa tanto como una junta como una válvula que controla el flujo de gas entre las cámaras para gas. Alternativamente, el anillo toroidal 206 puede proporcionar únicamente una junta entre el retenedor 26' y la pared lateral 30 del alojamiento, mientras que una válvula de retensión, proporcionada por separado, colocada en los conductos de flujo 212, que puede ser substancialmente de cualquier construcción, que incluye un arreglo de bola desviada, controla el flujo que pasa en una manera similar. El retenedor 26' está también preferentemente modificado y tiene un primer agujero escariado 214 en el cual se reside una junta anular 100 para prevenir la fuga de gas hacia fuera del muelle de gas 200 y que define una superficie obturadora cilindrica 216 acoplada por el anillo toroidal 206 durante una porción del movimiento del montaje de vastago de pistón 12' . Una porción de rampa radialmente ahusada 218 proporciona una compresión suave y controlada y la entrada del anillo toroidal 206 dentro de la superficie obturada cilindrica 216 y la salida de la misma, como mejor se muestra en las figuras 17 y 18. Un segundo agujero escariado 220 define un reborde 222 acoplado por un reborde correspondiente 72 del manguito 202 para limitar el movimiento del montaje de vastago de pistón 12' y para definir la posición totalmente extendida del montaje de vastago de pistón 12 ' . En el muelle de gas 200, el segundo montaje de junta telescópica 208 está separado del primer montaje de junta telescópica 21 para definir cámaras de gas presurizadas en cada lado del segundo montaje de junta 208 y por ello controlar el movimiento del montaje de vastago de pistón 12' al menos cuando se encuentre adyacente y regresando a su posición extendida. El segundo montaje de junta 208 comprende el anillo toroidal 206 recibido en la ranura 204 formada en el manguito anular 202 y la superficie obturadora 216 del retenedor 26' que cuando se acoplan entre sí, proporcionan una junta hermética al gas que al menos separa substancialmente el gas, en cámaras que se encuentran sobre los lados opuestos del anillo toroidal 206. Como se muestra en la figura 13, cuando el montaje de vastago de pistón 12' se encuentra descansando en su posición totalmente extendida, el primer montaje obturador 21 separa las cámaras principal y secundaria de gas 16, 20 entre sí. En este muelle de gas 200, una tercera cámara de gas 230 está definida sobre el lado opuesto del segundo montaje obturador 208 a partir de la cámara secundaria de gas 20 y se comunica con la cámara secundaria de gas 20 a través de los conductos de flujo 212 y los orificios 210. Como se muestra en la figura 14, cuando el montaje de vastago de pistón 12' se desplaza hacia su posición retraída, la cámara secundaria de gas 20 permanece separada de la cámara principal de gas 16 durante al menos una porción de esta carrera del montaje de vastago de pistón 12' y el gas que se encuentra dentro de la cámara secundaria de gas 20 fluye de manera relativamente libre a través de los conductos de flujo 212 hacia la tercera cámara de gas 230 para mantener la segunda y tercera cámaras de gas 20, 230 a la misma presión. Como se muestra en la figura 15, cuando el montaje de vastago de pistón 12' se mueve adicionalmente hacia su posición retraída, el anillo toroidal 78 se llega a separar de su superficie obturadora 22 de manera tal que la cámara secundaria de gas 20 sea abierta a la cámara principal de gas 16 para, en efecto, definir una sola cámara de gas. Adicionalmente, aunque el anillo toroidal 206 permanezca en contacto con su superficie obturadora correspondiente 216, los conductos de flujo 212 permanecen abiertos de manera tal que la tercera cámara de gas 230 se comunica también tanto con la primera como con la segunda cámara de gas. Finalmente, tal como se muestra en la figura 16, cuando el montaje de vastago de pistón 12' alcanza su posición totalmente retraída, el segundo anillo toroidal 206 se separa de su superficie obturadora correspondiente 216 de manera tal que existe esencialmente una sola cámara de gas a través del muelle de gas 200 en donde todo el gas que se encuentra en la misma está a la misma pres ion . Cuando el anillo toroidal 78 del primer montaje obturador 21 se separa de su superficie obturadora correspondiente 22, de manera que todo el gas que se encuentra el muelle de gas 200 está esencialmente a la misma presión, el muelle de gas 200 funciona esencialmente como un muelle de gas convencional por el resto de su movimiento hacia su posición retraída y durante la porción inicial de su carrera de regreso hasta que el anillo toroidal 78 se acopla a su superficie obturadora correspondiente 22. Por lo tanto, durante la carrera del montaje de vastago de pistón 12' desde su posición extendida hasta su posición retraída, el muelle de gas 200 funciona esencialmente igual que muelle de gas para reducir la fuerza inicialmente requerida para desplazar el montaje de vastago de pistón 12' hacia su posición retraída, tal como se describe con referencia al muelle de gas 10. Como se muestra en la figura 17, el anillo toroidal 206 del segundo montaje obturador 208 se acopla a su porción acampanada o de rampa, correspondiente, 218, de su superficie obturadora 216, el anillo toroidal 206 se desplaza dentro de su ranura 204 para bloquear los conductos de flujo 212. La junta entre el anillo toroidal 206 y la superficie obturadora 216 define la tercera cámara de gas 230 y separa el gas en la misma del gas restante que se encuentra en el muelle de gas 200 con la excepción que los orificios 210 permanecen abiertos para proporcionar una purga o flujo de gas controlado desde la tercera cámara de gas 230 hasta la segunda cámara de gas 20. El flujo del gas a través de los orificios 210 es restringido lo suficiente de manera tal que el movimiento continuo del montaje de vastago de pistón 12' hacia su posición extendida, tal como se muestra en la figura 19, comprime el gas en la tercera cámara de gas 230 incrementando por ello la presión en la tercera cámara de gas 230 y la fuerza que actúa sobre el manguito 202, correspondiente, del montaje de vastago de pistón 12' para reducir la velocidad con la cual regresa el montaje de vastago de pistón 12' hasta su posición totalmente extendida. Notoriamente, el volumen de la cámara secundaria de gas 20 está fijo en este muelle de gas 200. La presión en la cámara secundaria de gas 20 se incrementa cuando el gas comprimido en la tercera cámara de gas 230, que se encuentra a mayor presión cuando es comprimido durante la carrera de regreso, se purga a través de los orificios 210 hacia la cámara secundaria de gas 20. Deseablemente, el montaje de vastago de pistón 12' regresará a su posición totalmente extendida, de manera más lenta que la velocidad con la cual se retira la fuerza del pistón de prensa, del mismo, de manera tal que el anillo de sujeción, la pieza de trabajo que se encuentra sobre el anillo de sujeción y el montaje de vastago de pistón 12' se separen y regresen de manera más lenta que el pistón de prensa que regresa. Deseablemente esto reduce o elimina el rebote del anillo de sujeción y de la pieza de trabajo, cuando el montaje de vastago de pistón 12' alcanza su posición totalmente extendida. Además, esto reduce en gran medida el impacto del reborde del manguito 202 con el reborde 72 del retenedor 26' para reducir en gran medida el ruido del muelle de gas 200 cuando se usa y para prolongar la vida del manguito 202, del retenedor 26' y del muelle de gas 200 en general, reduciendo la fuerza de este impacto . Cuando el montaje de vastago de pistón 12' ha viajado lo suficiente hacia su posición extendida, el anillo toroidal 78 del primer montaje obturador 21 se acoplará a su superficie obturadora correspondiente 22 para separar la segunda cámara de gas 20 de la cámara principal de gas 16 en la misma manera que se describió para el muelle de gas 10. Después de que el montaje de vastago de pistón 12' regresa a su posición totalmente extendida, la presión del gas en la tercera cámara de gas 230 puede ser la misma que en la segunda cámara de gas 20 dependiendo del número y tamaño de los orificios 210, antes de comenzar el próximo ciclo del muelle de gas 200-. En todo caso, con el movimiento inicial del montaje de vastago de pistón 12' hacia su posición retraída, el anillo toroidal 206 será desplazado dentro de su ranura 204 en el manguito 202 para abrir los conductos de flujo 212 y permitir un flujo relativamente libre del gas, entre la segunda y tercera cámaras de gas 20, 230 para igualar la presión del gas en las mismas. Como se muestra en la figura 20, en un muelle de gas convencional 250, se requiere de una gran fuerza para desplazar inicialmente el vastago de pistón del muelle de gas 250. Por lo tanto, el acoplamiento inicial del pistón de prensa con el vastago de pistón, da por resultado un impacto de gran fuerza o pico 252 como se describió con referencia al muelle de gas 10 de esta invención. El desplazamiento adicional del vastago de pistón hacia su posición retraída, incrementa la fuerza del gas sobre el vastago de pistón tal como se muestra en la porción lineal 254. El subsecuente movimiento de regreso del vastago de pistón hacia su posición extendida, reduce la fuerza del gas sobre el vastago, tal como se muestra en 256, hasta que el movimiento del vastago de pistón es detenido abruptamente por el acoplamiento entre metal y metal, dentro del muelle de gas, el cual es un evento de impacto relativamente grande, y ruidoso. Este paro abrupto causa también que el anillo de sujeción y la pieza de trabajo formada sobre el mismo, reboten y puedan causar daño y mala alineación de la pieza de trabajo. El vastago de pistón regresa tan rápido como el pistón de prensa es retraído bajo la fuerza relativamente grande del gas que actúa sobre el vastago de pistón. Esta gran fuerza dentro del muelle de gas y que actúa sobre el vastago de pistón, causa también el impacto, de fuerza relativamente grande, de la colisión de metal con metal, dentro del muelle de gas, lo cual detiene el movimiento del muelle de gas y define su posición extendida. En comparación, el muelle de gas 200 requiere de una fuerza relativamente baja para desplazar inicialmente el montaje de vastago de pistón 12' debido al reducido diferencial de presión a través del montaje de vastago de pistón, tal como se describió con mayor detalle con respecto al muelle de gas 10. El recorrido inicial del montaje de vastago de pistón, aumenta gradualmente la fuerza requerida para desplazar el montaje de vastago de pistón tal como se muestra mediante la línea 258, para prevenir cualquier pico o incremento rápido en la fuerza, tal como ' en un muelle de gas convencional. Después de que se finaliza la junta creada por el primer montaje obturador 21, el muelle de gas funciona substancialmente igual que el muelle de gas convencional, con una fuerza creciente a través del recorrido continuo del vastago de pistón hasta su posición totalmente retraída, tal como se indica mediante la línea 260, y una fuerza decreciente a través de la carrera de regreso inicial, mostrado en 262, hasta que la junta del segundo montaje obturador 208 sea creada para con ello atrapar esencialmente el gas dentro de la tercera cámara 230 e incrementar su presión hasta el movimiento adicional del montaje de vastago de pistón 12' hacia su posición extendida, tal como se muestra en la línea 264. La creciente presión dentro de la tercera • cámara 230 que también es purgada hacia la segunda cámara 20, produce una fuerza neta reducida a través del montaje de vastago de pistón 12'. La fuerza reducida a través del montaje de vastago de pistón 12' disminuye la velocidad del recorrido del montaje de vastago de pistón 12' hacia su posición extendida, como una función del diferencial de presión a través del montaje de vastago de pistón 12' . Por lo tanto, de conformidad con esta segunda modalidad de la invención, el muelle de gas 200 proporciona una velocidad reducida de la carrera de regreso del montaje de vastago de pistón 12' durante al menos una porción posterior de la carrera de regreso y requiere también de una fuerza reducida para iniciar el desplazamiento del montaje de vastago de pistón 12' . Esto reduce en gran medida el ruido de la prensa y del muelle de gas 200 durante el uso, prolonga la vida de la prensa y del muelle de gas, y evita el daño a la pieza de trabajo y evita los problemas de manipulación debido a la mala alineación y rebote de la pieza de trabajo después de finalizar la carrera de regreso del muelle de gas . Para facilitar una realización de ciclo relativamente rápida, del muelle de gas 200, el anillo toroidal está formado preferentemente de un material resistente a la degradación, mediante un calentamiento relativamente elevado que exceda potencialmente 130 °C. El material de la junta está formado preferentemente de un material de poliuretano que tiene alta resistencia a la abrasión y una dureza de al menos 90 en la escala Shore A. Estas características prolongarán la vida de la junta y permitirán una rápida velocidad del ciclo, pero se pueden usar otros materiales con otras propiedades. También, el anillo toroidal 206 puede estar construido para retener o prevenir el flujo únicamente en una dirección sin ser desplazado de su ranura 204, incorporando una aleta u otra característica de diseño que cierre las entradas 224 cuando se actúe sobre las mismas por una presión neta de gas, en una dirección, y que sea desplazado de sus entradas 224 para permitir el flujo de gas a través de las mismas, cuando se actúe con una presión neta de gas en otra dirección. Una modalidad alternativa, preferida en la presente, se muestra en la figura 19, para controlar y limitar el calentamiento localizado en el muelle de gas 200 del anillo toroidal 206 y adyacente al mismo, que interconecta los conductos de transferencia 208, 282 y 284 que están formados en el vastago de pistón 18. Los conductos permiten un flujo libre de gas entre la segunda y terceras cámaras de gas 20, 230 en la misma manera que en los orificios 206, y pueden ser proporcionados además de, o preferentemente, en lugar de los orificios 210 tal como se muestra en la figura 19. Los conductos 280 se abren en un extremo entre la junta 100 y el montaje de junta 208 para comunicarse con la tercera cámara de gas 230 y se abren en su otro extremo hacia el conducto 282. Deseablemente, se proporciona una restricción 286 entre estos conductos 280, 282 para controlar y limitar el flujo de gas que pasa pro los mismos. Por facilidad de la fabricación, el conducto 282 se extiende, en general, transversal al conducto 280 y comunica el conducto 280 con el conducto 284 que preferentemente también se extiende transversal al conducto 282. El conducto 282 puede formarse mediante perforación (o cualquier otro método) a través del extremo del vastago de pistón 18 y un tapón 288 cierra el extremo del conducto 282 para prevenir el flujo de gas directamente entre el conducto 282 y la cámara principal de gas 16. El conducto 288 puede extenderse completamente a través del vastago de pistón 18 y comunica entre el primer y segundo montajes obturadores 21 y 208 a través de los agujeros 290 a través del manguito 202, para comunicar con la segunda cámara de gas 20. Por consiguiente, los conductos 280, 282, 284 permiten un flujo de gas a través del segundo montaje de junta 208 que está controlado por la restricción 286. De esta manera, los conductos 280, 282, 284 funcionan en la misma manera general que los orificios 210 y se usan preferentemente en lugar de los orificios 210. Deseablemente, los conductos encaminan el flujo de gas controlado lejos de las áreas del manguito 202 que contienen el anillo toroidal 206 para limitar la formación de calor cerca del anillo toroidal 206. Esta temperatura reducida o limitada, en el anillo toroidal 206, permite un tiempo más rápido del ciclo para el muelle de gas 200 sin efecto negativo sobre sus juntas. Además, como se muestra en la figura 19, uno o más tubos isotérmicos 292, pueden estar colocados en agujeros ciegos complementarios 294 en el vastago de pistón 18 para mejorar la transferencia de calor hacia la parte superior del vastago de pistón y posteriormente, hacia afuera del muelle de gas 200. Deseablemente, esto proporciona enfriamiento adicional o la limitación de la formación de calor, para permitir aún una formación de ciclo más rápida del muelle de gas 200. Los tubos isotérmicos 292 son varillas alargadas, en general tubulares, formadas de un material que tiene alta conductividad térmica, cerradas en ambos extremos, que contienen una cantidad de un líquido de trabajo a una presión controlada y una mecha trenzada central. Cuando el líquido que se encuentra en un extremo del tubo isotérmico 292 alcanza cierta temperatura, se evapora y sube por el tubo isotérmico. El tubo isotérmico 292 está diseñado y colocado de manera tal que exista una diferencia de temperatura suficiente entre sus extremos, para permitir que el fluido de trabajo evaporado se vuelva a condensar en el otro extremo, para disipar en ello el calor en esta transformación 5 de fase. El fluido de trabajo condensado regresa a través de la mecha trenzada para comenzar otro ciclo. Un tubo isotérmico adecuado 292 se encuentra comercialmente disponible de Thermacore, Inc. de Lancaster, PA.

TERCERA MODALIDAD Como se muestra en la figura 21, una tercera modalidad de un muelle de gas 300 puede tener únicamente el segundo montaje obturador 208 para reducir la velocidad el montaje de vastago de pistón 12" cuando se mueva adyacente y hacia su posición totalmente extendida, sin montaje obturador alguno 21 para proporcionar la fuerza neta reducida a través del montaje de vastago de pistón 12" en su posición totalmente extendida, tal como se describe con mayor detalle con respecto al muelle de gas 10. Deseablemente, como se describió con referencia al muelle de gas 200, el anillo toroidal 206 es desplazado con el acoplamiento con su superficie obturadora 216 para bloquear los conductos de flujo 212 y definir una cámara de gas 302 separada del gas restante que se encuentra en el muelle de gas 300 para controlar la velocidad de regreso del montaje de vastago de pistón 12" hasta su posición extendida. Los orificios 210 purgan el gas a alta presión hacia la cámara principal de gas 16 a una velocidad controlada. En todo caso, en la carrera descendente, o el movimiento del montaje de vastago de pistón, desde su posición extendida hasta su posición retraída, el anillo toroidal 210 es desplazado para abrir los conductos de flujo 212 de manera tal que todo el gas que se encuentra en el muelle de gas 300 esté esencialmente a la misma presión . Por lo tanto, el muelle de gas 300 puede estar construido para proporcionar una fuerza reducida, requerida para desplazar inicialmente el montaje de vastago de pistón 12" desde su posición totalmente extendida, o puede estar construido para proporcionar únicamente una velocidad de regreso reducida, del montaje de vastago de pistón 12", a través de la menos una porción de su carrera de regreso, o puede estar construido para proporcionar ambas características y las ventajas significativas asociadas con las mismas. Además, los muelles de gas son de un tamaño estándar y se pueden usar en muchas aplicaciones que incluyan sistemas de regreso con corredera para leva mecánica, o en cualquier parte en donde se puedan usar muelles de gas, en general. Deseablemente, los muelles de gas pueden ser autónomos o se pueden usar con un sistema de distribución para controlar el gas suministrado a cada muelle de gas.

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 convencional para la manufactura a que la misma se refiere. Habiéndose descrito la invención como antecede se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes:

Claims (16)

1. RE I I DICACIONES l'. Un muelle de gas, caracterizado porque comprende: un alojamiento; un montaje de vastago de pistón, al menos parcialmente recibido en el alojamiento, para realizar un movimiento alternativo entre posiciones extendidas y retraídas; una cámara principal de gas, definida, al menos en parte, por el alojamiento y el montaje de vastago de pistón; una cámara secundaria de gas, que se comunica libremente con la cámara principal de gas, cuando el montaje de vastago de pistón está totalmente retraído; y una junta, que al menos substancialmente separa la cámara secundaria de gas, de la cámara principal de gas, cuando el montaje de vastago de pistón está totalmente extendido, para comprimir el gas en ese sitio hasta una presión mayor que la del gas que se encuentra en la cámara principal de gas, para reducir, al menos temporalmente, la fuerza neta sobre el montaje de vastago de pistón, con relación a la fuerza neta sobre el montaje de vastago de pistón cuando la cámara secundaria de gas se comunica libremente con la cámara principal de gas.
2. 2. El muelle de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque también comprende un retenedor portado por la envoltura y que se puede acoplar con el montaje de vastago de pistón para mantener al menos una porción del montaje de vastago de pistón y en donde la junta está definida entre una primera superficie obturadora y una segunda superficie obturadora, y la primera superficie obturadora está definida en el retenedor.
3. 3. El muelle de gas de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque también comprende un manguito portado por el montaje de vastago de pistón y que define la segunda superficie obturadora.
4. 4. El muelle de gas de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque también comprende un miembro obturador portado por el manguito, y que define la segunda superficie obturadora.
5. 5. El muelle de gas de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la segunda superficie obturadora es portada por el pi s ton .
6. 6. El muelle de gas de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la primera y segunda superficies obturadoras cooperan para inicialmente definir la junta hermética al gas, en un punto en la carrera del montaje de vastago de pistón, entre sus posiciones extendida y retraída, y en donde la junta hermética al gas se mantiene entre la posición totalmente extendida, del montaje de vastago de pistón, y ese punto.
7. 7. El muelle de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque cuando el montaje de vastago de pistón está en la posición extendida, la presión del gas en la cámara secundaria de gas es mayor que la presión del gas en la cámara principal de gas.
8. 8. El muelle de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque también comprende: al menos un conducto que se comunica, en un extremo, con la cámara secundaria de gas, y en su otro extremo, con la cámara principal de gas; y una válvula que se comunica con el al menos un conducto, y que se puede mover entre una posición abierta, que permite un flujo de gas, esencialmente libre, a través del al menos un conducto, de manera tal que el gas que se encuentra en la cámaras secundaria y principal de gas, está a la misma presión, y una posición cerrada, que al menos restringe substancialmente el flujo de gas a través del al menos un conducto, para permitir, cuando se proporciona la junta, que se genere un diferencial de presión entre las cámaras gas secundaria y principal .
9. 9. El muelle de gas de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque un miembro obturador anular, portado por el montaje de vastago de pistón, define tanto la junta como la válvula .
10. 10. El muelle de gas de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque también comprende al menos un orificio que comunica la cámara secundaria de gas con la cámara principal de gas para permitir un flujo controlado de gas entre las cámaras de gas secundaria y principal.
11. 11. El muelle de gas de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la válvula está construida para cerrar durante al menos una porción del movimiento del montaje de vastago de pistón, desde su posición retraída hasta su posición extendida, de manera tal que cuando se proporciona la junta, el gas que se encuentra en la cámara secundaria de gas, se comprime en respuesta para el movimiento adicional del montaje de vastago de pistón hasta su posición extendida, para reducir la fuerza diferencial a través del montaje de vastago de pistón y con ello reducir la velocidad a la cual se mueve hasta su posición totalmente extendida.
12. 12. El muelle de gas de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque también comprende al menos un conducto de transferencia, que comunica la cámara secundaria de gas con la cámara principal de gas para permitir un flujo controlado de gas entre las cámaras de gas secundaria y principal.
13. 13. El muelle de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque también comprende: una tercera cámara de gas que se comunica con la cámara principal de gas y con la cámara secundaria de gas, cuando el montaje de vastago de pistón está totalmente retraído; una segunda junta separada de esa junta, que al menos separa substancialmente la cámara secundaria de gas de la cámara principal de gas, cuando el montaje de vastago de pistón está totalmente extendido, la segunda junta está dispuesta entre la tercera cámara de gas y la cámara secundaria de gas cuando el montaje de vastago de pistón está adyacente y en su posición totalmente extendida, para permitir que el gas en la tercera cámara de gas sea comprimido durante al menos una porción del movimiento del montaje de vastago de pistón, cuando la segunda junta se proporciona para reducir la fuerza neta sobre el montaje de vastago de pistón con relación a la fuerza neta sobre el montaje de vastago de pistón cuando la tercera cámara de gas y la cámara secundaria de gas se comunican con la cámara principal de gas; un conducto que se comunica en un extremo con la cámara secundaria de gas y en su otro extremo con la tercera cámara de gas; y una válvula que se comunica con el conducto y que se puede mover entre una posición abierta, que permite un flujo de gas, esencialmente libre, a través del conducto, de manera tal que el gas que se encuentra en las cámaras de gas secundaria y tercera, está a la misma presión, y una posición cerrada que restringe, al menos substancialmente, el flujo de gas a través del conducto, para permitir que se genere, cuando se proporciona la segunda junta, un diferencial de presión entre las cámaras de gas secundaria y tercera.
14. 14. El muelle de gas de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque también comprende al menos un orificio que comunica la cámara secundaria de gas con la tercera cámara de gas, y en donde, durante el movimiento del montaje de vastago de pistón hacia su posición retraída, se proporciona inicialmente la segunda junta, para separar la tercera cámara de gas y permitir que el gas que se encuentra en la misma, sea comprimido con el movimiento adicional del montaje de vastago de pistón, después de que se proporciona la segunda junta, y con el movimiento adicional del montaje de vastago de pistón, después de que se proporciona la segunda junta, la junta que separa la cámara secundaria de gas de la cámara principal de gas, cuando el montaje de vastago de pistón está totalmente extendido, se proporciona para separar la cámara secundaria de gas de la cámara principal de gas, para mantener el gas que fluye a través del al menos un orificio, dentro de la cámara secundaria de gas, para proporcionar una presión incrementada del gas, dentro de la cámara secundaria de gas, con relación a la cámara principal de gas.
15. 15. El muelle de gas de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque también comprende al menos un conducto de transferencia que comunica con la cámara secundaria de gas con la tercera cámara de gas, y en donde, durante el movimiento del montaje de vastago de pistón hacia su posición extendida, la segunda junta se proporciona inicialmente para separar la tercera cámara de gas y permitir que el gas que se encuentra en la misma sea comprimido con el movimiento adicional del montaje de vastago de pistón, después de que se proporciona la segunda junta, y con el movimiento adicional del montaje de vastago de pistón después de que se proporciona la segunda junta, la junta que separa la cámara secundaria de gas de la cámara principal de gas, cuando el montaje de vastago de pistón está totalmente extendido, se proporciona para separar la cámara secundaria de gas de la cámara principal de gas, para mantener el gas que fluye a través del al menos un conducto de transferencia, dentro de la cámara secundaria de gas y proporcionar una presión incrementada del gas dentro de la cámara secundaria de gas, con relación a la cámara principal de gas.
16. 16. El muelle de gas de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el montaje de vastago de pistón tiene un vastago de pistón y el al menos un conducto de transferencia se forma, al menos en parte, en el vastago de pistón y se comunica, en un extremo sobre un lado de la segunda junta, y en su otro extremo, sobre el otro lado de la segunda junta. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Un muelle de gas que tiene una cámara de gas, una cámara secundaria de gas y superficies obturadoras, durante una porción de la carrera del vastago de pistón, define una junta hermética entre las mismas para proporcionar dos cámaras de gas separadas, cada una de las cuales proporciona una fuerza que actúa sobre el vastago de pistón, en direcciones opuestas entre sí, para reducir la fuerza neta sobre el vastago de pistón. Cuando el vastago de pistón está cerca de su posición totalmente extendida, las superficies obturadoras proporcionan la junta hermética al gas y la fuerza neta sobre el vastago de pistón es mínima y en la dirección para mover el vastago de pistón hasta su posición totalmente extendida. De esta manera, hasta que las superficies cooperantes se desplazan para finalizar la junta hermética al gas, únicamente se requiere de una ligera fuerza para mover inicialmente el vastago de pistón desde su posición totalmente extendida. Esto reduce, en gran medida, la fuerza de impulso o impacto, impartida al pistón de una prensa, en el accionamiento inicial del vastago de pistón totalmente extendido. También se puede proporcionar un segundo montaje de junta que controle la velocidad a la cual regresa el vastago de pistón hasta su posición totalmente extendida. Después de que se finaliza la junta hermética al gas, el muelle de gas funciona, en general, como un muelle de gas convencional en donde una sola presión de gas actúa sobre el vastago de pistón y desvía el vastago de pistón hacia su posición extendida, contra la fuerza del pistón que lo desplaza.