ES2567478T3 - Dispositivos de distribución neumática y sus reglajes - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de distribución neumática que comprende un cuerpo (6) de distribución y una corredera obturadora móvil (17) guiada en traslación según un eje longitudinal en el cuerpo de distribución (6), estando por lo menos un elemento intermedio (2) interpuesto radialmente entre el cuerpo de distribución (6) y la corredera obturadora móvil (17), cerrando un medio de enclavamiento (4) un orificio previsto en el cuerpo de distribución (6) que permite la introducción del elemento intermedio (2) en el cuerpo de distribución (6) según el eje longitudinal, caracterizado por que el medio de enclavamiento (4) ejerce un esfuerzo sobre el elemento intermedio (2) según el eje longitudinal, y por que una alineación de juntas (1) y de refuerzos (2), que forma el elemento intermedio, está interpuesta radialmente entre el cuerpo de distribución (6) y la corredera obturadora móvil (17), estando dicha alineación precargada según el eje longitudinal de manera que permita el ajuste de la presión de contacto de la estanqueidad dinámica deslizante entre las juntas (1) y la corredera (17).
Description
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DESCRIPCION
Dispositivos de distribucion neumatica y sus reglajes.
La potencia del aire comprimido destinada a cilindros y motores debe ser controlada. El distribuidor situado entre la fuente de energfa neumatica y el accionador cumple esta funcion. Este preaccionador esta asociado a un cilindro y su tamano y su tipo son funciones de este cilindro.
En los distribuidores de correderas, se pueden emplear varias tecnologfas de construccion.
Una primera solucion se proporciona en los documentos GB 1 021 500 y US n° 3.303.855 que describen la construccion y el funcionamiento de un distribuidor con juntas elastomeras estaticas sobre el cuerpo de distribucion. Las diferentes formas de juntas concurrentes en la estanqueidad dinamica con la corredera obturadora movil se revelan en diferentes patentes tales como DE 19 603 719, GB 2 309 753, US n° 5.711.535, DE 102005019698 y EP 1 284 379.
Como alternativa, el documento US n° 5.609.343 describe la construccion y el funcionamiento de un distribuidor con juntas elastomeras solidarias a la corredera movil de distribucion. Las diferentes formas de juntas concurrentes en la estanqueidad dinamicas se revelan en las patentes EP 0 866 252 y EP 0 916 879.
Por ultimo, el documento US n° 6.164.323 describe la construccion y el funcionamiento de un sistema de distribucion cuya estanqueidad dinamica se obtiene sin ayuda de ninguna junta elastomera, simplemente por ajuste preciso entre la corredera y la camisa, denominada estanqueidad metal-metal.
Estas tres soluciones son muy especfficas y actualmente no es posible cambiar una solucion por otra.
Las soluciones que utilizan unas juntas permiten una buena estanqueidad en detrimento de la duracion de vida, mientras que las soluciones sin junta elastomera, denominadas metal-metal, aumentan la duracion de vida del distribuidor, pero generan un caudal de fuga.
La invencion tiene por objetivo, sobre todo, proponer una solucion al problema mencionado anteriormente.
La solicitud DE 42 24 180 A1 divulga una disposicion de distribuidor en la cual un apilamiento de juntas esta dispuesto en un alojamiento del cuerpo del distribuidor.
Estas juntas son atravesadas por la corredera, axialmente movil en el cuerpo del distribuidor.
Esta solicitud no indica la manera en la que el cuerpo esta cerrado en sus extremos.
En particular, el documento DE 42 24 180 no divulga ningun medio de enclavamiento que permita un reglaje de esfuerzo ejercido segun el eje longitudinal sobre las juntas, que permitirfa, por ejemplo, compensar unas tolerancias de fabricacion cuando tiene lugar la colocacion de este medio de enclavamiento.
El documento FR 2 474 633 describe unas juntas dispuestas a distancia unas de otras en la direccion longitudinal, estando mantenidas por unos aros de apoyo, unidos entre ellos para formar un elemento monobloque. Los aros de apoyo no permiten ejercer un esfuerzo longitudinal mas o menos grande sobre las juntas, esfuerzo que podrfa ser util para compensar tolerancias de fabricacion por ejemplo.
El documento GB 1 224 241 se refiere a un distribuidor de compuertas.
El documento CH 393 015 describe un distribuidor cuyo cuerpo esta cerrado en un extremo por un tapon fileteado y cuya corredera lleva unas juntas anulares.
Segun la invencion, un dispositivo de distribucion neumatica que comprende un cuerpo de distribucion y una corredera obturadora movil guiada en traslacion segun un eje longitudinal en el cuerpo de distribucion, esta caracterizado por que por lo menos un elemento intermedio esta interpuesto radialmente entre el cuerpo de distribucion y la corredera obturadora movil, cerrando un medio de enclavamiento un orificio previsto en el cuerpo de distribucion que permite la introduccion del elemento intermedio en el cuerpo de distribucion segun el eje longitudinal.
El dispositivo puede estar construido segun dos arquitecturas diferentes. El dispositivo puede comprender un cuerpo comun de distribucion asociado con una alineacion de juntas toricas multifuncionales intercaladas de refuerzos (semiaros) que permiten un caudal optimo y de una corredera movil.
Como variante, el dispositivo puede comprender un cuerpo comun de distribucion asociado a una camisa y una corredera movil, asegurando estas dos ultimas partes una estanqueidad deslizante “metal-metal”.
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Estas dos disposiciones no son limitativas con respecto a la aplicacion de un dispositivo de distribucion con juntas elastomeras solidarias A la corredera movil, que no se describe en la presente memoria.
El medio de enclavamiento puede ejercer un esfuerzo sobre el elemento intermedio segun el eje longitudinal. El medio de enclavamiento puede estar realizado de una sola pieza denominada bayoneta.
Ventajosamente, debido al uso del medio de ensamblaje por bayoneta, uno o varios, se permite que el cuerpo de distribucion y las cajas de control sean comunes a las dos tecnologfas de construccion y esten adaptadas al control monoestable o biestable de cilindros de simple o de doble efecto.
Una alineacion de juntas y refuerzos, que forma el elemento intermedio, esta interpuesta radialmente entre el cuerpo de distribucion y la corredera obturadora movil, estando dicha alineacion precargada segun el eje longitudinal de manera que permita el ajuste de la presion de contacto de la estanqueidad dinamica deslizante entre las juntas y la corredera.
Las juntas pueden ser aptas para asegurar la estanqueidad estatica entre el cuerpo y los refuerzos cooperando con unas formas particulares previstas en los refuerzos.
La forma particular puede ser apta para asegurar una equidistribucion de la precarga sobre las juntas.
Esta precarga tiene como interes comprimir axial y uniformemente cada junta de la lfnea de distribucion. Resulta de ello entonces una deformacion radial, uniformemente repartida alrededor del diametro interno de cada junta, cuyo efecto es venir a comprimir el conjunto de las juntas sobre la corredera. Esta precarga se calcula con el fin de asegurar la estanqueidad dinamica con la corredera, a la vez que se limita su compresion para optimizar la duracion de vida del producto. Debido a la forma de la junta multifuncional y a la contraforma de los refuerzos, la precarga participa tambien en la estanqueidad estatica entre cada junta y el cuerpo de distribucion.
El dispositivo segun la invencion utiliza unas juntas de la familia de las descritas en la publicacion conjunta del LRCCP y de la sociedad ASCO JOUCOMATIC S.A., Francia, de P. ROUMAGNAC, D.HUBERT, “Simulations et essais sur un joint de distributeur d'automatisme pneumatique. Jornada tecnica LRCCP en el CEAT Toulouse, 13 septiembre 2000”.
Una de las dificultades de este tipo de reglaje, aplicado a los distribuidores neumaticos, es enclavar y mantener en el tiempo el valor de precarga asf aplicado sobre las juntas, a la vez que se limita el numero de piezas necesarias en su montaje y en su puesta en funcionamiento y, por consiguiente, reducir el coste global de esta funcion, a la vez que se mejora la relacion volumen ocupado/caudal de aire.
La utilizacion de una bayoneta segun la invencion, pieza unica, simple y poco onerosa, es una solucion a este problema. El reglaje de la lfnea de distribucion se realiza mediante la insercion de esta bayoneta en el cuerpo del distribuidor y el apoyo sobre la lfnea de distribucion, pudiendo una segunda bayoneta ser colocada de la misma forma, en el otro extremo de la lfnea de distribucion. El mantenimiento en posicion de la bayoneta en el cuerpo de realiza en una sola operacion, por rotacion angular de esta bayoneta. Cuando tiene lugar esta rotacion angular, unos perfiles triangulares presentes en el cuerpo vienen a insertarse en los perfiles conjugados de las partes sobresalientes de la bayoneta, que permite asegurar un enclavamiento en posicion.
Por otra parte, la invencion describe el uso de refuerzos y de juntas multifuncionales cuyas formas estan optimizadas para permitir la distribucion homogenea de la precarga entre juntas, que ofrece una ventaja cierta con respecto a la publicacion cientffica del LRCCP de septiembre de 2000.
El elemento intermedio puede estar realizado asimismo en forma de un manguito metalico en el caso de una solucion denominada metal-metal.
En este caso, pueden intervenir choques y estos pueden danar los elementos del dispositivo. Es posible colocar un amortiguador alojado y centrado en una cavidad del cuerpo de distribucion.
Otras caracterfsticas y ventajas de la invencion apareceran en la descripcion que sigue de un modo de realizacion de alimentacion de un cilindro de doble efecto con distribuidor biestable con referencia a los dibujos adjuntos, pero que no tiene ningun caracter limitativo. En estos dibujos:
La figura 1 es un esquema que ilustra la alimentacion de un cilindro de simple efecto, con distribuidor monoestable.
La figura 2 es un esquema que ilustra la alimentacion de un cilindro de doble efecto con distribuidor biestable.
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La figura 3 ilustra una linea de distribucion de un distribuidor neumatico segun la invencion, estando unas juntas elastomeras previstas sobre el cuerpo.
Las figuras 4, 5, 6, 7, 8 ilustran la progresividad del apriete de las juntas sobre el cuerpo, que permite la equidistribucion de la precarga.
La figura 9 ilustra la cavidad perfilada en el cuerpo del distribuidor neumatico con el fin de recibir la bayoneta.
La figura 10 ilustra una bayoneta.
Las figuras 11 ilustran una bayoneta alojada en el cuerpo del distribuidor.
Las figuras 12 ilustran una bayoneta insertada y enclavada en el cuerpo del distribuidor.
La figura 13 ilustra una linea de distribucion de un distribuidor neumatico de corredera de tecnologia denominada metal-metal que no forma parte de la invencion.
En la figura 3 se puede ver un dispositivo de distribucion neumatica con juntas elastomeras estaticas sobre el cuerpo. El dispositivo comprende una linea de distribucion 18 equipada con juntas de revolucion 1 que aseguran una estanqueidad entre los canales de entrada y de salida 19 del distribuidor neumatico y con respecto al exterior.
Unos refuerzos 2 estan colocados entre las juntas 1 de manera que las posicionen y las mantengan en posicion. Una bayoneta 4 esta posicionada en un orificio mecanizado 13 del cuerpo 6. La bayoneta 4 puede estar posicionada libremente o a tope contra el reborde 5 del cuerpo 6 y despues enclavada por rotacion angular. Se introduce entonces un apilamiento de juntas y de refuerzos preensamblados a traves de un manguito y que permite la equidistribucion del esfuerzo de precarga axial.
El principio de equidistribucion de esta precarga axial se basa no solo en la forma de las juntas 1 y de la contraforma dada por los refuerzos 2, sino tambien de los coeficientes de rozamiento entre el cuerpo de distribucion 6, por una parte, los refuerzos 2, por otra parte, y los pies de las juntas 1. La figura 4 muestra la primera fase del ensamblaje de los refuerzos 2 con las juntas 1 y el inicio de la colocacion en el manguito 28.
La figura 5 muestra el final de la colocacion del manguito. La figura 6 proporciona la apariencia del ensamblaje de junta y refuerzo en el manguito de ensamblaje y la introduccion en el cuerpo de distribucion. El manguito es extrafdo entonces y una escala calibrada del mismo diametro que la corredera es introducida entonces como se ilustra en la figura 7.
Las fuerzas normales de contacto entre los pies de las juntas y el cuerpo de distribucion son tales que permiten el deslizamiento de las juntas cuando tiene lugar la puesta en precarga axial (figura 8) y la equidistribucion de este esfuerzo sobre el conjunto del apilamiento. La escala calibrada es entonces retirada y una segunda bayoneta 14 es enclavada entonces en posicion por rotacion angular. Una corredera 17 se inserta entonces en el centro de la linea de distribucion 18.
Unos refuerzos extremos 3 y 16 permiten disociar las juntas extremas de las bayonetas respectivas 4 y 14.
Los pistones 20, 21 alojados en las cajas de control 22 pueden ser puestos en contacto con la corredera 17. El modo de realizacion que se ha descrito es del tipo distribuidor biestable y utiliza dos pistones. En el caso de un modo de realizacion de un distribuidor de tipo monoestable, el distribuidor utiliza unicamente un piston alojado en la caja de control y el retorno a su posicion a falta de aire utiliza un resorte alojado entre la corredera y la otra caja de control.
El principio de enclavamiento por bayoneta(s) se ilustra mas particularmente en la figura 10. En el cuerpo 6, unos sectores angulares 7 han sido provistos de una o varias garras 12 como se ilustra en la figura 9. Entre estos sectores, unos vaciados 8 permiten la insercion de las partes complementarias 9 de la bayoneta 4. Enfrente de los sectores angulares 7 del cuerpo 8 provistos de garras 12, estan previstos unos vaciados 10 en la bayoneta 4.
La rotacion de la bayoneta 4 se realiza por la insercion de una herramienta adaptada en la huella 11 de la bayoneta 4. Durante esta rotacion, los perfiles 12 de los sectores angulares 7 del cuerpo 8 vienen a interferir con las partes sobresalientes 9 de la bayoneta 4 que asegura asf el enclavamiento por deformacion plastica de la bayoneta 4 (figuras 11, 12) y el mantenimiento en compresion de las juntas 1 en la linea de distribucion 18.
Un dispositivo de distribucion neumatica denominado metal-metal se ilustra en la figura 13 y comprende una camisa metalica 23 insertada en el cuerpo 6, estando la estanqueidad entre el cuerpo 6 y la camisa metalica 23 asegurada por las juntas estaticas 24.
Las dos posiciones de la corredera movil 25 aseguran alternativamente el control del cilindro. Un amortiguador 26 esta centrado y alojado en la cavidad perfilada 8 del cuerpo 6, y un amortiguador enclavador 27 en el otro extremo
del dispositivo de distribucion esta centrado y alojado de forma identica al anterior. Estos dos amortiguadores estan realizados en un material elastico y plastico (poUmero termoplastico, tipo poliacetal).
Es importante observar que los amortiguadores 26 y 27 sustituyen a las bayonetas 4 en los alojamientos previstos 5 en el cuerpo 6 para las bayonetas 4. De esta forma, no es necesaria ninguna modificacion del cuerpo 6 para pasar de una utilizacion con juntas a una utilizacion metal-metal.
Los amortiguadores 26 y 27 son mas macizos que las bayonetas 4 y explotan al maximo el espacio disponible de manera que optimicen su capacidad de amortiguar los choques.
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Es posible utilizar las mismas cajas de control 22 de la tecnologfa de construccion con juntas elastomeras. De hecho, el cuerpo 6 y las cajas de control 22 pueden ser totalmente intercambiables entre las dos tecnologfas.
Claims (9)
- 5101520253035404550REIVINDICACIONES1. Dispositivo de distribucion neumatica que comprende un cuerpo (6) de distribucion y una corredera obturadora movil (17) guiada en traslacion segun un eje longitudinal en el cuerpo de distribucion (6), estando por lo menos un elemento intermedio (2) interpuesto radialmente entre el cuerpo de distribucion (6) y la corredera obturadora movil (17), cerrando un medio de enclavamiento (4) un orificio previsto en el cuerpo de distribucion (6) que permite la introduccion del elemento intermedio (2) en el cuerpo de distribucion (6) segun el eje longitudinal, caracterizado por que el medio de enclavamiento (4) ejerce un esfuerzo sobre el elemento intermedio (2) segun el eje longitudinal, y por que una alineacion de juntas (1) y de refuerzos (2), que forma el elemento intermedio, esta interpuesta radialmente entre el cuerpo de distribucion (6) y la corredera obturadora movil (17), estando dicha alineacion precargada segun el eje longitudinal de manera que permita el ajuste de la presion de contacto de la estanqueidad dinamica deslizante entre las juntas (1) y la corredera (17).
- 2. Dispositivo de distribucion neumatica segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el medio de enclavamiento esta realizado de una sola pieza denominada bayoneta (4).
- 3. Dispositivo segun la reivindicacion 2, estando el mantenimiento de la bayoneta en el cuerpo realizado en una sola operacion, por rotacion angular de la bayoneta, rotacion durante la cual unos perfiles triangulares presentes en el cuerpo vienen a insertarse en unos perfiles conjugados de las partes sobresalientes de la bayoneta, permitiendo asegurar un enclavamiento en posicion.
- 4. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 2 y 3, comprendiendo el cuerpo (6) unos sectores angulares (7) provistos de una o varias garras (12) y, entre estos sectores, unos vaciados (8) que permiten la insercion de partes complementarias de la bayoneta, estando unos vaciados (10) previstos en la bayoneta enfrente de los sectores angulares del cuerpo.
- 5. Dispositivo de distribucion neumatica segun la reivindicacion 1, caracterizado por que las juntas (1) son aptaspara asegurar la estanqueidad estatica entre el cuerpo (6) y los refuerzos (2) cooperando con unas formasparticulares previstas en los refuerzos (2).
- 6. Dispositivo de distribucion neumatica segun la reivindicacion 5, caracterizado por que la forma particular es apta para asegurar una equidistribucion de la precarga sobre las juntas (1).
- 7. Dispositivo de distribucion neumatica segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo es adaptable a un control monoestable o a un control biestable de distribucion de aire.
- 8. Conjunto que comprende un primer dispositivo tal como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, y un segundo dispositivo que comprende un cuerpo (6) de distribucion identico, y una corredera obturadora movil (17) guiada en traslacion segun un eje longitudinal en el cuerpo de distribucion (6), estando por lo menos un elemento intermedio (23) interpuesto radialmente entre el cuerpo de distribucion (6) y la corredera obturadora movil (17), cerrando un medio de enclavamiento (4) un orificio previsto en el cuerpo de distribucion (6) que permite la introduccion del elemento intermedio (23) en el cuerpo de distribucion (6) segun el eje longitudinal, comprendiendo este segundo dispositivo una camisa asociada a la corredera movil, que asegura una estanqueidad deslizante “metal-metal”.
- 9. Dispositivo de distribucion neumatica segun la reivindicacion 8, caracterizado por que comprende por lo menosun amortiguador alojado y centrado en una cavidad del cuerpo de distribucion, siendo este amortiguadorpreferentemente de material y plastico, y viniendo a sustituir preferentemente el medio de enclavamiento, en particular a la bayoneta, del primer dispositivo.
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