ES2986370T3 - Elemento tubular expansible para cilindro inflable - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un elemento tubular expansible (3, 37) para un cilindro inflable por fluidos, que comprende una pared periférica (7) estanca a los fluidos y formada por una pluralidad de paneles (9) conectados de dos en dos por medio de eslabones (11) sensiblemente rectilíneos que representan cada uno un eje de pivote, siendo los paneles (9) más rígidos que los eslabones (11), de manera que dos paneles (9) adyacentes a un eslabón (11) pueden girar alrededor del eje de pivote representado por este eslabón (11), estando cada extremo de un eslabón (11) conectado a al menos dos extremos de otros eslabones (11) de manera que definen un nudo (13), teniendo cada nudo (13) un espesor mayor que el espesor mínimo de los eslabones (11) adyacentes. La invención se refiere también a un procedimiento de fabricación de dicho elemento tubular expansible (3, 37), así como a un cilindro inflable por fluidos (1, 35, 39) que comprende dicho elemento tubular expansible (3, 37). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Elemento tubular expansible para cilindro inflable
La invención se refiere al campo de los cilindros inflables.
Estos cilindros inflables se usan generalmente para un dispositivo tal como un amortiguador o un accionador. Por ejemplo, el documento US 5.181.452 A da a conocer un accionador de fuelle.
Tales cilindros inflables se inflan generalmente con aire, pero también pueden usarse con agua, aceite, glicol, o más generalmente un fluido. Estos cilindros inflables, también denominados cojines inflables, están generalmente compuestos por un elemento tubular expansible de caucho o de material de plástico, eventualmente coronado por una pieza de empalme o dispuesto entre dos piezas de empalme. El elemento tubular comprende generalmente una pared periférica en forma de fuelle cilíndrico en acordeón, y se obtiene, por ejemplo, mediante moldeo por soplado de una forma preliminar de un material elastomérico termoplástico. La o las piezas de empalme son generalmente metálicas, y se enganchan con elementos mecánicos que están configurados para accionarse por el cilindro inflable. Para permitir una buena compresibilidad del elemento tubular y limitar el volumen ocupado del cilindro inflable, la pared periférica del elemento tubular presenta un grosor variable.
No obstante, una variación de grosor de este tipo conduce a dificultades de fabricación y a zonas de resistencia a la presión, en particular cuando el cilindro inflable está en el estado inflado al máximo. En efecto, en caso de sobrepresión, debido a que la pared periférica del elemento tubular presenta un grosor variable, éste puede deformarse localmente de manera importante más allá de su forma máxima deseada a nivel de la zona de grosor más bajo, a saber una sección circular del fuelle cilíndrico. Por tanto, la resistencia a la presión de un elemento tubular de este tipo para cilindro inflable es baja teniendo en cuenta el grosor más bajo de la pared periférica del elemento tubular.
Por tanto, teniendo en cuenta su diseño, los cilindros inflables actuales no permiten obtener a la vez un volumen ocupado bajo y una resistencia a la presión óptima.
La invención tiene concretamente como objetivo disponer de un elemento tubular expansible para cilindro inflable, que dispone de un volumen ocupado limitado así como de una resistencia a la presión óptima
siendo los paneles más rígidos que las uniones, de manera que dos paneles adyacentes a una unión pueden realizar una rotación alrededor del eje de pivotado representado por esta unión,
estando cada extremo de una unión conectado al menos a dos extremos de otras uniones de manera que se define un nodo,
presentando cada nodo un grosor superior al grosor mínimo de las uniones adyacentes.
Por tanto, se propone realizar la invención proporcionando un elemento tubular expansible, en el que los nodos refuerzan la estructura. En efecto, incluso con un grosor bajo de las uniones, el elemento tubular expansible experimenta una deformación radial limitada debido a la presencia de los nodos. Por tanto, se mejora la resistencia a la presión del elemento tubular expansible. La estructura en forma de paneles, de uniones y de nodos permite una compresibilidad máxima del elemento tubular expansible y, por tanto, un volumen ocupado mínimo del elemento tubular expansible en el estado comprimido.
Según otras características opcionales del elemento tubular expansible, tomadas solas o en combinación:
- Las uniones están principalmente compuestas por material de plástico. Por principalmente, debe entenderse principalmente en masa. De este modo, se facilita la fabricación.
- Los paneles tienen forma poligonal, preferiblemente forma triangular. De este modo, se mejoran la compresibilidad y la resistencia del elemento tubular expansible.
- Los paneles presentan un grosor sustancialmente uniforme. De este modo, se facilita la fabricación.
- El grosor de los nodos es sustancialmente idéntico al grosor de los paneles. De este modo, se reduce adicionalmente el volumen ocupado del elemento tubular expansible.
- Al menos una de las uniones presenta una constitución idéntica a al menos una parte de los paneles adyacentes a dicha unión y, al menos en algunos lugares, un grosor menor que los grosores de ces paneles. De este modo, se simplifica la fabricación del elemento tubular expansible, y el elemento tubular expansible se comprime fácilmente. - Los paneles y las uniones presentan la misma composición. De este modo, se facilita la fabricación.
- Los paneles están principalmente compuestos por material de plástico. Por principalmente, debe entenderse principalmente en masa. De este modo, se facilita la fabricación.
- La pared periférica está principalmente compuesta por material de plástico. Por principalmente, debe entenderse principalmente en masa. De este modo, se facilita la fabricación.
- La pared periférica está formada por los paneles y las uniones.
- La pared periférica está compuesta por un material compuesto o de múltiples capas, que comprende preferiblemente un material polimérico y/o elastomérico, más preferiblemente polipropileno y/o polietileno. De este modo, se mejora la resistencia a la presión del elemento tubular expansible.
- La pared periférica está compuesta por un material compuesto o de múltiples capas, que comprende preferiblemente un material metálico. De este modo, se mejora la resistencia a la presión del elemento tubular expansible.
- La pared periférica está compuesta por un material de múltiples capas y comprende una capa eléctricamente conductora, preferiblemente metálica, más preferiblemente en forma de una tinta conductora y/o de una película metálica dispuestas sobre la superficie interior y/o exterior de la pared periférica. De este modo, el elemento tubular expansible puede permitir la conducción de electricidad, por ejemplo para alimentar elementos situados aguas abajo del elemento tubular expansible con respecto a una fuente de energía eléctrica, y/o para realizar una función de sensor debido a que la resistencia eléctrica del elemento tubular expansible se modifica en función de su estado de deformación.
- La capa eléctricamente conductora es la capa más interna. De este modo, se simplifica la conexión a un dispositivo situado en el interior del elemento tubular expansible, por ejemplo una fuente de energía eléctrica, un transductor o una antena.
- La capa eléctricamente conductora es la más externa. De este modo, se simplifica la conexión a un dispositivo situado en el exterior del elemento tubular expansible, por ejemplo una fuente de energía eléctrica, un transductor o una antena.
- Al menos una de las uniones está formada por una película adhesiva que conecta dos paneles adyacentes. De este modo, se simplifica la fabricación del elemento tubular.
La invención también tiene por objeto un cilindro inflable mediante un fluido, que comprende un elemento tubular expansible del tipo anteriormente mencionado y una pieza de empalme fijada a uno de los extremos del elemento tubular expansible.
Según otras características opcionales del cilindro inflable, tomadas de manera aislada o en combinación:
- La pieza de empalme comprende un medio de alimentación y/o de evacuación de fluido, estando el elemento tubular expansible configurado para pasar de un modo retraído en el que presenta un primer volumen interior a un modo dilatado en el que presenta un segundo volumen interior y una forma sustancialmente cilíndrica, siendo el segundo volumen interior superior al primer volumen interior, preferiblemente en al menos un factor de 10, más preferiblemente en al menos un factor de 100. De este modo, al proporcionar un cilindro inflable dotado de un elemento tubular expansible en el que la pieza de empalme comprende un medio de alimentación y/o de evacuación de fluido, la estructura del elemento tubular expansible en forma de paneles, de uniones y de nodos permite una compresibilidad máxima del elemento tubular expansible y, por tanto, un volumen ocupado mínimo del elemento tubular expansible cuando el cilindro inflable se encuentra en el estado retraído, al tiempo que se garantiza una resistencia a la presión importante cuando el cilindro inflable se encuentra en el estado dilatado.
- El elemento tubular expansible presenta una forma sustancialmente cilíndrica acodada en el modo dilatado. De este modo, puede obtenerse un accionamiento en cualquier dirección espacial deseada.
- La presión de fluido en el interior del elemento tubular expansible está comprendida entre 0 y 1 bar cuando el elemento tubular expansible está en un modo retraído.
- La presión de fluido en el interior del elemento tubular expansible está comprendida entre 1 y 12 bar cuando el elemento tubular expansible está en un modo dilatado.
- El cilindro inflable comprende además medios de guiado que permiten guiar el desplazamiento del elemento tubular expansible entre su modo retraído y su modo dilatado ya la inversa, preferiblemente un vástago telescópico de guiado.
- Los medios de guiado están dispuestos en el espacio interno delimitado por la pared periférica del elemento tubular expansible.
- Los medios de guiado están dispuestos en el exterior del espacio interno delimitado por la pared periférica del elemento tubular expansible, y están distribuidos preferiblemente de manera regular alrededor de la periferia del elemento tubular expansible.
- El cilindro inflable comprende dos piezas de empalme, estando cada pieza de empalme fijada a uno de los extremos del elemento tubular expansible.
- El cilindro inflable comprende medios de limitación de carrera, por ejemplo compuestos por una funda, preferiblemente de material textil, dispuesta en el exterior de la pared periférica del elemento tubular expansible. - El cilindro inflable comprende un medio de transferencia de energía, preferiblemente un conducto de transferencia de fluido y/o un cable eléctrico, dispuesto en el espacio interior del elemento tubular expansible.
- El cilindro inflable comprende al menos dos elementos tubulares expansibles.
- Los elementos tubulares expansibles están dispuestos en serie.
- Los elementos tubulares expansibles adyacentes dispuestos en serie están conectados entre sí mediante al menos una pieza de empalme.
- El cilindro inflable comprende al menos tres elementos tubulares expansibles.
- Los elementos tubulares expansibles están dispuestos en paralelo.
- Los elementos tubulares expansibles dispuestos en paralelo comprenden, cada uno, una pieza de empalme, que soportan conjuntamente una pletina.
- La pared periférica está adherida sobre la pieza de empalme. De este modo, la fijación del elemento tubular expansible y de la pieza de empalme se realiza de manera particularmente sencilla.
- La pieza de empalme comprende una brida y un elemento de fijación, sujetándose la pared periférica en la pieza de empalme mediante apriete entre la brida y el elemento de fijación. De este modo, la fijación del elemento tubular expansible y de la pieza de empalme se realiza de manera particularmente sencilla.
La invención tiene finalmente por objeto un procedimiento de fabricación de un elemento tubular expansible del tipo anteriormente mencionado, que comprende las siguientes etapas:
- fabricar un tubo principalmente compuesto por material de plástico,
- realizar una pluralidad de patrones en el tubo mediante medios de grabado y/o de marcaje,
- deformar los patrones, de manera que los patrones en el estado deformado forman las uniones, realizándose la etapa de deformación de los patrones mediante despresurización del interior del tubo, preferiblemente a una presión comprendida entre 0 y 0,5 bar, y/o mediante apoyo mecánico simultáneo sobre los patrones dispuestos en una misma sección transversal del tubo.
De este modo, la fabricación de un elemento tubular expansible se realiza de manera sencilla y económica.
Según otras características opcionales del procedimiento de fabricación, tomadas solas o en combinación:
- Los patrones son, por ejemplo, patrones cilíndricos, del tipo conocido con el nombre de patrón de tipo Yoshimura, bomba de agua, Kresling o tela metálica, preferiblemente de tipo Kresling.
- La etapa de deformación de los patrones es una etapa de plegado.
- La etapa de fabricación de un tubo principalmente compuesto por material de plástico es una etapa de fabricación de un tubo constituido únicamente por material de plástico.
- La etapa de fabricación de un tubo principalmente compuesto por material de plástico se realiza mediante termoconformación, mediante inyección-soplado, mediante moldeo o mediante rotomoldeo.
- Los medios de grabado comprenden un láser.
- Los medios de marcaje comprenden una rueda dentada.
- La etapa de realización de una pluralidad de patrones en el tubo mediante un medio de grabado y/o de marcaje se realiza mediante grabado por láser y después mediante marcaje por rueda dentada.
- El procedimiento comprende, preferiblemente después de la etapa de deformación de los patrones, una etapa de cocción mediante recocido del elemento tubular expansible así obtenido, de manera que su modo en reposo es el modo retraído.
Breve descripción de las figuras
La invención se comprenderá mejor tras la lectura de la siguiente descripción facilitada únicamente a modo de ejemplo y realizada haciendo referencia a los dibujos adjuntos en los que:
[Figura 1] la figura 1 es una vista esquemática de frente de un cilindro inflable según una primera realización, en el estado dilatado;
[Figura 2] la figura 2 es una vista esquemática de frente de un cilindro inflable dotado de un elemento tubular expansible según la primera realización, en el estado retraído;
[Figura 3] la figura 3 es una vista esquemática en perspectiva de una pieza de empalme según una primera variante;
[Figura 4] la figura 4 es una vista esquemática en perspectiva de un cilindro inflable según una segunda realización, en el estado dilatado;
[Figura 5] la figura 5 es una vista esquemática en perspectiva de un cilindro inflable según una tercera realización, en el estado dilatado;
[Figura 6] la figura 6 es una vista esquemática de frente de un cilindro inflable según una cuarta realización, en el estado dilatado;
[Figura 7] la figura 7 es una vista esquemática en perspectiva de un cilindro inflable según una quinta realización, en el estado dilatado, que está dotado de piezas de empalme según una segunda variante;
[Figura 8] la figura 8 es una vista esquemática parcial de frente de un cilindro inflable según una variante de la primera realización, en el estado dilatado;
[Figura 9] la figura 9 es una vista esquemática de frente de un cilindro inflable según una variante de la primera realización, en el estado dilatado;
[Figura 10] la figura 10 es una vista esquemática parcial de frente de un cilindro inflable según una variante de la primera realización, en el estado dilatado;
[Figura 11] la figura 11 es una vista esquemática parcial de frente de un cilindro inflable según una variante de la primera realización, en el estado dilatado.
Descripción detallada
En la figura 1 se ha representado un cilindro inflable 1 según una primera realización. El cilindro inflable 1 puede inflarse mediante un fluido, por ejemplo aire o agua. El cilindro inflable 1 comprende un elemento tubular expansible 3 y una pieza de empalme 5 según una primera variante, fijada a uno de los extremos del elemento tubular expansible 3. En el ejemplo representado en la figura 1, el cilindro inflable 1 comprende dos piezas de empalme 5, estando cada pieza de empalme 5 fijada a uno de los extremos del elemento tubular expansible 3.
El elemento tubular expansible 3 comprende una pared periférica 7.
La pared periférica 7 es estanca al fluido. La pared periférica 7 está formada por una pluralidad de paneles 9 conectados dos a dos mediante uniones 11 sustancialmente rectilíneas que representan, cada una, un eje de pivotado.
Los paneles 9 son más rígidos que las uniones 11. Por tanto, dos paneles 9 adyacentes a una unión 11 pueden realizar una rotación alrededor del eje de pivotado representado por esta unión 11. En el ejemplo representado en la figura 1, los paneles 9 tienen forma triangular. Más generalmente, los paneles 9 pueden tener forma poligonal. En el ejemplo representado en la figura 1, los paneles 9 presentan un grosor sustancialmente uniforme.
Cada unión 11 comprende dos extremos. Cada extremo de una unión 11 está conectado al menos a dos extremos de otras uniones 11 de manera que se define un nodo 13. En el ejemplo representado en la figura 1, las uniones 11 presentan una constitución idéntica a los paneles 9 adyacentes a dicha unión 11 y, al menos en algunos lugares, un grosor menor que los grosores de ces paneles 9.
Cada nodo 13 presenta un grosor superior al grosor mínimo de las uniones 11 adyacentes. En el ejemplo representado en la figura 1, el grosor de los nodos es además sustancialmente idéntico al grosor de los paneles 9. Tal como se representa en las figuras 1 y 3, cada pieza de empalme 5 comprende una brida 15 y un elemento de fijación 17. Por tanto, la pared periférica 7 se sujeta en la pieza de empalme 5 mediante apriete entre la brida 15 y el elemento de fijación 17. El elemento de fijación 17 y la brida 15 comprenden, cada uno, un roscado, de tal manera que el elemento de fijación 17 se añade a la brida 15 mediante enroscado. En este ejemplo, la brida 15 presenta una forma sustancialmente cilíndrica.
Al menos una pieza de empalme 5, por ejemplo cada pieza de empalme 5, comprende un medio de alimentación y/o de evacuación de fluido 19, por ejemplo un agujero central 21, que desemboca en el espacio interno delimitado por la pared periférica 7 del elemento tubular expansible 3. En el ejemplo representado en la figura 1, el agujero central 21 está roscado con el fin de permitir la conexión a un elemento de alimentación y/o de evacuación de fluido, tal como, por ejemplo, un racor de extremo de conducto flexible.
Por tanto, el elemento tubular expansible 3 está configurado para pasar de un modo retraído en el que presenta un primer volumen interior, tal como se representa en la figura 2, a un modo dilatado en el que presenta un segundo volumen interior y una forma sustancialmente cilíndrica, tal como se representa en la figura 1, y a la inversa. El segundo volumen interior es superior al primer volumen interior, preferiblemente en al menos un factor de 10, más preferiblemente en al menos un factor de 100.
La presión de fluido en el interior del elemento tubular expansible 3 está preferiblemente comprendida entre 0 y 1 bar cuando el elemento tubular expansible está en un modo retraído. La presión de fluido en el interior del elemento tubular expansible 3 está preferiblemente comprendida entre 1 y 12 bar cuando el elemento tubular expansible está en un modo dilatado.
La pared periférica 7 está principalmente compuesta por material de plástico. Por tanto, la pared periférica 7 está formada por los paneles 9 y las uniones 11, en la que las uniones 11 están principalmente compuestas por material de plástico, y los paneles 9 están principalmente compuestos por material de plástico. En el ejemplo representado en la figura 1, la pared periférica 7 está compuesta por un material de múltiples capas, que comprende preferiblemente un material polimérico y/o elastomérico, más preferiblemente polipropileno y/o polietileno. Más precisamente, la pared periférica 7 comprende una capa principal compuesta principalmente o en su totalidad por un material de plástico, preferiblemente un material polimérico y/o elastomérico, más preferiblemente polipropileno y/o polietileno. La pared periférica 7 también comprende una capa eléctricamente conductora 23, preferiblemente metálica, más preferiblemente en forma de una tinta conductora y/o de una película metálica dispuestas en la superficie interior y/o exterior de la pared periférica 7. La capa eléctricamente conductora es la capa la más interna, y/o tal como se representa en la figura 1, la capa eléctricamente conductora 23 es la más externa.
De manera alternativa o complementaria, la pared periférica 7 o su capa principal pueden estar compuestas por un material compuesto. Por tanto, la pared periférica 7 o su capa principal puede estar constituida por un material elegido del grupo que comprende resina termoplástica, preferiblemente polipropileno y/o polietileno, preferiblemente reforzada por fibras de carbono, fibras de vidrio, fibras naturales o Kevlar (marca registrada).
Cada pieza de empalme 5 es, por ejemplo, de material de plástico, material compuesto o metálico. En el caso en que la pieza de empalme 5 es de material compuesto, puede estar constituido por resina termoendurecible, preferiblemente resina epoxídica, poliuretano o poliéster, preferiblemente reforzada por fibras de carbono, fibras de vidrio, fibras naturales o Kevlar (marca registrada).
En una segunda realización representada en la figura 4, un cilindro inflable 25 comprende tres elementos tubulares expansibles 3. Los elementos tubulares expansibles 3 están dispuestos en paralelo y comprenden una pieza de empalme 5 en cada uno de sus extremos, que soportan conjuntamente una pletina 25, 27. Por tanto, un cilindro inflable 25 según esta segunda realización comprende tres cilindros inflables 1 según la primera realización anteriormente descrita, que están dispuestos en paralelo entre dos pletinas 25, 27.
Evidentemente, es posible realizar el cilindro inflable 25 con más de tres elementos tubulares expansibles 3.
En una tercera realización representada en la figura 5, un cilindro inflable 31 comprende dos elementos tubulares expansibles 3. Los elementos tubulares expansibles 3 están dispuestos en serie y comprenden una pieza de empalme 5 en cada uno de sus extremos. Por tanto, los dos elementos tubulares expansibles 3 están conectados entre sí mediante dos de sus piezas de empalme 5, que están fijadas una frente a otra, tal como se representa en la figura 5, por ejemplo por medio de pernos de fijación enganchados en agujeros de fijación 33 de las piezas de empalme 5. Por tanto, un cilindro inflable 31 según esta tercera realización comprende dos cilindros inflables 1 según la primera realización anteriormente descrita, que están dispuestos en serie.
Evidentemente, es posible realizar el cilindro inflable 31 con más de dos elementos tubulares expansibles 3. En este caso, los elementos tubulares expansibles 3 adyacentes están conectados entre sí mediante al menos una pieza de empalme 5, preferiblemente mediante dos piezas de empalme 5.
Una cuarta realización representada en la figura 6 se distingue de la primera realización representada en la figura 1 porque el cilindro inflable 35 comprende un elemento tubular expansible 37 que presenta una forma sustancialmente cilíndrica acodada en el modo dilatado. A excepción de esta forma particular del elemento tubular expansible 37, el cilindro inflable 35 es similar al cilindro inflable 1, y comprende concretamente una pieza de empalme 5 en cada uno de los extremos del elemento tubular expansible 37. Por tanto, a excepción de esta forma particular, el elemento tubular expansible 37 es similar al elemento tubular expansible 3 anteriormente descrito. Además, en un modo retraído, el cilindro inflable 35 adopta una forma similar a la representada en la figura 2 para el cilindro inflable 1. Una quinta realización representada en la figura 6 se distingue de la primera realización representada en la figura 1 porque el cilindro inflable 39 comprende piezas de empalme 41 según una segunda variante, dispuestas en sustitución de las piezas de empalme 5 anteriormente descritas. Cada pieza de empalme 41 comprende una brida 43, en este ejemplo de forma sustancialmente paralelepipédica rectangular, y un elemento de fijación 17. Por tanto, la pared periférica 7 del elemento expansible tubular 3 se sujeta en la pieza de empalme 5 mediante apriete entre la brida 43 y el elemento de fijación 17. El elemento de fijación 17 y la brida 43 comprenden, cada uno, un roscado 15, de tal manera que el elemento de fijación 17 se añade a la brida 43 mediante enroscado.
Al menos una pieza de empalme 41, por ejemplo cada pieza de empalme 41, comprende un medio de alimentación y/o de evacuación de fluido 19, por ejemplo un agujero lateral 45, que desemboca en el espacio interno delimitado por la pared periférica 7 del elemento tubular expansible 3. En el ejemplo representado en la figura 7, el agujero lateral 45 está roscado con el fin de permitir la conexión a un elemento de alimentación y/o de evacuación de fluido, tal como, por ejemplo, un racor de extremo de conducto flexible. Cada pieza de empalme 41 comprende además agujeros de fijación 47, que ejercen funciones similares a los agujeros de fijación 33 anteriormente descritos. Cada pieza de empalme 41 se realiza, por ejemplo, de un material similar al anteriormente descrito para una pieza de empalme 5.
En las figuras 8 a 10 se representan diferentes variantes de la primera realización, omitiéndose el elemento tubular expansible 3 en las figuras 8 y 10 con el fin de hacer visible el espacio interno delimitado por la pared periférica 7 del elemento tubular expansible 3.
En una variante representada en la figura 8, el cilindro inflable 1 comprende medios de guiado 49 que permiten guiar el desplazamiento del elemento tubular expansible 3 entre su modo retraído y su modo dilatado ya la inversa. Los medios de guiado 49 están dispuestos en el espacio interno delimitado por la pared periférica 7 del elemento tubular expansible 3. Los medios de guiado 49 comprenden un vástago telescópico de guiado 51, por ejemplo metálico. En una variante representada en la figura 9, el cilindro inflable 1 comprende medios de guiado 49 que permiten guiar el desplazamiento del elemento tubular expansible 3 entre su modo retraído y su modo dilatado ya la inversa. Los medios de guiado 49 están dispuestos en el exterior del espacio interno delimitado por la pared periférica 7 del elemento tubular expansible 3, y están distribuidos preferiblemente de manera regular alrededor de la periferia del elemento tubular expansible 3. Los medios de guiado 49 comprenden vástagos de guiado 53, por ejemplo metálicos. Los vástagos de guiado 53 están fijados, por ejemplo, en los agujeros de fijación 33 en una de las piezas de empalme 5, y se deslizan en los agujeros de fijación 33 de la otra pieza de empalme 5 con el fin de realizar un guiado lineal. Al menos un vástago de guiado 53 puede comprender un tope de extremo con el fin de cumplir una función de limitador de carrera para el cilindro inflable 1 impidiendo el deslizamiento más allá de una distancia deseada para la obtención del modo dilatado del elemento tubular expansible 3, entrando entonces el tope de extremo en contacto con la pieza de empalme 5 que se desliza con respecto al vástago de guiado.
En una variante representada en la figura 10, el cilindro inflable 1 comprende un medio de transferencia de energía 55, preferiblemente un conducto de transferencia de fluido y/o un cable eléctrico, dispuesto en el espacio interior del elemento tubular expansible 3. El medio de transferencia de energía 55 permite transferir energía desde una pieza de empalme 5 hacia la otra pieza de empalme 5, y permite, por ejemplo, transferir energía a otro cilindro inflable conectado al cilindro inflable 1 y/o a un sensor y/o a un elemento de accionamiento tal como una válvula o un distribuidor. El medio de transferencia de energía 55 también puede cumplir una función de limitador de carrera para el cilindro inflable 1, por ejemplo cuando el medio de transferencia de energía 55 está en forma de un cable. El medio de transferencia de energía 55 puede presentar una forma en serpentín, tal como se ilustra en la figura 10. En una variante representada en la figura 11, el cilindro inflable 1 comprende medios de limitación de carrera, por ejemplo compuestos por una funda 57, preferiblemente de material textil, dispuesta en el exterior de la pared periférica 7 del elemento tubular expansible 3. Estos medios de limitación de carrera permiten limitar el desplazamiento del elemento tubular expansible 3 entre su modo retraído y su modo dilatado. Por tanto, impiden el deslizamiento más allá de una distancia deseada para la obtención del modo dilatado del elemento tubular expansible 3, sin perturbar el desplazamiento del elemento tubular expansible 3 entre su modo dilatado y su modo retraído. La funda 57 está fijada en sus extremos a las piezas de empalme 5, por ejemplo por medio de uniones que aprietan el diámetro de la funda 57 en sus extremos. De este modo, el montaje de la funda 57 en el cilindro inflable 1 es particularmente sencillo: de este modo se hace pasara la funda 57 a través de las piezas de empalme 5, después se aprietan las uniones con el fin de sujetar la funda 57 sobre las piezas de empalme 5. En el ejemplo representado en la figura 11, el elemento tubular expansible 3 está en un modo dilatado, por tanto la funda 57 está tensada entre las piezas de empalme 5 con el fin de realizar su función de limitador de carrera.
Ahora va a describirse un ejemplo de procedimiento de fabricación de un elemento tubular expansible.
Un procedimiento de este tipo comprende las siguientes etapas:
- fabricar de un tubo principalmente compuesto por material de plástico,
- realizar una pluralidad de patrones en el tubo mediante medios de grabado y/o de marcaje,
- deformar los patrones, de manera que los patrones en el estado deformado forman las uniones, realizándose la etapa de deformación de los patrones mediante despresurización del interior del tubo, preferiblemente a una presión comprendida entre 0 y 0,9 bar, y/o mediante apoyo mecánico simultáneo sobre los patrones dispuestos en una misma sección transversal del tubo.
Los patrones son, por ejemplo, patrones cilindricos, del tipo conocido con el nombre de patrón de tipo Yoshimura, bomba de agua, Kresling o tela metálica, preferiblemente de tipo Kresling.
La etapa de deformación de los patrones es, por ejemplo, una etapa de plegado. La etapa de fabricación de un tubo principalmente compuesto por material de plástico es, por ejemplo, una etapa de fabricación de un tubo constituido únicamente por material de plástico.
La etapa de fabricación de un tubo principalmente compuesto por material de plástico se realiza mediante termoconformación, mediante inyección-soplado, mediante moldeo o mediante rotomoldeo. Los medios de grabado comprenden un láser. Los medios de marcaje comprenden una rueda dentada. La etapa de realización de una pluralidad de patrones en el tubo mediante un medio de grabado y/o de marcaje se realiza mediante grabado por láser y después mediante marcaje por rueda dentada.
Si el modo en reposo deseado para el cilindro inflable es el modo retraído, el procedimiento comprende, preferiblemente después de la etapa de deformación de los patrones, una etapa de cocción mediante recocido del elemento tubular expansible así obtenido, de manera que su modo en reposo es el modo retraído.
Con el fin de fabricar un cilindro inflable, un elemento tubular expansible fabricado tal como anteriormente se añade a una pieza de empalme. Más precisamente, uno o cada extremo del elemento tubular expansible se dispone en una brida de la pieza de empalme y se aprieta sobre la misma por medio de un elemento de fijación de la pieza de empalme. Alternativamente, un elemento tubular expansible puede adherirse sobre una pieza de empalme.
Ahora va a describirse un ejemplo de funcionamiento de un cilindro inflable según la primera realización.
Tal como se ilustra en la figura 1, el elemento tubular expansible del cilindro inflable 1 se encuentra en un modo dilatado. La presión de fluido en el interior del elemento tubular expansible 3 está entonces comprendida entre 1 y 12 bar. Se evacúa fluido fuera del elemento tubular expansible 3 mediante el medio de alimentación y/o de evacuación de fluido 19 dispuesto en una pieza de empalme 5. Por consiguiente, la presión del fluido en el elemento tubular expansible 3 disminuye, lo cual provoca la retractación del elemento tubular expansible 3 hasta que el elemento tubular expansible 3 está en un modo retraído, representado en la figura 2. En el modo retraído, la presión de fluido en el interior del elemento tubular expansible 3 está entonces comprendida entre 0 y 1 bar.
A la inversa, cuando el elemento tubular expansible 3 se encuentra en un modo retraído y se desea hacer pasar el elemento tubular expansible 3 aun modo dilatado, se introduce fluido en el elemento tubular expansible 3 mediante el medio de alimentación y/o de evacuación de fluido 19 dispuesto en una pieza de empalme 5. Por consiguiente, la presión del fluido en el elemento tubular expansible 3 aumenta, lo cual provoca la dilatación del elemento tubular expansible 3 hasta que el elemento tubular expansible 3 está en un modo dilatado, representado en la figura 1. La invención no se limita a las realizaciones presentadas y otras realizaciones se le ocurrirán claramente al experto en la técnica.
De manera alternativa o complementaria a la sujeción de la pared periférica 7 en la pieza de empalme 5, 41 mediante apriete tal como se describió anteriormente, la pieza de empalme 5, 41 y la pared periférica 7 también pueden solidarizarse mediante adhesión. La pieza de empalme 5, 41 también puede comprender conexiones para fluidos y/o de energía eléctrica
Además, al menos una de las uniones 11 puede estar formada por una película adhesiva que conecta dos paneles 9 adyacentes.
Finalmente, al menos uno de los paneles 9 puede estar realizado a base de un elemento de inserción que presenta una rigidez superior a la de las uniones 11, siendo el elemento de inserción, por ejemplo, metálico, estando el elemento de inserción encapsulado en un material de plástico para formar el panel 9. Esto permite aumentar la rigidez del panel 9 así realizado.
Lista de referencias
1: cilindro inflable
3: elemento tubular expansible
5: pieza de empalme
7: pared periférica
9: panel
11: unión
13: nodo
15: brida
17: elemento de fijación
19: medio de alimentación y/o de evacuación de fluido
21: agujero central
23: capa eléctricamente conductora
25: pletina
27: pletina
29: cilindro inflable
31: cilindro inflable
33: agujero de fijación
35: cilindro inflable
37: elemento tubular expansible
39: cilindro inflable
41: pieza de empalme
43: brida
45: agujero lateral
47: agujero de fijación
49: medios de guiado
51: vástago telescópico de guiado
53: vástago de guiado
55: medio de transferencia de energía
57: funda
Claims (10)
- REIVINDICACIONESi.Elemento tubular expansible (3, 37) para cilindro inflable mediante un fluido, que comprende una pared periférica (7), que es estanca al fluido y está formada por una pluralidad de paneles (9) conectados dos a dos mediante uniones (11) sustancialmente rectilíneas que representan, cada una, un eje de pivotado, estando las uniones (11) principalmente compuestas por material de plástico,siendo los paneles (9) más rígidos que las uniones (11), de manera que dos paneles (9) adyacentes a una unión (11) pueden realizar una rotación alrededor del eje de pivotado representado por esta unión (11), estando cada extremo de una unión (11) conectado al menos a dos extremos de otras uniones (11) de manera que se define un nodo (13),caracterizado porque cada nodo (13) presenta un grosor superior al grosor mínimo de las uniones (11) adyacentes.
- 2. Elemento tubular expansible (3, 37) según la reivindicación anterior, en el que el grosor de los nodos (13) es sustancialmente idéntico al grosor de los paneles (9).
- 3. Elemento tubular expansible (3, 37) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos una de las uniones (11) presenta una constitución idéntica a al menos una parte de los paneles (9) adyacentes a dicha unión (11) y, al menos en algunos lugares, un grosor menor que los grosores de estos paneles (9).
- 4. Elemento tubular expansible (3, 37) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la pared periférica (7) está compuesta por un material compuesto o de múltiples capas, que comprende preferiblemente un material polimérico y/o elastomérico, más preferiblemente polipropileno y polietileno.
- 5. Elemento tubular expansible (3, 37) según la reivindicación anterior, en el que la pared periférica (7) está compuesta por un material de múltiples capas y comprende una capa eléctricamente conductora (23), preferiblemente metálica, más preferiblemente en forma de una tinta conductora y/o de una película metálica dispuestas sobre la superficie interior y/o exterior de la pared periférica (7).
- 6. Elemento tubular expansible (3, 37) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que al menos una de las uniones (11) está formada por una película adhesiva que conecta dos paneles (9) adyacentes.
- 7. Cilindro inflable (1, 35, 39) mediante un fluido, que comprende un elemento tubular expansible (3, 37) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores y una pieza de empalme (5, 41) fijada a uno de los extremos del elemento tubular expansible (3, 37).
- 8. Cilindro inflable (1, 35, 39) según la reivindicación anterior, en el que la pieza de empalme (5, 41) comprende un medio de alimentación y/o de evacuación de fluido (19), estando el elemento tubular expansible (3, 37) configurado para pasar de un modo retraído en el que presenta un primer volumen interior a un modo dilatado en el que presenta un segundo volumen interior y una forma sustancialmente cilíndrica, siendo el segundo volumen interior superior al primer volumen interior, preferiblemente en al menos un factor de 10, más preferiblemente en al menos un factor de 100.
- 9. Cilindro inflable (1, 35, 39) según la reivindicación 7 u 8, en el que la pared periférica (7) está adherida sobre la pieza de empalme (5, 41), o en el que la pieza de empalme (5, 41) comprende una brida (15, 43) y un elemento de fijación (17), sujetándose la pared periférica (7) en la pieza de empalme (5, 41) mediante apriete entre la brida (15, 43) y el elemento de fijación (17).
- 10. Procedimiento de fabricación de un elemento tubular expansible según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende las siguientes etapas:- fabricar un tubo principalmente compuesto por material de plástico,- realizar una pluralidad de patrones en el tubo mediante medios de grabado y/o de marcaje,- deformar los patrones, de manera que los patrones en el estado deformado forman las uniones, realizándose la etapa de deformación de los patrones mediante despresurización del interior del tubo, preferiblemente a una presión comprendida entre 0 y 0,9 bar, y/o mediante apoyo mecánico simultáneo sobre los patrones dispuestos en una misma sección transversal del tubo.
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