ES2954536T3 - Ensamblaje de cilindro hidráulico, por ejemplo para uso con una herramienta hidráulica - Google Patents

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Abstract

La invención se refiere a un cilindro hidráulico, por ejemplo para uso con una herramienta hidráulica, cuya herramienta hidráulica está provista de un marco y un elemento que es móvil con respecto al marco por medio del cilindro hidráulico. Los medios de un cilindro hidráulico como el descrito anteriormente se conocen, por ejemplo, por la patente europea núm. 0641618. Esta patente describe un marco que se puede acoplar a un brazo de una excavadora o similar y al que se puede acoplar un conjunto de dos mandíbulas. Una de las mordazas puede girar con respecto a la otra mordaza por medio de un cilindro de ajuste hidráulico (una combinación de pistón y cilindro de doble efecto). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Ensamblaje de cilindro hidráulico, por ejemplo para uso con una herramienta hidráulica
La invención se refiere a un ensamblaje de cilindro hidráulico, por ejemplo para uso con una herramienta hidráulica, dicha herramienta hidráulica está provista de un marco y un elemento que se puede mover con respecto al marco por medio del ensamblaje de cilindro hidráulico y que se define de acuerdo con las características del preámbulo de la reivindicación 1. Un ensamblaje de cilindro hidráulico como se define de acuerdo con las características del preámbulo de la reivindicación 1 se divulga, por ejemplo, en la solicitud de patente europea No. 1580437A1.
Una herramienta hidráulica que opera por medio de un ensamblaje de cilindro hidráulico como se ha descrito anteriormente se conoce, por ejemplo, por la patente europea N. 0641618. Esta patente divulga un marco que puede acoplarse a un brazo de una excavadora o similar y al que puede acoplarse un ensamblaje de dos mordazas. Una de las mordazas puede pivotar con respecto a la otra mordaza por medio de un cilindro de ajuste hidráulico (una combinación de pistón/cilindro de doble efecto).
Durante el recorrido hacia afuera de la varilla del pistón del cilindro de ajuste, la mordaza pivotante se mueve hacia la otra mordaza fija, mientras que durante el recorrido hacia adentro de la varilla del pistón, la mordaza pivotante se aleja de la mordaza fija. Con este fin, un cilindro de ajuste hidráulico de este tipo está diseñado para ser de doble efecto.
En general, los cilindros de ajuste hidráulico grandes y costosos con un sistema hidráulico de válvula (a menudo también denominado válvula diferencial) se utilizan en dispositivos de demolición, tales como trituradoras de hormigón y cortadores de chatarra, etc. El sistema hidráulico de válvula garantiza que el pistón (y la varilla del pistón) se expulsa rápidamente en un estado descargado al reciclar el fluido (aceite) usado del pistón del lado de la varilla del pistón. Esto da como resultado tiempos de ciclo más cortos. Solo cuando la varilla del pistón está cargada, la válvula diferencial conmuta de tal manera que el fluido del lado de la varilla del pistón puede fluir libremente hacia el sistema hidráulico del dispositivo de demolición (por ejemplo, un tanque hidráulico). El pistón puede entonces suministrar la fuerza máxima.
Por un lado, una herramienta hidráulica, en particular los dispositivos de demolición, tales como trituradoras de hormigón y cortadoras de chatarra, debe poder utilizarse de manera suficientemente eficiente en trabajos de demolición y, por otro lado, también debe ser manejable y maniobrable. Por lo tanto, siempre hay cierta fricción entre, por un lado, el rendimiento del sistema hidráulico y, por otro lado, las dimensiones y el peso del marco cuando se desarrolla una herramienta hidráulica. No siempre es posible utilizar cilindros de ajuste hidráulicos más robustos, pesados y resistentes debido al espacio de instalación limitado del marco.
Por lo tanto, la invención tiene como objetivo proporcionar un ensamblaje de cilindro de ajuste mejorado del preámbulo mencionado anteriormente, que tiene un sistema hidráulico mejorado y, por lo tanto, por un lado, se caracteriza por fuerzas de cierre más altas, un recorrido de cilindro mayor o más largo y por lo tanto un mayor volumen de cilindro y tiempos de ciclo más rápidos y tiene, por otro lado, una construcción más compacta y un peso inferior.
De acuerdo con la invención, se presenta para este fin un ensamblaje de cilindro hidráulico, por ejemplo para uso con una herramienta hidráulica, cuyo ensamblaje de cilindro hidráulico se define según la parte caracterizante de la reivindicación 1.
Al hacer la varilla del pistón hueca y acomodar una varilla de cilindro adicional y un cuerpo del pistón del cilindro en él, se logra un ensamblaje de cilindro de ajuste hidráulico con tres cámaras de cilindro, que están controladas por dos ensamblajes de válvulas de control que están diseñados como bloques de válvulas. De esta forma, el ensamblaje del cilindro de ajuste hidráulico se puede hacer más compacto y liviano, lo que da como resultado tiempos de ciclo más rápidos. Además, esta configuración se caracteriza por un recorrido de cilindro más largo con fuerzas de cierre más altas y, por lo tanto, por un mayor volumen de cilindro en combinación con tiempos de ciclo más rápidos.
La construcción compacta del ensamblaje de cilindro de ajuste hidráulico se logra en particular por el hecho de que el primer bloque de válvulas se ajusta contra y cerca del extremo abierto del cuerpo del cilindro. La construcción compacta se logra además por el hecho de que la primera línea del primer bloque de válvulas se ajusta junto al cuerpo del cilindro y está conectada a la primera cámara del cilindro cerca del extremo cerrado del cuerpo del cilindro. Como resultado de esta disposición, las partes delicadas del cilindro también quedan protegidas por el marco.
Además, la segunda línea está dispuesta parcialmente en el primer bloque de válvulas y está conectada a la segunda cámara del cilindro cerca del extremo abierto del cuerpo del cilindro. Esta compacidad también asegura un bombeo más eficiente del fluido a través del sistema hidráulico sin pérdida de presión innecesaria, lo que resulta en tiempos de ciclo más rápidos y mayores fuerzas de cierre.
De acuerdo con otro aspecto del ensamblaje de cilindro de ajuste hidráulico, el segundo bloque de válvulas se ajusta contra el marco. El hecho de que la tercera línea del segundo bloque de válvulas también esté conectada a la tercera cámara del cilindro a través de la varilla del pistón que se extiende desde el extremo abierto del cuerpo del cilindro no solo da como resultado una construcción más compacta, sino también un bombeo más eficiente del fluido a través del sistema hidráulico sin pérdidas de presión innecesarias, con tiempos de ciclo más rápidos y mayores fuerzas de cierre como consecuencia de ello.
Para hacer posibles recorridos de cilindro más largos, el primer bloque de válvulas está conectado al suministro de fluido por medio de acoplamientos de fluido giratorios.
Además, el extremo cerrado del cuerpo del cilindro puede acoplarse al elemento móvil y la varilla del pistón que se extiende desde el extremo abierto del cuerpo del cilindro puede acoplarse al marco.
De acuerdo con otro ejemplo de un ensamblaje de cilindro de ajuste hidráulico de acuerdo con la invención, la varilla del cilindro está provista de un primer orificio, cuyo primer orificio está en comunicación fluida con la segunda cámara del cilindro y se extiende desde el extremo cerrado de la cámara del cilindro hasta cerca del cuerpo del pistón del cilindro.
En este caso, la varilla del cilindro está provista de un segundo orificio, cuyo segundo orificio está en comunicación fluida con la tercera cámara del cilindro y se extiende desde el extremo cerrado de la cámara del cilindro y a través del cuerpo del pistón del cilindro. Debido a esta realización, un cilindro de ajuste hidráulico puede fabricarse aún más compacto y, por lo tanto, aún más ligero. Esta realización también se caracteriza por tiempos de ciclo más rápidos y un recorrido de cilindro más largo con fuerzas de cierre más altas y más volumen de cilindro.
La instalación compacta se logra en particular por el hecho de que el segundo bloque de válvulas se ajusta contra el extremo cerrado del cuerpo del cilindro y por el hecho de que, en una realización adicional, la primera, segunda y tercera línea, respectivamente, están parcialmente dispuestas en el segundo bloque de válvulas y conectadas a la primera cámara del cilindro, el primer orificio y el segundo orificio, respectivamente.
En la realización mencionada anteriormente de un ensamblaje de cilindro de ajuste hidráulico, el extremo cerrado del cuerpo del cilindro puede acoplarse al marco y la varilla del pistón que se extiende desde el extremo abierto del cuerpo del cilindro puede acoplarse al elemento móvil.
Para protección, el cuerpo del cilindro puede estar provisto de una funda protectora.
De acuerdo con la invención, el primer ensamblaje de válvula de control comprende una válvula de presión piloto y una válvula de charnela conectada a la primera línea de fluido, controlando la válvula de presión piloto la abertura de la válvula de charnela con base en la presión del fluido en la segunda línea. Esto evita que se produzcan presiones excesivas en el cuerpo del cilindro, de modo que se evita el riesgo de daño o incluso de explosión del cilindro.
Más particularmente, la válvula de presión piloto es una válvula de presión piloto con alivio atmosférico, mientras que, en una realización alternativa, la válvula de presión piloto coopera con una válvula antirretorno operada por piloto. Esto evita el cierre descontrolado de la mordaza debido a pérdidas por fugas en las líneas.
La invención se explicará ahora con más detalle por medio de un dibujo, en el que:
La figura 1 muestra una realización de una herramienta hidráulica de acuerdo con la invención para acoplar al brazo de una excavadora;
Las figuras 2 y 3 muestran una primera realización de un ensamblaje de cilindro hidráulico de acuerdo con la invención;
La figura 4 muestra una segunda realización de una herramienta hidráulica de acuerdo con la invención para acoplar al brazo de una excavadora;
La figura 5 muestra una segunda realización de un ensamblaje de cilindro hidráulico de acuerdo con la invención;
Las figuras 6 a 12 muestran configuraciones de estados operativos de un ensamblaje de cilindro hidráulico de acuerdo con una primera realización de acuerdo con la invención.
Para una mejor comprensión de la invención, los componentes similares se indicarán con el mismo numeral de referencia en la siguiente descripción de las figuras.
La figura 1 muestra una vista general de una herramienta 1 hidráulica que es accionada o activada por un ensamblaje 10 del cilindro de ajuste hidráulico. La herramienta 1 hidráulica ilustrada comprende un marco que comprende una primera parte 2 del marco, cuya primera parte 2 del marco está acoplada a una segunda parte 3 del marco por medio de una placa 2' giratoria. Por medio de la placa 2' giratoria, las dos partes 2 y 3 del marco pueden girar entre sí por medio de medios (no mostrados), por ejemplo, medios de ajuste operables hidráulicamente que son en sí conocidos. La parte 2 del marco está provista además de medios 8 de acoplamiento que son conocidos en sí y con los que el dispositivo 1 puede acoplarse, por ejemplo, al extremo de un brazo de excavación de una excavadora o una herramienta de excavación similar.
La parte 3 del marco de la herramienta 1 hidráulica está provista de una primera mordaza 4 fija. Además, la herramienta 1 hidráulica está provista de una segunda mordaza 5 móvil, que está conectada a la parte 3 del marco para poder pivotar alrededor de un pasador 6 de bisagra. La segunda mordaza 5 móvil puede pivotar con respecto a la primera mordaza 4 fija por medio de un cilindro de ajuste o una combinación 10 de pistón/cilindro. En esta realización de la combinación 10 de pistón/cilindro, el extremo 11a de una carcasa 11 del cilindro está provisto de una brida 11z con un bucle 110 de bisagra o brida (véase figura 2) y acoplado a un extremo de la mordaza 5 pivotante por medio de un pasador (no se muestra). El cilindro 10 de ajuste hidráulico está alojado en la parte 3 del marco, pudiendo girar la varilla 13 del pistón alrededor del punto 13z para hacer posible la extensión de la carcasa 11 del cilindro. Como muestra la figura 2, la varilla 13 del pistón que se extiende desde el cuerpo 11 del cilindro está provista de una brida o bucle 13z de bisagra, en el que se puede acomodar un pasador de bisagra (no se muestra) para un acoplamiento con bisagra con la parte 3 del marco.
Más específicamente, la figura 2 muestra la herramienta hidráulica provista de una primera realización de un ensamblaje de cilindro hidráulico de acuerdo con la invención. El ensamblaje 10 del cilindro hidráulico está en el estado operativo en el que la carcasa 11 del cilindro y la varilla 12 del pistón están extendidas hasta la mitad (recorrido hacia afuera = mordazas 4 y 5 cerradas). Durante el recorrido hacia afuera del cilindro 10 hidráulico, la mordaza 5 pivotante se mueve contra la mordaza 4 fija. Con una herramienta hidráulica de este tipo, es posible realizar operaciones de demolición, rotura o corte, en las que se pueden transmitir grandes fuerzas del cilindro a las mordazas 4 y 5.
Tales herramientas hidráulicas, por ejemplo configuradas como dispositivos de demolición, tales como trituradoras de hormigón y cortadoras de chatarra, etc., se operan debido al desplazamiento de un medio a presión, a menudo aceite. En este caso, el cilindro 10 de ajuste hidráulico está provisto de un ensamblaje de válvula de control para hacer pasar un medio o fluido (aceite) que se aloja en un depósito hidráulico (sumidero) hacia y a partir de la combinación 10 de pistón/cilindro y que circula en el sistema hidráulico por medio de una unidad de bomba hidráulica del dispositivo de desguace.
El ensamblaje 10 del cilindro hidráulico está provisto de medios 20 de suministro para suministrar y retirar un fluido presurizado en un sistema hidráulico compuesto por varias líneas y válvulas de charnela. Además, el ensamblaje 10 del cilindro hidráulico está provisto de al menos una combinación de pistón/cilindro que consta de un cuerpo (11) del cilindro provisto de un primer extremo 11a cerrado y un segundo extremo 11b abierto y un cuerpo 12 del pistón que se aloja en el cuerpo 11 del cilindro y está provisto de una varilla 13 del pistón que se extiende desde el segundo extremo 11b abierto del cuerpo 11 del cilindro. El cuerpo 12 del pistón se encuentra de forma sellada contra la periferia interior del cilindro 11 hueco, y por lo tanto el cuerpo 11 del cilindro y el cuerpo 12 del pistón (en particular el lado que mira hacia el extremo cerrado del cilindro 11a del mismo) delimitan una primera cámara 14 del cilindro, y el cuerpo 11 del cilindro, el cuerpo 12 del pistón (en particular, el lado que mira hacia el extremo 11b del cilindro abierto del mismo) y la varilla 13 del pistón delimitan una segunda cámara 15 del cilindro.
Cabe señalar que en esta realización específica de la herramienta hidráulica, el cilindro hidráulico utilizado en la misma está acoplado por su primer extremo 11a de cilindro cerrado a un extremo de la mordaza 5 pivotante por medio de un pasador (no se muestra) que se puede acomodar en una abertura de bisagra (o bucle) 110 de una brida 11z del extremo 11a de cilindro cerrado.
En la primera realización, como se muestra en las figuras 2 y 3, la varilla 13 del pistón es hueca y, por lo tanto, está provista de un primer orificio 13a. El cuerpo 11 del cilindro también está provisto de una varilla 17 del cilindro que se extiende desde el primer extremo 11a del cilindro cerrado a través del cuerpo 12 del pistón y dentro del primer orificio 13a de la varilla 13 hueca del pistón. En su extremo libre, que se extiende en la varilla 13 hueca del pistón, la varilla 17 del cilindro está provista de un cuerpo 18 del pistón del cilindro que se apoya de forma sellada contra el perímetro interior de la varilla 13 hueca del pistón. El lado del cuerpo 18 del pistón del cilindro que mira hacia el extremo 11b del cilindro abierto y la varilla 13 hueca del pistón delimitan una tercera cámara 16 del cilindro.
Cerca del cuerpo 12 del pistón que forma parte de la varilla 13 del pistón, el primer orificio 13a de la varilla 13 hueca del pistón está en comunicación fluida con la segunda cámara 15 del cilindro. Esta comunicación fluida se indica en las figuras con el numeral 13b de referencia y puede consistir en una o varias aberturas que terminan en el espacio 13a hueco de la varilla 13 del pistón. En esta realización, las aberturas 13b de comunicación de fluidos se proporcionan muy cerca del cuerpo 12 del pistón, de modo que el espacio que está delimitado por el lado que mira hacia el extremo 11a del cilindro cerrado del cuerpo 18 del pistón del cilindro y la varilla 13 hueca del pistón y cuerpo 12 del pistón forma parte de la segunda cámara 15 del cilindro.
La primera cámara 14 del cilindro, la segunda cámara 15 del cilindro y la tercera cámara 16 del cilindro están conectadas al medio 20 de suministro por medio de líneas de fluido separadas primera 19a, segunda 19b y tercera 19c, respectivamente, a través de válvulas hidráulicas. En uso, el cuerpo 12 del pistón y el cuerpo 18 del pistón del cilindro pueden realizar ciclos de trabajo alternativos hacia afuera y hacia adentro, respectivamente, debido al fluido presurizado que pasa a través de la línea primera 19a, segunda 19b y tercera 19c, respectivamente, a la primera 14, segunda 15 y tercera 16 cámara del cilindro, respectivamente, y sobre la base de ello, es posible mover la mordaza 5 pivotante hacia y a partir de la mordaza 4 fija.
El sistema hidráulico de válvula comprende al menos un primer ensamblaje 21 de válvula de control que está alojado en un primer bloque 21a de válvula, cuyo primer ensamblaje 21 de válvula de control controla el suministro de fluido a presión a través de la primera y segunda línea 19a-19b a la primera y segunda cámara 14 y 15 del cilindro, respectivamente. Además, el sistema hidráulico de válvula incluye al menos un segundo ensamblaje 22 de válvula de control en un segundo bloque 22a de válvula. El al menos un segundo ensamblaje 22 de válvula de control controla el suministro de fluido presurizado a través de la tercera línea 19c a la tercera cámara 16 del cilindro.
Al estructurar la varilla 13 hueca del pistón y acomodar una varilla 17 del cilindro adicional y el cuerpo 18 del pistón del cilindro en él, se logra un ensamblaje de cilindro de ajuste hidráulico compacto que comprende tres cámaras 14­ 15-16 de cilindro que son activadas por dos ensamblajes 21-22 de válvula de control que están configurados como bloques de válvulas. De esta forma, el ensamblaje del cilindro de ajuste hidráulico se puede hacer más compacto y liviano, lo que da como resultado tiempos de ciclo más rápidos. Además, esta configuración se caracteriza por un recorrido de cilindro más largo con mayores fuerzas de cierre.
Como se muestra en la figura 2, el primer bloque 21a de válvulas se ajusta contra y cerca del extremo 11b abierto del cuerpo 11 del cilindro. Esto da como resultado una construcción compacta del ensamblaje del cilindro de ajuste hidráulico, cuya compacidad se mejora aún más por el hecho de que la primera línea 19a del primer bloque 21a de válvulas se ajusta a lo largo del cuerpo 11 del cilindro y está conectada a la primera cámara 14 del cilindro cerca del extremo 11a cerrado del cuerpo 11 del cilindro.
Como muestra la figura 2, la segunda línea 19b está parcialmente dispuesta en el primer bloque 21a de válvulas y esta segunda línea 19b atraviesa el cuerpo 11 del cilindro como un orificio cerca del extremo 11b abierto del cuerpo 11 del cilindro y, en este caso, está conectada al segunda cámara 15 del cilindro.
En esta realización del ensamblaje 10 del cilindro hidráulico, el segundo bloque 22a de válvulas se ajusta además contra el marco y en particular contra la placa 2' giratoria. En este caso, la tercera línea 19c está conectada a la tercera cámara 16 del cilindro desde el segundo bloque 22a de válvulas a través de la varilla 13 del pistón que se extiende desde el extremo 11b abierto del cuerpo 11 del cilindro. Más específicamente, el primer bloque 21a de válvulas está conectado al suministro 19a y 19b de fluido por medio de acoplamientos de fluido giratorios. Como resultado de esto, los acoplamientos de fluido pueden moverse concomitantemente con la entrada y salida del ensamblaje 10 del cilindro Z hidráulico, como resultado de lo cual la construcción puede, por un lado, hacerse más compacta, porque las líneas 19a y 19b de fluido, que de otro modo requerirían más espacio en el marco 3, ya no son necesarias. Por otro lado, es posible de esta manera absorber los movimientos giratorios del cilindro 10 con respecto al marco 3, lo que aumenta la vida operativa de las líneas y los acoplamientos.
En esta primera realización del ensamblaje 10 del cilindro hidráulico, el extremo 11a cerrado del cuerpo 11 del cilindro está acoplado al elemento 5 móvil (la mordaza 5 pivotante) y la varilla 13 del pistón que se extiende desde el extremo 11b abierto del cuerpo 11 del cilindro está acoplada al marco 3, cerca o con la placa 2' giratoria, como se muestra claramente en las figuras 2 y 3.
En las figuras 4 y 5 se muestra otra realización del ensamblaje de cilindro hidráulico. En estas figuras 4 y 5, el ensamblaje de cilindro hidráulico se despliega en otra realización de la herramienta hidráulica que se indica con el numeral 1' de referencia. En esta realización, la herramienta 1' hidráulica está configurada como una herramienta de corte, provista de dos mordazas 5a-5b pivotantes que están acopladas al marco 3 para poder pivotar alrededor de los pasadores 6a y 6b de bisagra. Cada mordaza 5a y 5b pivotante se puede activar por medio de un ensamblaje 10 del cilindro hidráulico que ahora está provisto de dos combinaciones 10-1 y 10-2 de pistón/cilindro, en lugar de una.
El ensamblaje 10 del cilindro hidráulico en la figura 4 está en el estado de operación, en el que las carcasas 11 de cilindro y las varillas 12 del pistón de ambas combinaciones 10-1 y 10-2 de pistón/cilindro están completamente retraídas (recorrido hacia adentro = mordazas 5a y 5b abiertas).
En esta realización, el extremo 11a cerrado del cuerpo 11 del cilindro de cada cilindro 10-1 y 10-2 hidráulico está acoplado al marco 3 (la placa 2') y las varillas 13 del pistón que se extienden desde el extremo 11b abierto del cuerpo 11 del cilindro están acopladas con bisagra a cada mordaza 5a con respecto a 5b pivotante.
Como protección, cada cuerpo 11 del cilindro está provisto de una funda protectora o un casquillo 11q protector que protege el cuerpo 11 del cilindro y opcionalmente también el delicado componente del cilindro. Haciendo referencia a la primera realización que se muestra en las figuras 1 y 2, debido a la disposición específica del cuerpo 11 del cilindro en esta realización, los delicados componentes del cilindro, incluido la varilla 13 del pistón retráctil y extensible, las diversas líneas 19a-19c y los ensamblajes 21-22 de válvula de control están protegidos por la construcción robusta del marco 3.
En la disposición de las figuras 4 y 5 que comprende dos combinaciones 10-1 y 10-2 de pistón/cilindro, la protección del marco no es, o apenas es posible. Como resultado de ello, cada combinación 10-1 y 10-2 de pistón/cilindro se aloja en el marco de forma inversa y cada cuerpo 11 del cilindro está provisto de una funda 11q protectora. Además, las conexiones para el sistema hidráulico se mueven a una posición menos vulnerable en el marco de la herramienta hidráulica.
Una posición menos vulnerable se relaciona con el extremo 11a cerrado del cuerpo 11 del cilindro de cada cilindro 10­ 1 y 10-2 hidráulico, respectivamente, contra el cual se ajusta cada segundo ensamblaje 22 de válvula de control. Además, la primera, segunda y tercera línea 19a-19b-19c respectivamente están dispuestas parcialmente en cada segundo ensamblaje 22 de válvula de control (bloque 22a de válvula) y en este caso están directamente conectadas a la primera cámara 14 del cilindro o al primer orificio 17a o el segundo orificio 17b, respectivamente, en la varilla 17 del cilindro.
Todavía otra posición menos vulnerable se relaciona con la ubicación donde se ajusta el primer ensamblaje 21 de válvula de control, es decir, se instala entre los dos cilindros 11 y en la ubicación de los pasadores 6a y 6b de bisagra en el marco 3.
Como se muestra en la figura 5, en esta realización, la varilla 17 del cilindro está provista de un primer orificio 17a, cuyo primer orificio 17a está en comunicación fluida con la segunda cámara 15 del cilindro desde el extremo 11a cerrado de la cámara 11 del cilindro hasta cerca del cuerpo 18 del pistón del cilindro. Además, la varilla 17 del cilindro está provista de un segundo orificio 17b, cuyo segundo orificio 17b está en comunicación fluida con la tercera cámara 16 del cilindro desde el extremo 11a cerrado de la cámara 11 del cilindro y a través del cuerpo 18 del pistón del cilindro.
Al hacer la varilla 13 del pistón hueca también en esta realización y acomodando una varilla 17 de cilindro adicional y un cuerpo 18 del pistón del cilindro en el mismo, se logra un ensamblaje de cilindro de ajuste hidráulico compacto con tres cámaras 14-15-16 de cilindro que son controladas por los dos ensamblajes 21-22 de válvulas de control configurados como bloques de válvulas. Proporcionar dos cilindros de ajuste hidráulicos (numerales 10-2 y 10-2 de referencia) no solo da como resultado una construcción más compacta y liviana, lo que lleva a tiempos de ciclo más rápidos, sino que esta doble realización también se puede usar de manera eficiente para accionar una cortadora de demolición que tenga dos mordazas 5a-5b pivotantes con mayores fuerzas de cierre.
De manera análoga a la primera realización, el sistema hidráulico de válvula comprende al menos un primer ensamblaje 21 de válvula de control que está alojado en un primer bloque 21a de válvula, cuyo primer ensamblaje 21 de válvula de control controla el suministro de fluido a presión a través de la primera y la segunda línea 19a-19b para la primera y la segunda cámara 14 y 15 del cilindro, respectivamente, de ambos cilindros 10-1 y 10-2 de ajuste hidráulico. Además, el sistema hidráulico de válvulas comprende dos segundos ensamblajes 22 de válvulas de control, uno para cada uno de los cilindros 10-1 y 10-2 de ajuste hidráulico. Cada ensamblaje 22 de válvulas de control se proporciona en un segundo bloque 22a de válvulas y cada segundo ensamblaje 22 de válvulas de control controla el suministro de fluido a presión a la cámara del tercer cilindro 16 del cilindro 10-1 y 10-2 hidráulico respectivo, respectivamente, a través de la tercera línea 19c.
La construcción compacta se consigue además por el hecho de que cada segundo bloque 22a de válvulas se ajusta contra el extremo 11a cerrado del cuerpo 11 del cilindro del respectivo cilindro 10-1 y 10-2 hidráulico, respectivamente. En esta realización, la primera, segunda y tercera línea 19a-19b-19c, respectivamente, están dispuestas parcialmente en cada segundo bloque 22a de válvulas y en este caso están conectadas a la primera cámara 14 del cilindro, o al primer orificio 17a y al segundo orificio 17b, respectivamente, en la varilla 17 del cilindro.
Las figuras 6 a 12 muestran diferentes configuraciones de estados de operación de un ensamblaje de cilindro hidráulico de acuerdo con la primera realización de acuerdo con la invención, como se muestra en la figura 3. Cabe señalar que el sistema hidráulico de válvula ilustrado también se puede utilizar en la segunda realización, como se muestra en las figuras 4 y 5.
Los numerales 20a y 20b de referencia indican la línea central de suministro y alivio para el fluido a presión a través de la cual los medios 20 de suministro pasan el fluido a presión a través de la válvula hidráulica y a las diversas cámaras 14-15-16 de cilindro.
Cabe señalar para todas las figuras 6 a 12 que el primer ensamblaje 21 de válvulas de control que se incluye en el primer bloque 21a de válvulas está compuesto por dos válvulas 31 y 32 de charnela, que controlan el flujo principal de fluido presurizado a través de la primera y segunda línea 19a-19b desde y hacia la primera y segunda cámara 14 y 15 del cilindro. Además, se incorporan válvulas piloto en el ensamblaje 21 de válvulas de control para controlar las válvulas 31 y 32 de charnela. El ensamblaje 21 de válvula de control controla el modo de velocidad/potencia de la herramienta hidráulica durante el cierre de la mordaza 5 móvil (en la primera realización de las figuras 1-3) o las mordazas 5a-5b móviles (en la segunda realización de las figuras 4 y 5). Además, el ensamblaje 21 de válvula de control tiene una protección automática de presión en caso de que se bloquee el flujo de retorno de fluido desde las cámaras del cilindro.
El segundo ensamblaje 22 de válvulas de control está incorporado en el segundo bloque 22a de válvulas y controla el flujo de fluido a través de la tercera línea 19c hacia a partir de la tercera cámara 16 del cilindro. Con este fin, el segundo ensamblaje 22 de válvula de control está provisto de dos válvulas de charnela, siendo una tercera y cuarta válvula 33 y 34 de charnela, respectivamente. La cuarta válvula 34 de charnela está controlada por la válvula 35 piloto. El segundo ensamblaje 22 de válvula de control se puede conmutar en el llamado modo de velocidad o potencia al abrir la mordaza, por medio del control piloto de la cuarta válvula 34 de charnela por medio de la válvula 35 piloto. Esta realización se puede utilizar con aplicaciones específicas de una herramienta hidráulica, que requieren una mayor potencia de abertura de la mordaza, tal como por ejemplo con un cortador de chatarra.
Cada primera y segunda válvula 31 y 32 de charnela tiene una carcasa de válvula con un cuerpo de válvula y están configuradas de tal manera que los cuerpos de válvula de ambas válvulas 31 y 32 de charnela pueden adoptar dos posiciones en la carcasa de válvula. Una primera posición cerrada y una segunda posición abierta. Como se muestra claramente en la configuración básica de la figura 3, que también se aplica a las diversas configuraciones en las figuras 6-12, el cuerpo de válvula de la primera válvula 31 de charnela está provisto de un sello 31z. En aras de la claridad, este sello 31z no se muestra en las figuras 6-12, pero no obstante está presente.
La línea 20a de suministro central se conecta rutinariamente a la primera línea 19a a la primera cámara 14 del cilindro y, por lo tanto, esta conexión puede abrirse o cerrarse mediante la primera válvula 31 de charnela.
La figura 6 muestra la configuración de la válvula hidráulica en el denominado modo de velocidad durante el cierre de la mordaza de la herramienta hidráulica, en donde el cilindro 10 de ajuste hidráulico se extiende a alta velocidad (y poca fuerza). En este caso, la varilla 13 del pistón se mueve hacia la derecha en el plano de la figura 6 (como lo indica la flecha), o la carcasa 11 del cilindro se mueve hacia la izquierda. Con este fin, el fluido/aceite a presión pasa a la primera cámara 14 del cilindro a través de la primera línea 20a de suministro y la primera línea 19a de fluido, y el medio a presión (aceite) también fluye a través de la primera línea 20a de suministro y la cuarta válvula 34 de charnela hacia la tercera cámara 16 del cilindro a través de la tercera línea 19c de fluido. En este caso, la tercera válvula 33 de charnela está cerrada.
El fluido (aceite) en la segunda cámara 15 del cilindro se desplaza desde la cámara 15 del cilindro y fluye al primer ensamblaje 21 de válvula de control a través de la segunda línea 19b de fluido. En ese momento, la segunda válvula 32 de charnela del primer ensamblaje 21 de válvula de control se cierra por la presión piloto en la línea 32a parcial y la primera válvula 31 de charnela se abre por la presión del fluido en la segunda línea 19b de fluido (en particular en la línea 19b-2 parcial). Como resultado de ello, el flujo de aceite de la segunda línea 19b de fluido se recicla con el flujo de fluido en la primera línea 19a de fluido. En ese momento, no hay flujo de retorno de fluido en la línea 20b de retorno hacia el depósito/tanque de fluido y solo prevalece la presión del tanque en la línea 20b de retorno.
La figura 7 muestra la configuración en el denominado modo de fuerza (posición de potencia) al cerrar la mordaza de la herramienta hidráulica. A una determinada presión (por ejemplo, 160 bar), se abre una válvula 36 de presión piloto y, por lo tanto, reduce la presión piloto en la línea 32a piloto o parcial en la segunda válvula 32 de charnela. La segunda válvula 32 de charnela se abre, por lo que la corriente presurizada en la línea 19b puede fluir repentinamente a través de la línea 20b de retorno (ya que en la línea 20b de retorno prevalece una presión de tanque inferior). En este caso, la primera válvula 31 de charnela bajo presión piloto en la línea 19a-2 parcial se cierra y se ejerce la máxima presión operativa en la primera y tercera cámaras 14 y 16 del cilindro. La segunda cámara 15 del cilindro se descarga completamente a través de la segunda línea 19b de fluido, la segunda válvula 32 de charnela y la línea 20b de retorno al depósito/tanque de fluido. Entonces, la fuerza de cierre de la mordaza está en su punto máximo.
La figura 8 muestra la configuración en el denominado modo de velocidad durante la abertura de la mordaza, en el que el cilindro 10 de ajuste hidráulico se retrae a alta velocidad. En este caso, la varilla 13 del pistón se mueve hacia la izquierda en el plano de la figura 6 (como lo indica la flecha), o la carcasa 11 del cilindro se mueve hacia la derecha. En este caso, el fluido presurizado (aceite) se suministra en la línea 20b de retorno y a través de la segunda válvula 32 de charnela, que se abre forzada por el flujo de fluido a la derecha en la figura, el fluido fluye hacia la segunda cámara 15 del cilindro a través de la segunda línea 19b de fluido. La varilla 13 del pistón se mueve hacia la izquierda en la carcasa 11 del cilindro. La primera válvula 31 de charnela se mantiene cerrada por la presión piloto de la válvula 37 de presión piloto dispensada en la línea 19a-2 parcial, de modo que no ocurra pérdida de presión en la línea 20b de retorno y la segunda línea 19b de fluido.
El fluido (aceite) que es desplazado de la primera cámara 14 del cilindro que se está volviendo más pequeña fluye de regreso sin presión a través de la primera línea 19a de fluido, pasa la primera válvula 31 de charnela cerrada y a través de la línea 20a de suministro regresa al depósito/tanque de fluido. El fluido de la tercera cámara 16 del cilindro también se desplaza, pero fluye al segundo ensamblaje 22 de válvula de control a través de la tercera línea 19c de fluido. En ese momento, la cuarta válvula 34 de charnela se cierra y la tercera válvula 33 de charnela se abre como resultado del desplazamiento por la línea 19c-2 parcial. De esta manera, el flujo de fluido de la tercera cámara 16 del cilindro se recicla a sí mismo a través de la tercera línea 19c de fluido, la línea 19c-2 parcial y pasa por la tercera válvula 33 de charnela con el flujo de fluido en la línea 20b de retorno en la dirección de la segunda línea 19b de fluido/segunda cámara 15 del cilindro.
La figura 9 muestra la configuración en el denominado modo de fuerza durante la abertura de la mordaza 5. Si la mordaza 5 experimenta resistencia durante la abertura, por ejemplo porque se ha atascado chatarra y/o material de demolición entre las mordazas 4 y 5, entonces es deseable aumentar temporalmente la fuerza de abertura de la mordaza 5. Esto puede lograrse abriendo la cuarta válvula 34 de charnela en ese momento por medio de la válvula 35 piloto. Esto permite que la presión del fluido en la tercera cámara 16 del cilindro y la tercera línea 19c de fluido se alivie sin presión al depósito/tanque de fluido a través de la cuarta válvula 34 de charnela y la línea 20a de suministro. En ese momento, la tercera válvula 33 de charnela se cierra. La presión en la cámara 15 del segundo cilindro está ahora en su punto máximo y las cámaras 14 y 16 del cilindro primero y tercero se han descargado al depósito/tanque de fluido. La fuerza de abertura de la mordaza 5 es ahora máxima.
Cabe señalar que esta posición de configuración que se muestra en la figura 9 no se requiere para todos los usos. Si no se requiere, entonces la realización del segundo ensamblaje 22 de válvula de control se puede simplificar omitiendo una válvula 35 piloto y la cuarta válvula 34 de charnela se puede configurar simplemente como una válvula antirretorno.
La figura 10 muestra la configuración en reposo cuando la mordaza 5 está abierta y antes de que la mordaza se cierre. En este caso, la primera válvula 31 de charnela se mantiene cerrada, porque la presión piloto en la línea 19a-2 parcial se captura entre la válvula 37 de presión piloto de la primera válvula 31 de charnela y una válvula 38 antirretorno operada por piloto en la línea 19a-3 de control piloto. Debido a que la primera válvula 31 de charnela se mantiene cerrada, la mordaza 5 de arriba (de las mordazas de un cortador de demolición) no puede cerrarse de manera descontrolada debido a las pérdidas por fugas en las líneas. En el momento en que la presión del fluido se aplica activamente a la línea 20a de suministro y la primera línea 19a de fluido para cerrar la mordaza 5, la válvula antirretorno operada por piloto se abre y la presión piloto de la primera válvula 31 de charnela se libera a través de la línea 19a-4 de alivio. A continuación, se cierra la mordaza 5 y se repite el ciclo de la figura 6.
La figura 11 muestra la configuración en caso de que la línea 20b de retorno esté bloqueada como resultado de un defecto (por ejemplo, en el caso de un acoplamiento de manguera roto) y toda la presión operativa del fluido actúa sobre la línea 20a de suministro. Normalmente, todas las válvulas podrían bloquearse debido al hecho de que los diversos medios de control piloto ya no pueden descargarse. Esto conduce a que el flujo de fluido de la cámara 15 del segundo cilindro se bloquee y, debido a la alta relación piloto de estos cilindros (relación entre el lado de la varilla de superficie contra el lado de abajo), la presión en la cámara 15 del segundo cilindro se vuelve peligrosamente alta, lo que puede causar que la carcasa 11 del cilindro se dañe o incluso explote. Por medio de una válvula 370 de presión piloto con alivio atmosférico (la operación es independiente de la presión de retorno), la presión piloto en la línea 19a-2 parcial en la primera válvula 31 de charnela se maximiza a, por ejemplo, 380 bar. Si la presión del fluido en la línea 19b de retorno supera los 380 bar, esta presión más alta a través de la línea 19b-1 parcial actuará contra la presión piloto en la línea 19a-2 parcial en la primera válvula 31 de charnela y eventualmente abrirá la última. Como resultado de ello, se iguala la presión en la carcasa 11 del cilindro entre el lado de abajo y el lado de la varilla del cuerpo 12 del pistón, y esto evita que el cilindro 11 explote.
La figura 12 muestra la configuración del ensamblaje 10 del cilindro de ajuste hidráulico en el estado de configuración de la figura 10, en el que la válvula 38 antirretorno operada por piloto ha sido reemplazada por una válvula 38' de desviación.
Con esta configuración, se puede aplicar una desviación inferior a la primera válvula 31 de charnela. Esta pretensión inferior es suficientemente grande para evitar que la mordaza 5 móvil se cierre de forma descontrolada. Además, el comportamiento de conmutación de la primera válvula 31 de charnela es más suave. Además, la figura 12 muestra una segunda válvula piloto alternativa, designada 22', donde la tercera válvula 33 de charnela, la cuarta válvula 34 de charnela y la válvula 35 piloto para la cuarta válvula de charnela han sido reemplazadas por elementos lógicos y están designadas con los numerales 33', 34 ' y 35' de referencia. Esta realización con los elementos 33', 34' y 35' lógicos es adecuada para procesar y pasar flujos de aceite más grandes al cilindro 10 de ajuste hidráulico, por lo que también se puede usar con dispositivos de demolición de mayor tamaño, tales como trituradoras de hormigón grandes y cizallas para chatarra más grandes.
Lista de numerales de referencia
1-1' herramienta hidráulica (primera y segunda realizaciones)
2 primera parte 2 del marco
2' placa giratoria
3 segunda parte del marco
4 mordaza fija
5 elemento móvil con respecto al marco (mordaza móvil)
6 pasador de la bisagra
8 medios de acoplamiento
10-10-1/10-2 combinación de pistón/cilindro hidráulico
11 cuerpo del cilindro
11a primero, extremo cerrado del cuerpo del cilindro
11b segundo, extremo abierto del cuerpo del cilindro
12 cuerpo del pistón alojado en el cuerpo del cilindro
13 varilla del pistón
13a orificio en la varilla del pistón
13b conexión entre el primer orificio y la segunda cámara del cilindro 13z bucle de brida o bisagra
14 cámara del primer cilindro
15 cámara del segundo cilindro
16 cámara del tercer cilindro
17 varilla del cilindro
17a primer orificio en la varilla del cilindro
17b segundo orificio en la varilla del cilindro
18 cuerpo del pistón del cilindro
19a primera línea de fluido
19a-2 línea piloto
19a-3 línea de control piloto
19a-4 línea de alivio
19b segunda línea de fluido
19b-1 línea piloto o parcial
19c tercera línea de fluido
19c-2 línea parcial para la tercera válvula de charnela
20 medios de suministro para un fluido presurizado
20a línea de suministro
20b línea de retorno
21 primer ensamblaje de válvula de control
21a primer bloque de válvulas
22-22' segundo ensamblaje de válvula de control (primera y segunda realizaciones) 22a segundo bloque de válvulas
31 primera válvula de charnela
31z sello en la válvula de la primera válvula de charnela
32 segunda válvula de charnela
32a línea piloto o parcial para la segunda válvula de charnela
33- 33' tercera válvula de charnela (primera y segunda realizaciones)
34- 34' cuarta válvula de charnela (primera y segunda realizaciones)
35- 35' válvula piloto para cuarta válvula de charnela (primera y segunda realizaciones) 36 válvula piloto para segunda válvula de charnela
37 válvula de presión piloto para la primera válvula de charnela
370 válvula de presión piloto con alivio atmosférico
38 válvula antirretorno operada por piloto

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Ensamblaje (10, 10-1, 10-2) de cilindro hidráulico, por ejemplo para usar con una herramienta (1-1') hidráulica, dicha herramienta hidráulica está provista de un marco (2-2'-3) y un elemento (5) que es móvil con respecto al marco por medio del ensamblaje de cilindro hidráulico, en donde el ensamblaje de cilindro hidráulico comprende al menos:
- un suministro (20) de fluido a presión;
- una combinación pistón/cilindro compuesta por
un cuerpo (11) del cilindro provisto de un extremo (11a) cerrado y un extremo (11b) abierto y
un cuerpo (12) del pistón alojado en el cuerpo del cilindro, provisto de una varilla (13) del pistón que se extiende desde el extremo (11b) abierto del cuerpo (11) del cilindro en donde
el cuerpo (11) del cilindro y el lado del cuerpo (12) del pistón que mira hacia el extremo (11a) cerrado delimitan una primera cámara (14) del cilindro y el cuerpo (11) del cilindro, el lado del cuerpo (12) del pistón que mira hacia el extremo (11b) abierto y la varilla (13) del pistón delimitan una segunda cámara (15) del cilindro, en donde
- la varilla (13) del pistón es hueca y el orificio (13a) de la varilla hueca del pistón está en comunicación fluida con la segunda cámara (15) del cilindro cerca del cuerpo (12) del pistón, y
- el cuerpo (11) del cilindro comprende una varilla (17) del cilindro que se extiende a través del cuerpo (12) del pistón desde el extremo cerrado hasta la varilla (13) hueca del pistón y está provisto de un cuerpo (18) del pistón del cilindro, en donde
el lado del cuerpo (18) del pistón del cilindro Z que mira hacia el extremo (11b) abierto del cilindro y la varilla (13) hueca del pistón delimitan una tercera cámara (16) del cilindro, y en donde
en uso, el cuerpo (12) del pistón realiza alternativamente ciclos de trabajo hacia afuera y hacia adentro debido al fluido presurizado suministrado a la primera (14), segunda (15) y tercera (16) cámara del cilindro, respectivamente, a través de una línea de fluido primera (19a), segunda (19b) y tercera (19c), respectivamente, caracterizado además por
al menos un primer ensamblaje (21) de válvula de control alojado en un primer bloque (21a) de válvula cuyo primer ensamblaje (21) de válvula de control controla el suministro de fluido a presión a través de la línea de fluido primera (19a) y segunda (19b) a la primera cámara (14) del cilindro y la segunda cámara (15) del cilindro, así como al menos un segundo ensamblaje (22-22') de válvulas de control que está alojado en un segundo bloque (22a) de válvulas, el cual al menos un segundo ensamblaje (22 -22') de válvulas de control controla el suministro de fluido presurizado a la tercera cámara (16) del cilindro a través de la tercera línea 19c) de fluido y en donde el primer ensamblaje (21) de válvula de control
comprende una válvula (37, 370) de presión piloto y una válvula (31) de charnela conectada a la primera línea (19a) de fluido, controlando la válvula de presión piloto la abertura de la válvula de charnela con base en la presión del fluido en la segunda línea (19b) de fluido.
2. Ensamblaje de cilindro hidráulico de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el primer bloque (21a) de válvulas se ajusta contra y cerca del extremo (11b) abierto del cuerpo (11) del cilindro.
3. Ensamblaje de cilindro hidráulico de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la primera línea (19a) de fluido del primer bloque (21a) de válvulas se ajusta junto al cuerpo (11) del cilindro y se conecta a la primera cámara (14) del cilindro cerca del extremo (11a) cerrado del cuerpo (11) del cilindro.
4. Ensamblaje de cilindro hidráulico de acuerdo con la reivindicación 2 o la reivindicación 3, en donde la segunda línea (19b) de fluido está dispuesta parcialmente en el primer bloque (21a) de válvulas y está conectada a la segunda cámara (15) del cilindro cerca del extremo (11b) abierto del cuerpo (11) del cilindro.
5. Ensamblaje de cilindro hidráulico de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la tercera línea (19c) de fluido del segundo bloque (22a) (21b) de válvulas está conectada a la tercera cámara (16) del cilindro a través de la varilla (13) del pistón que se extiende desde el extremo (11b) abierto del cuerpo (11) del cilindro.
6. Ensamblaje de cilindro hidráulico de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, en donde el extremo (11a) cerrado del cuerpo (11) del cilindro se puede acoplar al elemento (5) móvil de la herramienta hidráulica y la varilla (13) del pistón que se extiende desde el extremo (11b) abierto del cuerpo (11) del cilindro es acoplable al marco (2-2'-3) de la herramienta hidráulica.
7. Ensamblaje de cilindro hidráulico de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la varilla (17) del cilindro está provista de un primer orificio (17a), cuyo primer orificio (17a) está en comunicación fluida con la segunda cámara (15) del cilindro y se extiende desde el extremo (11a) cerrado del cuerpo (11) del cilindro hasta cerca del cuerpo (18) del pistón del cilindro.
8. Ensamblaje de cilindro hidráulico de acuerdo con la reivindicación 7, en donde la varilla (17) del cilindro está provista de un segundo orificio (17b), cuyo segundo orificio (17b) está en comunicación fluida con la tercera cámara (16) del cilindro y se extiende desde el extremo (11a) cerrado del cuerpo (11) del cilindro y a través del cuerpo (18) del pistón del cilindro.
9. Ensamblaje de cilindro hidráulico de acuerdo con la reivindicación 7 o la reivindicación 8, en donde el segundo bloque (22a) de válvulas se ajusta contra el extremo (11a) cerrado del cuerpo (11) del cilindro.
10. Ensamblaje de cilindro hidráulico de acuerdo con la reivindicación 9, en donde la línea de fluido primera (19a), segunda (19b) y tercera (19c), respectivamente, están dispuestas parcialmente en el segundo bloque (22a) de válvulas y conectadas a la primera cámara (14) del cilindro, el primer orificio (17a) y el segundo orificio (17b), respectivamente.
11. Ensamblaje de cilindro hidráulico de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 7-10, en donde el extremo (11a) cerrado del cuerpo (11) del cilindro se puede acoplar al marco (2-2'-3) de la herramienta hidráulica y la varilla (13) del pistón que se extiende desde el extremo (11a) abierto del cuerpo (11) del cilindro es acoplable al elemento (4) móvil de la herramienta hidráulica.
12. Ensamblaje de cilindro hidráulico de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la válvula de presión piloto es una válvula de presión piloto con alivio (370) atmosférico.
13. Ensamblaje de cilindro hidráulico de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la válvula (37-370) de presión piloto coopera con una válvula (38) antirretorno operada por piloto.
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