ES2316057T3 - Cilindro de trabajo susceptible de bloqueo. - Google Patents

Cilindro de trabajo susceptible de bloqueo. Download PDF

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Abstract

Cilindro de trabajo que se puede bloquear con una carcasa (1) y dentro de la misma se encuentra un pistón (14), el cual es móvil dentro de una cámara de presión principal (36), y desde el cual conduce un tubo de vástago de pistón (13) de la cámara de presión principal (36), en cuyo caso por dentro del pistón (14) o bien del tubo de vástago de pistón (36) gira un eje (20), al cual está asignado un dispositivo para frenar el movimiento de giro, en cuyo caso el eje (20) o bien una funda rotatoria (22) presenta una cámara colocada radialmente, en la cual engrana un perno de bloqueo (33) radialmente guiable, caracterizado en que, Un medio de presión puede ser introducido en la cámara delante del perno de bloqueo (33), en cuyo caso esta cámara adopta las características de una cámara de presión (31.1, 31.2).

Description

Cilindro de trabajo susceptible de bloqueo.
El presente invento se refiere a un cilindro de trabajo que se puede bloquear con una carcasa, en el interior de la cual se encuentra un pistón que está móvil dentro de una cámara de presión principal, y desde el cual se prolonga un tubo de vástago de pistón de la cámara de presión principal, en cuyo caso por dentro del pistón o bien del tubo de vástago del pistón gira un eje, al cual está asignado un dispositivo para frenar el movimiento de giro, en cuyo caso el eje o bien una funda rotatoria presenta una cámara colocada radialmente en la que engrana un perno de bloqueo que puede ser guiado radialmente.
Estado de la tecnología
Los cilindros de trabajo de este tipo son conocidos en múltiples formas y ejecuciones, y ya están disponibles en el mercado. Por ejemplo, en la DE 4141460 C2 está representado un cilindro de trabajo propulsado mediante un medio de presión, en cuyo caso en el tubo de vástago de pistón engrana un eje giratorio. En el caso de que el correspondiente pistón, el cual está asignado al tubo de vástago de pistón, reciba presión, gira entonces también el eje, de tal modo de que se puede mover axialmente el tubo de vástago de pistón.
En cualquiera de estos cilindros de trabajo se presenta el problema de que, cuando la presión en la cámara verdadera de presión principal, en la cual se aplica la presión sobre el pistón, se colapsa, por ejemplo debido a la rotura del collarín estanco, el pistón será puesto en marcha de forma autónoma bajo la presión de la carga o también mediante tracción, en cuyo caso el eje discurre con su rosca exterior a lo largo de la rosca interior del tubo de vástago de pistón.
Para suprimir este movimiento autónomo del vástago de pistón están previstos los dispositivos de freno o de bloqueo correspondientes. Por ejemplo, en la DE 29720838 U1 se propone una superficie de freno, la cual presiona contra un cono de freno, de tal modo que mediante dicha acción se frena el movimiento del eje. Un dispositivo de frenado de este tipo no es el adecuado para frenar cargas más grandes, las cuales actúan sobre el cilindro de trabajo. Además, de esta manera el giro de eje no puede ser frenado de forma inmediata.
También se conoce una unidad de bloqueo a partir de la DE 20216197, la cual forma una colocación de pieza de construcción segura en su funcionamiento, con ajustamiento fino y que puede ser bloqueada con todas las garantías. Para ello está prevista una unidad de bloqueo, la cual frena el movimiento de giro del eje enroscado mediante un miembro de unión, axialmente móvil, y un contra-miembro fijo, en cuyo caso el miembro de unión, mantenido en posición de unión mediante un muelle de presión, puede ser desbloqueado por un cuerpo de empuje desplazable en dirección contraria a la dirección del efecto del muelle. El miembro de unión está realizado como un pistón de encastre, desplazable axialmente por medio del muelle de presión sobre una pieza de soporte del eje enroscado, y en el extremo frontal de dicho pistón de encastre, dirigido al extremo frontal del fondo del cilindro, está previsto un perfil de engranaje que transcurre de forma circular y que puede ser encastrado en el suelo con el engranaje correspondiente. Coaxialmente a éste, el pistón de encastre, que puede ser desplazado por encima de la pieza de soporte, está ajustado con el cuerpo de empuje de forma giratorio por medio de un cojinete de soporte central. Este cierre es problemático, debido a que por un lado un cierre frontal puede llegar a limarse con el tiempo, y por otro lado la fuerza de la unión del engranaje frontal depende del grado de presión en la aplicación, la cual puede fallar fácilmente, por ejemplo si ocurren pérdidas.
De la EP 1106841 A2 se conoce un cilindro de trabajo de la manera anteriormente descrita. En este caso el eje presenta cámaras colocadas radialmente en las que engancha un perno de bloqueo guiado radialmente. El accionamiento del perno de bloqueo tiene lugar por medio de un pistón, añadido al perno de bloqueo por el lado del suelo, el cual puede ser guiado dentro de una cámara de presión contra la fuerza de un muelle.
Objetivo
El presente invento tiene como objetivo crear un cilindro de la manera anteriormente descrita, en cuyo caso al suprimir la presión en la cámara principal de presión se alcanza de forma muy rápida y muy segura un bloqueo o bien del pistón, o del tubo de vástago de pistón, o del eje.
Resolución del objetivo
La consecución de dicho objetivo conlleva que se pueda introducir un medio de presión dentro de la cámara delante del perno de bloqueo y que de esta manera la cámara sea realizada como una cámara de presión.
Mediante este perno de bloqueo, que puede ser conducido radialmente, se garantiza que en cuanto dicho perno se introduce en la cámara de presión tiene lugar un bloqueo seguro del eje. Del mismo modo quedan también bloqueados el pistón así como el tubo de vástago del pistón. Otro movimiento de giro tan solo sería posible en cuanto se retirara el perno de bloqueo de la posición encastrada.
Si a partir de este momento se menciona únicamente el eje se refiere también a la funda rotatoria colocada encima del eje, la cual tiene como función mejorar el montaje, o bien el asiento del eje.
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Para que se lleve a cabo el movimiento del perno de bloqueo hacia la posición de encastre y para poder salir de dicha posición, la cámara de presión se halla sometida a la presión de un medio de presión, el cual presiona el perno de presión y lo conduce hacia fuera de la cámara de presión. De este modo se libera el eje y así puede ser girado.
Por el otro lado de la cámara de presión podría estar asignado un acumulador de fuerza al perno de bloqueo, por ejemplo un muelle de tornillo. Si se suprime en este caso la presión en la cámara de presión, el perno de bloqueo puede introducirse en dicha cámara de presión y bloquear el eje bajo la presión del muelle de tornillo.
También cabe la posibilidad de aplicar presión sobre el perno de bloqueo junto con el muelle de tornillo o bien, sin este muelle de tornillo, mediante un medio hidráulico o neumático por el otro lado de la cámara de presión, de este modo, y de forma controlada por medio de un control electrónico, se puede generar presión y desplazar el perno de bloqueo dentro de la cámara de presión. En este caso hay muchas posibilidades y todas ellas están incluidas dentro del presente invento.
Sin embargo es preferido que, en general, alrededor del final del eje se instale una cámara de presión de bloqueo en forma de hoya, de la cual bifurca entonces la cámara de presión que acoge el perno de bloqueo. Desde esta cámara de presión de bloqueo en forma de hoya sale un medio de presión que llega hasta la cámara de presión debido a que ahí el perno de bloqueo se puede conducir con holgura. En el caso de que el fondo de la cámara haya sido realizado en forma de embudo, el medio de presión puede llegar entonces delante del perno de presión y empujar a éste hacia fuera de la cámara de presión. Pero tampoco es necesario que el fondo sea realizado en forma de embudo.
Precisamente, la realización mencionada anteriormente es deseada en el caso de que varias cámaras de presión estén repartidas radialmente alrededor del eje, o bien del final del eje. Esta distribución radial provoca que el perno de bloqueo posea numerosas posibilidades deseadas para introducirse en la cámara de presión adyacente. De esta manera se reduce al mínimo el giro no deseado del eje, el cual por ejemplo se produce después de una fuga en el sistema.
Aún sería mejor considerar en la fabricación más de un perno de bloqueo, debido a que se establecería entonces la fijación del eje. Además es posible diseñar la distancia entre dos pernos de bloqueo de forma desigual a la distancia entre dos cámaras de presión, de tal modo que la separación para el bloqueo se reduzca todavía más.
Esto significa que el giro del eje se habría reducido al mínimo.
En el eje o en la funda rotatoria anteriormente mencionada debería estar previsto un borde en forma de anillo, el cual se apoya sobre al menos un rodamiento de rodillos de aguja. Dicho rodamiento de rodillos de aguja recoge las fuerzas que actúan axialmente, en cuyo caso preferiblemente una superficie del extremo del eje mantiene aún una corta distancia con respecto al fondo del agujero ciego, el cual rodea el extremo del eje.
En un ejemplo preferido de ejecución todo el sistema del medio de presión está acoplado entre sí. Esto significa ante todo que el suministro de medio de presión para el movimiento del auténtico pistón está acoplado con el suministro del medio de presión a la cámara de presión de bloqueo del perno de bloqueo anteriormente mencionada. El suministro del medio de presión hacia la cámara de presión de bloqueo y la cámara de presión principal, sin embargo, ocurre de forma controlada. En este caso es importante que la cámara de presión de bloqueo esté separada de la cámara de presión principal mediante la correspondiente junta. El suministro del medio de presión a la cámara de presión principal está diseñado de tal manera que primero el suministro del medio de presión a la cámara de presión de bloqueo alcanzará un valor predeterminado, por ejemplo entre 15 y 25 bares, lo cual sería suficiente para que el perno de bloqueo fuera presionado para salir de la cámara de presión, antes de que se aplique presión sobre el pistón dentro de la cámara de presión principal. Esto significa que se libera el eje no antes de que dicho eje sea movido axialmente dentro del cilindro de trabajo. De esta manera el perno de bloqueo cumple una segunda función de seguro mecánico mientras el primer seguro ocurre de forma hidráulica a través de al menos una válvula de soporte de carga. Esta válvula de soporte de carga está colocada dentro del sistema del medio de presión de tal modo que podría soportar la fuerza que actúa sobre un vástago de pistón, o bien un pistón, en cuanto se apague el suministro del medio de presión, por ejemplo una unidad hidráulica. Únicamente en cuanto este primer seguro deje de funcionar, por ejemplo en el caso de una válvula de sujeción de carga dañada o por culpa de una fuga dentro del sistema, entraría en funcionamiento el segundo seguro mecánico, ya que en este caso se giraría el eje y se introduciría en la cámara de presión el perno de bloqueo, el cual está bajo la presión del muelle de tornillo que le sujeta.
El presente cilindro de trabajo está diseñado ante todo para cargas grandes. El campo de aplicación es extremadamente amplio. Por ejemplo, sería adecuado para transportadores de coches de dos niveles, en cuyo caso algunos pisos deben de ser sujetados entre sí, o también para prensas hidráulicas o dispositivos para el posicionamiento de encofrados en la obra civil. Pero estos son sólo unos cuantos ejemplos de aplicación, por supuesto el invento no se hallaría limitado a ellos.
Descripción de las figuras
Más ventajas, características y detalles del presente invento pueden ser deducidos de la siguiente descripción de un ejemplo preferido de realización así como también del dibujo; el cual muestra en
Figura 1 una vista en planta sobre un cilindro de trabajo conforme al invento;
Figura 2 una vista frontal del cilindro de trabajo conforme a la figura;
Figura 3 una sección transversal a través del cilindro de trabajo conforme a la línea III-III en la figura 2.
Conforme a la figura 1 un cilindro de trabajo P conforme al invento presenta una carcasa 1, encima de la cual está colocado un bloque de distribución 2 para medios de presión. En el lado derecho se ha fijado a la carcasa 1 una pieza de unión 3 con un agujero 4 para engancharla en un gancho o similar que aquí no ha sido representado con más detalle. El orificio 4 está colocado dentro de un anillo giratorio 5, en cuyo caso este anillo forma una cámara anillar 6 en dirección a la pieza de unión 3, el cual podría ser llenado con una sustancia lubricante a través de un medio de lubricante 7.
A continuación de la pieza de unión 3 se prolonga una parte de la carcasa inferior 8, sobre la cual se halla superpuesta la parte central de la carcasa 9. A esta misma le sigue un tubo de cilindro 10, en cuya boca 11 está insertada una funda de guía 12. La funda de guía 12 contiene un tubo de vástago de pistón 13, el cual está enroscado en un pistón 14. El pistón 14 está guiado en el interior del tubo de cilindro 10 y se apoya contra dicho tubo de cilindro 10 por medio de un anillo de sellado 15.
Una pieza con rosca 16 está enroscada en un extremo abierto del tubo de vástago de pistón 13, el cual es de una sola pieza y se transforma en otra pieza de unión 17 con un orificio de unión 18 para un gancho de carga o un mosquetón, por ejemplo.
El tubo de vástago de pistón 13 está previsto, al menos en gran parte, con una rosca interior, que aquí no ha sido representada con más detalle, en la cual gira un eje 20 con la rosca exterior correspondiente. Dicho eje 20 atraviesa también el pistón 14 y está asentado con el pie del eje 21 en una funda rotatoria 22, la cual está acogida por la parte central de la carcasa 9 y la parte inferior de la carcasa 8. Para ello la parte inferior de la carcasa 8 forma un agujero ciego 23, dentro de dicha carcasa la funda rotatoria está colocada a una cierta distancia. En este caso la funda rotatoria 22 mantiene una distancia reducida con la superficie frontal 24 del fondo del agujero ciego 25.
Además, la funda rotatoria 22 engrana con un borde en forma de anillo 26 en la cámara en forma de anillo 27, el cual está formado entre la parte central de la carcasa 9 y la parte inferior de la carcasa 8. En esta cámara en forma de anillo 27 se apoya por ambos lados el borde en forma de anillo 26 sobre rodamientos de rodillos de aguja 29, respectivamente
30, en contra de los correspondientes hombros o superficies frontales formadas por las piezas de carcasa.
Dentro de la funda rotatoria 22 y cerca de la superficie frontal 24, están formadas al menos dos cámaras de presión 31.1 y 31.2, cada una de las cuales está prevista con un fondo en forma de embudo 32. Dentro de la cámara de presión 31.1 se encuentra el perno de bloqueo 33, el cual recibe presión por el otro lado por el muelle de tornillo 34.
Debido a que la funda rotatoria 22 mantiene una distancia mínima con el agujero ciego 23 y a la superficie frontal 24 le ocurre lo mismo con el fondo del agujero ciego 25, estas cámaras forman en conjunto una cámara de presión de bloqueo 38 en forma de hoya. Esta cámara de presión de bloqueo 38 está separada de la cámara de presión principal 36 mediante una junta en forma de anillo 40, la cual está colocada después del rodamiento de rodillos de agujas 29 entre la funda rotatoria 22 y la pieza central de la carcasa 9.
El funcionamiento del cilindro de trabajo conforme al presente invento es el siguiente:
A través de una tubería de presión se suministra un medio de presión a la cámara de presión de bloqueo 38 a través del bloque de distribución 2. Debido a que el perno de bloqueo 33 es conducido con holgura dentro de la cámara de presión 31.1, este medio de presión llega por delante del perno de bloqueo 33 al fondo del embudo 23 y presiona el perno de bloqueo 33 contra la fuerza del muelle de tornillo 34 hasta que sale de la cámara de presión 31.1. De esta manera la funda rotatoria 22 puede girar libremente dentro del agujero ciego 23, en cuyo caso el giro puede verse favorecido por los rodamientos con los rodillos de aguja 29 y 30.
En cuanto la presión dentro de la cámara de bloqueo 38 ha alcanzado un valor determinado, por ejemplo 20 bares, con el cual se garantiza que el perno de bloqueo 33 sea empujado hacia fuera de la cámara de presión 31.1, el medio de presión también llega entonces por detrás del pistón 14. Éste será desplazado hacia la izquierda, de tal modo que será reducida una cámara de presión 36 por delante del pistón 14. El volumen del medio de presión de esta cámara de presión 36 retorna, por ejemplo, a un acumulador del medio de presión mediante un conducto de retorno 37.
La pendiente de la rosca interior no representada dentro del tubo de vástago de pistón 13 y de la rosca exterior del eje 20 es elegida de tal manera que en el caso de un desplazamiento hacia la izquierda del tubo de vástago de pistón 13 bajo la presión del pistón 14, el eje 20 será puesto en movimiento de giro.
Durante el suministro del medio de presión por detrás del pistón 14 el sistema hidráulico está controlado de tal manera que dentro de la cámara de presión de bloqueo 38 siempre existe una presión que está por encima de los 15 y hasta 25 bares en comparación con la presión dentro de la cámara de presión principal 36. De este modo se garantiza que el perno de bloqueo 33 se mantenga en su posición presionado hacia atrás.
En cuanto el tubo de vástago de pistón 13 ha alcanzado la posición final deseada, la unidad hidráulica ya no suministra más medio de presión, ni a la cámara de presión principal 36 ni a la cámara de presión de bloqueo 38. Esto significa que ambas cámaras de presión están libres de presión. Pero de la cámara de presión detrás del pistón 14 tampoco puede retornar nada del medio de presión, ya que esto será inhibido por la válvula de soporte de carga 35. Dicha válvula de soporte de carga es el primer seguro del cilindro de trabajo con bloqueo conforme al presente invento. El segundo seguro es el perno de bloqueo 33. Dicho perno está arrimado a la periferia de la funda rotatoria 22 debido a que la cámara de presión de bloqueo 38 se encuentra sin presión.
En el caso de que se produzca un giro del eje 20, por el motivo que sea, por ejemplo debido a una fuga en la cámara de presión principal 36 o a un error de la válvula de soporte de carga 35, el perno de bloqueo 33 que se haya presionado radialmente contra la funda rotatoria 22 bajo la presión del muelle de tornillo 34, será empujado entonces hacia el interior de la cámara de presión 31.1, o bien 31.2 correspondiente, en cuanto el giro de la funda rotatoria 22 gira dicha cámara de presión 31.1 en el área del perno de bloqueo 33. De esta manera se evita otro giro del eje 20, de tal modo que el tubo de vástago de pistón 13 está obligado también a permanecer en su posición. Este encastrado tan solo se puede soltar en el caso de que el medio de presión llegue a la cámara de presión de bloqueo 38 y empuje el perno de presión 33 de su posición encastrada en la cámara de presión 31.1.
Lista de números de referencia
1
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Referencias citadas en la descripción
La lista de referencias citada por el solicitante lo es solamente para utilidad del lector, no formando parte de los documentos de patente europeos. Aún cuando las referencias han sido cuidadosamente recopiladas, no pueden excluirse errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad a este respecto.
Documentos de patente citado en la descripción
\bullet DE 4141460 C2 A [0002]
\bullet DE 2021619753 [0005]
\bullet DE 297200838 U1 [0004]
\bullet EP 1106841 A2 [0006]

Claims (17)

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    1. Cilindro de trabajo que se puede bloquear con una carcasa (1) y dentro de la misma se encuentra un pistón (14), el cual es móvil dentro de una cámara de presión principal (36), y desde el cual conduce un tubo de vástago de pistón (13) de la cámara de presión principal (36), en cuyo caso por dentro del pistón (14) o bien del tubo de vástago de pistón (36) gira un eje (20), al cual está asignado un dispositivo para frenar el movimiento de giro, en cuyo caso el eje (20) o bien una funda rotatoria (22) presenta una cámara colocada radialmente, en la cual engrana un perno de bloqueo (33) radialmente guiable,
    caracterizado en que,
    Un medio de presión puede ser introducido en la cámara delante del perno de bloqueo (33), en cuyo caso esta cámara adopta las características de una cámara de presión (31.1, 31.2).
  2. 2. Cilindro de trabajo conforme a la reivindicación 1, caracterizado en que el perno de bloqueo (33) recibe presión de un acumulador de fuerza (34) por el otro lado de la cámara de presión (31.1).
  3. 3. Cilindro de trabajo conforme a la reivindicación 2, caracterizado en que el acumulador de fuerza es un muelle de tornillo (34).
  4. 4. Cilindro de trabajo conforme a la reivindicación 2, caracterizado en que el acumulador de fuerza es un generador de presión hidráulico o neumático que desemboca en una cámara de presión posterior al perno de bloqueo.
  5. 5. Cilindro de trabajo conforme con al menos una de las reivindicaciones 1 hasta 4, caracterizado en que el perno de bloqueo (33) está guiado con holgura dentro de la cámara de presión (31.1).
  6. 6. Cilindro de trabajo conforme con al menos una de las reivindicaciones 1 hasta 5, caracterizado en que la cámara de presión (31.1, 31.2) presenta un fondo de embudo (32).
  7. 7. Cilindro de trabajo conforme con al menos una de las reivindicaciones 1 hasta 6, caracterizado en que varias cámaras de presión (31.1, 31.2) están distribuidas radialmente alrededor del eje (20) o bien de la funda rotatoria (22) y que están conectadas con un generador de presión mediante una conexión.
  8. 8. Cilindro de trabajo conforme a la reivindicación 7, caracterizado en que están previsto más de un perno de bloqueo (33), radialmente guiables.
  9. 9. Cilindro de trabajo conforme a la reivindicación 8, caracterizado en que la distancia entre dos pernos de bloqueo es desigual a la distancia entre dos cámaras de presión.
  10. 10. Cilindro de trabajo conforme con al menos una de las reivindicaciones 1 hasta 8, caracterizado en que el eje (20) o bien la funda rotatoria (22) forman un cuello en forma de anillo (26), el cual se apoya, al menos lejos del pistón (14), contra un cojinete, especialmente un rodamiento de rodillos de agujas (30).
  11. 11. Cilindro de trabajo conforme con al menos una de las reivindicaciones 1 hasta 10, caracterizado en que el eje (20) o bien la funda rotatoria (22) gira dentro de un agujero ciego (23) dentro de la carcasa (1) y mantiene una distancia con respecto al fondo del agujero ciego (25).
  12. 12. Cilindro de trabajo conforme a la reivindicación 11, caracterizado en que dentro del agujero ciego (23) y en contra del eje (20) o bien de la funda rotatoria (22) está formada una cámara de presión de bloqueo (38).
  13. 13. Cilindro de trabajo conforme con al menos una de las reivindicaciones 4 hasta 11, caracterizado en que la cámara de presión (31.1) o bien la cámara de presión de bloqueo (38) delante del perno de bloqueo (33) y la cámara de presión delante del pistón (14) están en contacto con el mismo generador de presión.
  14. 14. Cilindro de trabajo conforme con al menos una de las reivindicaciones 1 hasta 13, caracterizado en que la cámara de presión (31.1, 31.2) está separada de la cámara de presión principal (36) mediante una junta (40) delante del pistón (14).
  15. 15. Cilindro de trabajo conforme con al menos una de las reivindicaciones 1 hasta 14, caracterizado en que la cámara de presión principal (36) está asegurada delante y/o después del pistón (14) mediante una válvula de soporte de carga (35).
  16. 16. Cilindro de trabajo conforme con al menos una de las reivindicaciones 1 hasta 15, caracterizado en que la cámara de presión (31.1, 31.2) puede ser aplicada con una mayor presión que la cámara de presión principal (36).
  17. 17. Cilindro de trabajo conforme a la reivindicación 16, caracterizado en que la cámara de presión principal (36) va a ser aplicada con presión no antes de que la presión dentro de la cámara de presión (31.1, 31.2) haya alcanzado un valor predeterminado.
ES06723716T 2005-03-31 2006-03-24 Cilindro de trabajo susceptible de bloqueo. Expired - Lifetime ES2316057T3 (es)

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