ES2296153T3 - Martillo hidraulico. - Google Patents

Abstract

Un martillo hidráulico que comprende un alojamiento (10) con un ánima de un cilindro (12) y un manguito de guía (20) para un utensilio de trabajo, un pistón de martillo (15) que asume movimiento alternativo en el ánima del cilindro (12), y una válvula de distribución (31) para dirigir fluido a presión al pistón del martillo (15), cuya válvula de distribución (31) comprende un ánima de válvula (35) con una entrada de fluido a presión (32) que comunica con la fuente de fluido a presión y una salida de fluido a presión (33) que comunica con uno de los lados de accionamiento del pistón del martillo (15), y un elemento de válvula (34) guiado de manera estanca en el ánima de la válvula (35) para controlar el flujo de fluido a presión entre dicha entrada (32) y dicha salida (33), caracterizado porque dicha válvula de control (31) comprende: ¿ un medio de estanquidad primario (45, 46) que incluye un asiento de válvula orientado axialmente (45) en dicho ánima de válvula (35), y una superficie de contacto (46) en dicho elemento de válvula (34) para entrar en contacto de forma estanca con dicho asiento de válvula (45), y ¿ un medio de estanquidad secundario que incluye una superficie envolvente cilíndrica (44) sobre dicho elemento de válvula (34) para conseguir una estanquidad con huelgo con respecto a dicho ánima de válvula (35), en donde dichos medios de estanquidad primario y secundario (45, 46 y 44, 35, respectivamente) están dispuestos en serie para obturar la comunicación de fluido a presión entre dicha entrada (32) y dicha salida (33).

Description

Martillo hidráulico.

La invención se refiere a un martillo hidráulico del tipo que incluye un alojamiento con un ánima cilíndrica y un medio de retención para un utensilio de trabajo, un pistón de martillo guiado en el ánima cilíndrica y una válvula de control para dirigir fluido a presión hacia el pistón del martillo para hacer que el mismo asuma movimiento alternativo en el ánima cilíndrica y aporte golpes del martillo al utensilio de trabajo.

Los martillos hidráulicos de este tipo han sido ya dados a conocer, por ejemplo en GB 1478435. En esta publicación se describe un martillo o dispositivo de percusión en donde la válvula de control está formada como un elemento de manguito que rodea al pistón del martillo. Esta válvula de control de diámetro grande resulta desventajosa ya que es relativamente pesada, lo cual significa que la acción de la válvula es relativamente lenta y la frecuencia del martillo es baja. El diámetro relativamente grande de la válvula también da lugar a grandes huelgos de estanquidad, causando ello un bajo grado de estanquidad de la válvula.

En EP 335 994 A1 se describe un martillo hidráulico según el preámbulo de la reivindicación 1, que tiene una válvula de control de tipo carrete. Debido a su diámetro relativamente pequeño, esta válvula puede ser más ligera y más estanca. Sin embargo, esta válvula también confía en una junta con huelgo para interrumpir la comunicación con uno de los orificios del cilindro. Las juntas con huelgo siempre dependen de las desviaciones de tolerancia y, con el fin de asegurar una válvula de libre desplazamiento, las tolerancias han de estas presentes en el lado grande. Además, a pesar de su diámetro relativamente pequeño, las fugas por holgura en este tipo de válvulas constituye un problema y es causante de una limitación en la eficiencia del martillo.

El objeto principal de la invención consiste en crear un martillo hidráulico que tiene una válvula de distribución con una estanquidad mejorada para lograr una acción más eficiente del martillo. Este objeto se consigue mediante un martillo que tiene las características de la reivindicación 1.

Otros objetos y ventajas de la invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción y reivindicaciones adjuntas.

A continuación se describe una modalidad preferida de la invención con referencia a los dibujos adjuntos.

En los dibujos:

La figura 1 muestra una sección longitudinal a través de un martillo hidráulico de acuerdo con la invención.

La figura 2 muestra, a mayor escala, una sección a través de la válvula de distribución del martillo rompedor de la figura 1.

La figura 3 muestra, a mayor escala, una sección fraccionada a través del dispositivo de manguito usado como utensilio en el martillo rompedor de la figura 1.

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El martillo hidráulico ilustrado en las figuras de los dibujos comprende un alojamiento 10 formado con un hombro de montaje trasero 11 para su acoplamiento a un soporte mecánico tal como el brazo de una excavadora. El alojamiento 10 está provisto de un ánima pasante longitudinal 12 que, en su parte trasera, soporta un manguito cilíndrico 14 para guiar de forma estanca al pistón 15 del martillo. En el extremo trasero del alojamiento 10 está atornillada una cubierta extrema 16 que forma un recinto extremo para el ánima 12. Dicha cubierta extrema 16 está formada como un elemento de una sola pieza con una porción de cuello en forma de tubo 17 que se extiende al interior del ánima 12 y entra en contacto con el extremo trasero del manguito cilíndrico 14. Este último está sujeto en su posición adecuada en el ánima 12 entre la porción de cuello 17 de la cubierta extrema y un hombro 18 del ánima 12. La porción de cuello 17 también forma un medio de guía para el pistón 15 del martillo y porta un anillo de estanquidad 19 para cooperar con el extremo trasero del pistón 15 del martillo.

En su parte delantera, el ánima 12 porta un manguito de guía 20 de un utensilio de trabajo que está destinado a recibir el extremo trasero del utensilio de trabajo (no ilustrado). Para lubricar el manguito 20 está previsto, en su interior, un paso de suministro de lubricante 21 en el alojamiento 10 que, por vía de aberturas radiales 22 a, b en el manguito de guía 20, comunica con el interior del manguito de guía 20. Además, el elemento de guía 20 está provisto de cuatro juntas tóricas 23 a-d en su exterior las cuales tienen dos funciones, concretamente, por vía del acoplamiento friccional con el ánima 12, retener el manguito 20 en el ánima 12, y obturar entre las mismas dos compartimientos anulares 24, 25. Las aberturas radiales 22 a, b del manguito de guía 20 están situadas entre las juntas tóricas 23 a, b y 23 c, d, respectivamente, de manera que el lubricante ha de pasar a través de los compartimientos 24, 25 para llegar a las aberturas radiales 22 a, b y al interior del manguito de guía 20. Véase la figura 3. En consecuencia, los compartimientos 24, 25 están llenos de lubricante (grasa) y, debido a la extensión axial relativa de los compartimientos 24, 25, el lubricante se esparce por una parte sustancial de la superficie exterior del manguito de guía 20, impidiendo con ello el agarrotamiento del manguito de guía 20 con respecto al ánima 12.

El alojamiento 10 presenta un paso de entrada de fluido a presión 28 para suministrar fluido a presión motriz al manguito cilíndrico 14 con el fin de accionar el pistón 15 del martillo en su movimiento alternativo, para aportar golpes a un utensilio de trabajo introducido en el manguito de guía 20. El pistón 15 tiene dos superficies de accionamiento enfrentadas de forma opuesta 29, 30, de las cuales la superficie inferior 30 está conectada de manera continua a la fuente de fluido a presión, mientras que la superficie superior 29 es presurizada de modo intermitente por vía de una válvula de distribución de fluido a presión 31. La válvula de distribución 31 tiene una entrada de fluido 32 que comunica con el paso de entrada de fluido a presión 28, y una salida de fluido 33 que comunica con la superficie de accionamiento superior 29 del pistón 15 del martillo. Además, la válvula de distribución 31 comprende un ánima de válvula 35 y un elemento de válvula 34 guiado de forma estanca en el ánima 35. El elemento de válvula 34 consiste en una porción de guía tubular 36 guiada en el ánima 35, y en una pared extrema 37. En la pared extrema 37 existen aberturas pasantes 38 para conectar el interior de la porción de guía 36 y la entrada de fluido 32 con la superficie exterior de la pared extrema 37. La pared extrema 37 está provista de una porción de activación de menor diámetro 40 que se extiende coaxialmente en una dirección opuesta a la porción de guía 36 y que queda recibida en un ánima de activación 41 presurizada de manera intermitente.

La pared extrema 37 tiene una sección transversal ligeramente más grande que la porción de guía 36 y puesto que el elemento de válvula 34 está abierto por los extremos, la presión del fluido actuará de forma constante sobre el área superficial formada por la porción de guía 36 y, por medio de las aberturas 38, también sobre la superficie exterior de la pared extrema 37. En la posición en donde el ánima de activación 41 está conectada a un tanque, es decir, sin presión que actúe sobre la porción de activación 40, la parte restante de la pared extrema 37 es más pequeña que el área de la porción de guía, dando ello lugar a una fuerza de cierre sobre el elemento de válvula 34. Cuando en lugar de estar presurizada el ánima de activación 41, el área total de la pared extrema 37 más la porción de activación 40 generará una fuerza que dominará a la fuerza generada por la presión que actúa sobre el área de la porción de guía. Esto significa que el elemento de válvula 34 es desplazado a su posición abierta (no ilustrado).

El elemento de válvula 34 se proporciona para controlar la comunicación entre la entrada 32 y la salida 33 y, para esa finalidad, el elemento de válvula 34 está constituido con una doble función de estanquidad, concretamente una junta con huelgo y una junta de asiento. La junta de asiento es la junta principal y está formada por una junta anular 45 en el extremo del ánima 35 en cooperación con una superficie de contacto anular 46 sobre la pared extrema 37. La junta con huelgo es la junta secundaria y está formada por una superficie circunferencial 44 de la pared extrema 37 que coopera con el ánima 35 de la válvula, como se ilustra en la posición cerrada de la válvula, mostrada en la figura 1. Mediante la combinación de una junta con huelgo y una junta de asiento, como se ha descrito anteriormente, se logra un alto grado de estanquidad de la válvula y, por tanto, una alta eficiencia del martillo.

El martillo ilustrado en los dibujos también comprende un acumulador absorbedor de la presión pico 50 que está formado parcialmente por el alojamiento 10 del martillo y parcialmente por una cubierta 51 unida al alojamiento 10. El acumulador 50 comprende una cámara de expansión 52 que, de manera convencional, está dividida por una membrana flexible 53 en un compartimiento de fluido a presión 54 y un compartimiento de colchón de gas 55. La cámara de expansión 52 está definida por una pared interior 57 y una pared exterior 58, en donde la pared exterior 58 está formada por la cubierta 51.

También está previsto un soporte de membrana móvil 59 consistente en una porción de vástago 61 y una cabeza 62 que se acopla con la membrana. Dicha cabeza está situada dentro del compartimiento de fluido a presión 54, mientras que la porción de vástago 61 es guiada de forma desplazable en un ánima de la pared interior 57. Están previstas aberturas 64 en paralelo con la porción de vástago 61 para comunicar el fluido a presión al interior de la cámara de expansión 52, y la cabeza 62 del soporte de membrana 59 está dispuesta para cubrir dichas aberturas 64 a niveles de baja presión cuando la membrana 53 es presionada contra la pared interior 57. Está previsto un resorte 65 para ejercer una fuerza de solicitación sobre el soporte de la membrana 59 en la dirección de la membrana 53. Con el fin de limitar la longitud de la porción de vástago de guía 61, está previsto un medio de tope en forma de una proyección configurada como una protuberancia 66 sobre la pared exterior 58 de la cámara de expansión. Esta proyección 66 está formada íntegramente como un elemento de una sola pieza con la cubierta 51. Este dispositivo limitador del movimiento para el soporte de la membrana 59 es de un diseño sencillo ya que no contiene elementos extra.

Las modalidades de la invención no quedan limitadas por el ejemplo anteriormente descrito, sino que se pueden variar libremente dentro del alcance de las reivindicaciones.

Claims (4)

1. Un martillo hidráulico que comprende un alojamiento (10) con un ánima de un cilindro (12) y un manguito de guía (20) para un utensilio de trabajo, un pistón de martillo (15) que asume movimiento alternativo en el ánima del cilindro (12), y una válvula de distribución (31) para dirigir fluido a presión al pistón del martillo (15), cuya válvula de distribución (31) comprende un ánima de válvula (35) con una entrada de fluido a presión (32) que comunica con la fuente de fluido a presión y una salida de fluido a presión (33) que comunica con uno de los lados de accionamiento del pistón del martillo (15), y un elemento de válvula (34) guiado de manera estanca en el ánima de la válvula (35) para controlar el flujo de fluido a presión entre dicha entrada (32) y dicha salida (33),

caracterizado porque dicha válvula de control (31) comprende:

\bullet un medio de estanquidad primario (45, 46) que incluye un asiento de válvula orientado axialmente (45) en dicho ánima de válvula (35), y una superficie de contacto (46) en dicho elemento de válvula (34) para entrar en contacto de forma estanca con dicho asiento de válvula (45), y

\bullet un medio de estanquidad secundario que incluye una superficie envolvente cilíndrica (44) sobre dicho elemento de válvula (34) para conseguir una estanquidad con huelgo con respecto a dicho ánima de válvula (35),

en donde dichos medios de estanquidad primario y secundario (45, 46 y 44, 35, respectivamente) están dispuestos en serie para obturar la comunicación de fluido a presión entre dicha entrada (32) y dicha salida (33).

2. Un martillo hidráulico según la reivindicación 1, en donde dicho elemento de válvula (34) comprende una porción de guía tubular (36) y una pared extrema transversal (37), dicha superficie de envuelta (44) está formada sobre la periferia de dicha pared extrema (37) y dicha superficie de contacto (46) está ubicada sobre dicha pared extrema (37).

3. Un martillo hidráulico según la reivindicación 2, en donde dicha pared extrema (37) tiene al menos una abertura pasante (38) para comunicar fluido a presión desde el interior de dicha porción de guía tubular (36) hasta dichos medios de estanquidad primario y secundario (45, 46 y 44, 35, respectivamente) y en donde dicha superficie de contacto (46) es de configuración anular y rodea a dichas aberturas (38).

4. Un martillo hidráulico según la reivindicación 2 o 3, en donde dicho elemento de válvula (34) comprende una porción de activación de menor diámetro (40) que se extiende concéntricamente desde dicha pared extrema (37) en una dirección opuesta a dicha porción de guía tubular (36), y en donde dicha porción de activación (40) es guiada de manera estanca en un ánima de activación (41) presurizado de forma intermitente.