ES2216673B1 - GAS CYLINDER WITH VASTAGO TOTAL STOP SYSTEM, PERFECTED. - Google Patents
GAS CYLINDER WITH VASTAGO TOTAL STOP SYSTEM, PERFECTED.Info
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Abstract
Cilindro de gas con sistema de parada total de vástago, perfeccionado. El cilindro de gas está constituido por un cuerpo cilíndrico (1) con un vástago (3) desplazable axialmente en su interior, que delimita dos cámaras independientes y herméticas (6) y (7). La cámara (6) queda definida entre la base inferior del vástago (3) y el cuerpo cilíndrico (1), mientras que la cámara (7) es una cámara anular definida entre el extremo superior del vástago, el cuerpo cilíndrico y un casquillo retenedor (5) cerrando la embocadura del cilindro de gas. Dicho cilindro de gas está asociado a un acumulador de presión (8) con dos cámaras independientes y delimitadas por un pistón (12), una de cuyas cámaras (13) se llena de gas nitrógeno, mientras que la otra cámara (14) se llena de aceite hidráulico al igual que las cámaras (6) y (7) del cilindro de gas (1), comunicándose con éstas a través de los ramales (16) y (9), respectivamente. Mediante una electroválvula (10) intercalada en el ramal (9) se logra bloquear el vástago (3), como consecuencia de que por medio del acumulador de presión (8) se consigue un equilibrio de presiones en las cámaras (6), (7) (14), de modo que si se cierra la electroválvula (10) con el vástago (3) desplazado hacia el interior, ese equilibrio de presiones impide el desplazamiento en sentido de recuperación del vástago (3), mientras que si se abre la válvula (10) se produce el desequilibrio de presiones y el desplazamiento hacia la posición original del vástago.Gas cylinder with total rod stop system, perfected. The gas cylinder is constituted by a cylindrical body (1) with an axially movable rod (3) inside, which defines two independent and hermetic chambers (6) and (7). The chamber (6) is defined between the lower stem base (3) and the cylindrical body (1), while the chamber (7) is an annular chamber defined between the upper end of the rod, the cylindrical body and a retaining sleeve (5) closing the gas cylinder mouth. Said gas cylinder is associated with a pressure accumulator (8) with two independent chambers and delimited by a piston (12), one of whose chambers (13) is filled with nitrogen gas, while the other chamber (14) is filled of hydraulic oil as well as the chambers (6) and (7) of the gas cylinder (1), communicating with them through the branches (16) and (9), respectively. By means of an electrovalve (10) inserted in the branch (9) it is possible to block the rod (3), as a result of which, by means of the pressure accumulator (8), a balance of pressures in the chambers (6) is achieved, (7 ) (14), so that if the solenoid valve (10) is closed with the rod (3) moved inwards, that pressure balance prevents the movement in the direction of recovery of the rod (3), while if the valve is opened valve (10) pressure imbalance occurs and displacement towards the original position of the stem.
Description
Cilindro de gas con sistema de parada total de vástago, perfeccionado.Gas cylinder with total stop system stem, perfected.
La presente invención se refiere a un cilindro de gas que presenta unas características tales que, en combinación con un sistema acumulador de presión, posibilita bloquear su correspondiente vástago en la posición final de carrera, permitiendo además controlar y regular el retroceso del citado vástago hacia la posición de partida.The present invention relates to a cylinder of gas that has characteristics such that, in combination With a pressure accumulator system, it makes it possible to block your corresponding rod in the final race position, allowing also control and regulate the recoil of said rod towards The starting position.
La invención es aplicable fundamentalmente en aquellos cilindros utilizados, por ejemplo, en instalaciones o útiles de troquelado, sin descartar su aplicación en cualquier otro supuesto práctico que requiera de las mismas prestaciones.The invention is primarily applicable in those cylinders used, for example, in installations or die cutting tools, without discarding their application in any another practical assumption that requires the same benefits.
Es objeto de la invención, poder tanto bloquear el vástago de un cilindro de gas en la posición final de carrera, evitando su retroceso al cesar la fuerza exterior que produce la compresión del gas, iniciándose únicamente la expansión y con ello la recuperación del vástago, hacia la posición de partida, mediante la activación de una electroválvula intercalada entre el propio cilindro de gas y el sistema acumulador de presión.It is the object of the invention, to be able to block both the rod of a gas cylinder in the final run position, avoiding its recoil when the external force that produces the compression of the gas, starting only the expansion and with it the recovery of the stem, towards the starting position, by activating a solenoid valve inserted between the Gas cylinder itself and the pressure accumulator system.
En los cilindros de gas utilizados en instalaciones de troquelado, cuando cesa la presión exterior sobre el vástago, se produce una recuperación rápida de dicho vástago hacia la posición original, debido a la expansión del gas hasta entonces comprimido, ya que la presión exterior durante el trabajo del cilindro se realiza en contra de un gas que es comprimido para que en su fuerza de expansión, una vez cesada la presión exterior o finalizado el trabajo, el vástago recupere su posición original.In the gas cylinders used in die cutting facilities, when external pressure on the rod, there is a rapid recovery of said rod towards the original position, due to the expansion of the gas until then compressed, since the external pressure during work of the cylinder is made against a gas that is compressed to that in its expansion force, once the external pressure ceases or finished the work, the stem regains its position original.
Esa recuperación rápida y prácticamente instantánea del vástago de los cilindros de gas, puede ocasionar daños en la pieza que se está trabajando, bien por incidencia directa o bien por incidencia indirecta a través de los útiles o partes de la máquina existentes entre el cilindro y la pieza.That recovery quickly and practically snapshot of the gas cylinder rod, may cause damage to the part being worked, either by incidence directly or indirectly through the tools or Parts of the machine between the cylinder and the part.
Dichos inconvenientes se resuelven mediante el cilindro de gas descrito en la PCT/ES 99/00308, de la misma solicitante, cuyo cilindro se combina con un acumulador de presión y una electroválvula, determinando un sistema elástico de fuerza que permite controlar el retroceso del comentado vástago del cilindro a voluntad.These inconveniences are resolved by gas cylinder described in PCT / ES 99/00308, of the same applicant, whose cylinder is combined with a pressure accumulator and a solenoid valve, determining an elastic force system that allows to control the recoil of the commented cylinder rod at will
En concreto, el cilindro descrito en dicha PCT comprende un cuerpo externo que aloja un casquillo concéntrico, en cuyo interior desliza el correspondiente vástago, estableciéndose en dicho cilindro dos cámaras herméticas e independientes, una cámara axial definida entre el casquillo interior y la base del vástago y una cámara anular definida entre la pared externa del casquillo y el propio cuerpo del cilindro.Specifically, the cylinder described in said PCT it comprises an external body that houses a concentric bushing, in whose interior slides the corresponding rod, establishing in said cylinder two hermetic and independent chambers, one defined axial chamber between the inner sleeve and the base of the stem and an annular chamber defined between the outer wall of the Bushing and the cylinder body itself.
Ambas cámaras, contienen aceite hidráulico y están comunicadas exteriormente a través de un acumulador de presión formado por un cuerpo cilíndrico y un pistón interior que define dos cámaras, una cámara que se carga con nitrógeno a través de una válvula de carga externa, y la otra, llena de aceite hidráulico, está comunicada con las cámaras del cilindro a través de sendos conductos o ramales independientes.Both chambers contain hydraulic oil and they are communicated externally through an accumulator of pressure formed by a cylindrical body and an inner piston that defines two chambers, a chamber that is charged with nitrogen through of an external load valve, and the other, filled with oil hydraulic, is connected to the cylinder chambers through of separate ducts or branches.
En el ramal que comunica la cámara anular del cilindro de gas con el acumulador se ha previsto una electroválvula susceptible de cerrarse y/o de abrirse a voluntad, al objeto de mantener en el primer caso la presión de la cámara externa para conseguir el bloqueo del vástago en el desplazamiento axial hacia el interior por medio de una fuerza exterior, en el funcionamiento activo de trabajo de cilindro, de manera que si cesa la presión externa sobre su vástago, debido al cierre de dicha cámara por medio de la electroválvula referida, el vástago no puede recuperar su posición original si no se lleva a cabo una apertura de la electroválvula que permita el paso del aceite hidráulico desde tal cámara hacia la segunda cámara del acumulador y, de ésta, hacia la cámara axial del propio cilindro de gas, para permitir así la recuperación del vástago hacia su posición original.In the branch that communicates the annular chamber of the gas cylinder with the accumulator is planned a solenoid valve capable of closing and / or opening at will, in order to maintain the chamber pressure in the first case external to get the stem lock in displacement axial inwards by means of an external force, in the active operation of cylinder work, so that if it ceases the external pressure on its stem, due to the closure of said chamber by means of the referred solenoid valve, the rod cannot recover its original position if an opening is not carried out of the solenoid valve that allows the hydraulic oil to pass through from such chamber to the second chamber of the accumulator and, of this, towards the axial chamber of the gas cylinder itself, to allow thus the recovery of the stem towards its original position.
El acumulador, además de transferir la presión hacia las cámaras del cilindro de gas, hasta establecer la equipresión del sistema, también cumple la función de absorber, a través de la cámara presurizada de gas, la sobrepresión producida por la reducción de volumen de las cámaras de cilindro de gas.The accumulator, in addition to transferring the pressure towards the gas cylinder chambers, until the equipping the system, also fulfills the function of absorbing, to through the pressurized gas chamber, the overpressure produced by reducing the volume of the gas cylinder chambers.
Finalmente, y en relación con el cilindro de gas descrito en esa PCT, cabe decir que la electroválvula establecida en el ramal que comunica la cámara externa del cilindro de gas con la cámara correspondiente del acumulador, está prevista para regular a voluntad el flujo del aceite entre las dos cámaras del cilindro de gas, mediante la activación de dicha electroválvula por medio de una señal eléctrica externa.Finally, and in relation to the gas cylinder described in that PCT, it should be said that the solenoid valve established on the branch that connects the external chamber of the gas cylinder with the corresponding chamber of the accumulator, is planned to regulate at will the flow of oil between the two chambers of the cylinder of gas, by activating said solenoid valve by of an external electrical signal.
El cilindro de gas que se preconiza, basándose en el principio de funcionamiento e incluso en las características generales del referido en el apartado anterior, correspondiente al descrito PCT/ES98/00308, presenta una serie de particularidades e innovaciones mediante las que se consigue un cilindro más compacto, más sencillo estructuralmente y de menor tamaño, resultando más económico de fabricar, todo ello sin mermar su eficacia funcional.The gas cylinder that is recommended, based on the principle of operation and even in the characteristics general of the referred in the previous section, corresponding to PCT / ES98 / 00308 described, presents a series of particularities and innovations through which a more compact cylinder is achieved, structurally simpler and smaller, resulting in more economical to manufacture, all without diminishing its effectiveness functional.
Mas concretamente, el cilindro de gas objeto de la invención presenta como primera característica de novedad la de estar constituido por un cuerpo externo que configura la pared lateral y base, un vástago que desliza axialmente en el interior del citado cuerpo y un casquillo retenedor que limita la carrera del vástago en su extensión, de tal manera que la cámara axial se establece entre el cuerpo cilíndrico externo y la base inferior o émbolo del vástago, mientras que la cámara anular se define entre el cuerpo externo y la parte superior del vástago.More specifically, the gas cylinder subject to the invention presents as the first novelty characteristic that of be constituted by an external body that configures the wall lateral and base, a rod that slides axially inside the said body and a retaining cap that limits the stroke of the stem in its extension, such that the axial chamber is set between the outer cylindrical body and the lower base or piston rod, while the annular chamber is defined between the external body and the upper part of the stem.
El conducto de comunicación entre la cámara anular y el acumulador de presión, accede al cilindro, a través de un orificio previsto en la pared lateral de éste, en correspondencia con la zona de contacto entre el vástago y el casquillo retenedor, habiéndose previsto que tanto el vástago como el casquillo retenedor estén afectados de un rebaje, en la zona de contacto, mientras que el orificio de comunicación con el acumulador presenta un achaflanado, definiéndose así un espacio anular que permite mejorar el funcionamiento del cilindro de gas.The communication channel between the camera annular and the pressure accumulator, access the cylinder, through a hole provided in the side wall of the latter, in correspondence with the contact area between the stem and the retaining bushing, with both the rod and the retaining bushing is affected by a recess, in the area of contact, while the communication hole with the accumulator it presents a chamfering, thus defining an annular space that allows to improve the operation of the gas cylinder.
En la situación de máxima extensión del vástago, es decir, con el vástago haciendo tope contra el casquillo retenedor, la cámara anular queda reducida al volumen determinado por los rebajes del casquillo retenedor, vástago y chaflán del orificio del cuerpo del cilindro.In the situation of maximum stem extension, that is, with the rod stopping against the bushing retainer, the annular chamber is reduced to the determined volume by the recesses of the retaining bush, rod and chamfer of the cylinder body hole.
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, una figura única en la que se muestra una vista en sección correspondiente a la representación del cilindro de gas asociado al acumulador de presión y a la electroválvula intercalada en uno de los ramales que comunican el cilindro de gas con el acumulador de presión propiamente dicho, todo ello realizado de acuerdo con el objeto de la presente invención.To complement the description that is being performing and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to a preferred example of practical realization of it, is accompanied as an integral part of said description, a unique figure in which a section view corresponding to the cylinder representation of gas associated with the pressure accumulator and solenoid valve interspersed in one of the branches that communicate the gas cylinder with the pressure accumulator itself, all done in accordance with the object of the present invention.
En relación con la figura referida, el cilindro de gas objeto de la invención comprende un cuerpo cilíndrico y externo (1), cuya base (2) está configurada de manera tal que en la misma se incluyen medios para la fijación sobre un soporte apropiado. En el interior del cuerpo cilíndrico (1) es desplazable axialmente el correspondiente vástago (3), con las respectivas juntas de hermeticidad (4), existiendo por encima de dicho vástago (3) un casquillo retenedor (5) dispuesto sobre la parte superior y en correspondencia con la embocadura del propio cuerpo cilíndrico (1), casquillo (5) que se complementa con correspondientes medios de estanqueidad respecto del vástago (3) y respecto de la superficie interna o pared del cuerpo cilíndrico (1). Tal casquillo (5) constituye un tope mecánico en el desplazamiento hacia el exterior del vástago (3).In relation to the referred figure, the cylinder Gas object of the invention comprises a cylindrical body and external (1), whose base (2) is configured so that in it includes means for fixing on a support appropriate. Inside the cylindrical body (1) it is movable axially the corresponding rod (3), with the respective seals (4), existing above said rod (3) a retaining bushing (5) arranged on top and in correspondence with the mouth of the cylindrical body itself (1), bushing (5) that is complemented by corresponding means of tightness with respect to the rod (3) and with respect to the internal surface or wall of the cylindrical body (1). Such cap (5) constitutes a mechanical stop in the movement towards the outside of the stem (3).
En dicho cuerpo cilíndrico (1) se establecen dos cámaras, una axial (6) determinada entre la base inferior del vástago (3), la base (2) del cuerpo cilíndrico y la pared lateral de éste, y otra anular (7) determinada entre el escalón (3') del vástago (3), el extremo inferior e interno del casquillo retenedor (5) y la superficie lateral interna del cuerpo cilíndrico (1).In said cylindrical body (1) two are established chambers, an axial (6) determined between the lower base of the stem (3), the base (2) of the cylindrical body and the side wall of this one, and another annular one (7) determined between the step (3 ') of the stem (3), the lower and inner end of the retaining sleeve (5) and the inner lateral surface of the cylindrical body (1).
La comunicación entre el acumulador de presión (8) y la cámara anular (7) se realiza a través de un conducto o ramal (9) que accede a la citada cámara (7) a través de un orifico (11) practicado en la pared lateral del cuerpo cilíndrico (1) en correspondencia con el extremo inferior del casquillo retenedor (5) y con el escalón (3') del vástago (3) ciando éste se encuentra en la posición de máxima extensión tal y como se representa en la figura (1).Communication between the pressure accumulator (8) and the annular chamber (7) is made through a conduit or branch (9) that accesses said chamber (7) through an orifice (11) practiced on the side wall of the cylindrical body (1) in correspondence with the lower end of the retaining sleeve (5) and with the step (3 ') of the stem (3) when it is located in the position of maximum extension as represented in the Figure 1).
Como otra característica de la invención, se ha previsto que el casquillo retenedor (5) y el escalón (3') del vástago (3), presenten sendos rebajes que, en combinación con un chaflán previsto en el orificio (11), determinen un espacio anular que facilita las operaciones del cilindro. En la posición de máxima extensión del vástago (3), la cámara anular (7) queda reducida al volumen del espacio anular definido entre los mencionados rebajes.As another feature of the invention, it has been provided that the retaining bushing (5) and the step (3 ') of the stem (3), have two recesses that, in combination with a chamfer provided in the hole (11), determine an annular space which facilitates cylinder operations. In the position of maximum stem extension (3), the annular chamber (7) is reduced to the volume of the annular space defined between the mentioned recesses.
El referido acumulador de presión (8) está constituido a partir de un cuerpo cilíndrico con un pistón (12) que establece dos cámaras herméticas e independientes (13) y (14), la primera de ellas constitutiva de una cámara de presión, accediendo a la misma, a través de una válvula de carga (15), gas nitrógeno, mientras que la cámara (14) está llena de aceite hidráulico, al igual que las cámaras (6) y (7) del cilindro de gas (1), como consecuencia de que este último se comunica con esa cámara (14) a través del ramal (9) ya referido y del ramal (16), comunicándose este último, a través del correspondiente orificio (17) practicado en la base (2) del cuerpo cilíndrico (1), con la cámara (6).The referred pressure accumulator (8) is constituted from a cylindrical body with a piston (12) which establishes two hermetic and independent chambers (13) and (14), the first one constituting a pressure chamber, accessing it, through a load valve (15), gas nitrogen, while the chamber (14) is filled with oil hydraulic, like chambers (6) and (7) of the gas cylinder (1), as a consequence of the latter communicating with that chamber (14) through the branch (9) already referred to and the branch (16), communicating the latter, through the corresponding hole (17) practiced at the base (2) of the cylindrical body (1), with the camera (6).
En el ramal (16) es susceptible de incorporarse una segunda electroválvula (10') que en combinación con la válvula (10) permiten regular el flujo de aceite entre las cámaras (6) y (7) del cilindro de gas (1), mediante la oportuna señal eléctrica externa.In the branch (16) it is likely to be incorporated a second solenoid valve (10 ') which in combination with the valve (10) allow to regulate the flow of oil between the chambers (6) and (7) of the gas cylinder (1), by means of the appropriate electrical signal external
De acuerdo con las características referidas, el funcionamiento es como sigue:According to the referred characteristics, the Operation is as follows:
Cuando se produce una fuerza externa en sentido axial sobre el vástago (3) del cilindro de gas (1), éste se desplaza en el interior del cuerpo cilíndrico, o lo que es lo mismo en la cámara (6), reduciendo el volumen de ésta, de manera que a través del ramal (16) el aceite hidráulico de dicha cámara (6), alcanza la cámara (14) del acumulador de presión (8), y pasando igualmente por el ramal (9) hasta alcanzar la cámara anular y superior (7) del cilindro de gas (1).When an external force is produced in the direction axial on the rod (3) of the gas cylinder (1), it is displaces inside the cylindrical body, or what is the same in the chamber (6), reducing its volume, so that through the branch (16) the hydraulic oil of said chamber (6), reaches the chamber (14) of the pressure accumulator (8), and passing also by the branch (9) until reaching the annular chamber and upper (7) of the gas cylinder (1).
Previamente, la cámara (13) del acumulador de presión (8) ha sido cargada de nitrógeno, a través de la válvula (15), con una determinada presión para transferir ésta a través del pistón (12) a todo el sistema, hasta conseguir un equilibrio de presiones entre las cámaras (6), (7) y (14).Previously, the chamber (13) of the accumulator of pressure (8) has been charged with nitrogen, through the valve (15), with a certain pressure to transfer this through the piston (12) to the entire system, until a balance of pressures between the chambers (6), (7) and (14).
Una vez conseguido ese equilibrio de presiones, se actúa sobre la electroválvula (10), produciendo el cierre de ésta, de manera que si en ese momento cesa la presión sobre el vástago (3), es decir, que deja de funcionar o de trabajar el cilindro de gas, entonces ese vástago (3) queda bloqueado en la posición de retraimiento, o de máximo descenso en el interior de la cámara (6), ya que el equilibrio de presiones referido anteriormente impide que dicho vástago (3) recupere su posición original, puesto que lo impide el equilibrado de presiones establecido entre las comentadas cámaras.Once that balance of pressures has been achieved, It acts on the solenoid valve (10), causing the closure of this one, so that if at that moment the pressure on the stem (3), that is, it stops working or working the gas cylinder, then that rod (3) is locked in the position of retraction, or maximum descent inside the chamber (6), since the pressure balance referred previously it prevents said rod (3) from recovering its position original, since pressure balancing prevents it established between the commented cameras.
Si se realiza la apertura de la válvula (10), lógicamente el aceite de la cámara anular (7), a través del ramal (9), retorna libremente hacia las cámaras (14) y (6), respectivamente, permitiendo de manera controlada la expansión o desplazamiento hacia el exterior del aludido vástago (3), alcanzando la posición original que viene determinada por el tope que realizará sobre el casquillo (5), que actuará como final de carrera.If the valve is opened (10), logically the oil of the annular chamber (7), through the branch (9), return freely to the cameras (14) and (6), respectively, allowing for controlled expansion or outward movement of the aforementioned rod (3), reaching the original position that is determined by the stop that will perform on the bushing (5), which will act as the end of career.
La válvula (10'), que puede incorporarse opcionalmente en el ramal (16), puede resultar útil en determinadas aplicaciones y, en especial, para evitar el posible efecto de rebote del vástago (3) del cilindro de gas (1).The valve (10 '), which can be incorporated optionally in the branch (16), it can be useful in certain applications and, especially, to avoid the possible rebound effect of the rod (3) of the gas cylinder (1).
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