Sistema de amortiguación para cilindro neumático de motor diferencial.

Sistema de amortiguación para su uso con un actuador (20) de puerta de cilindro neumático/motor diferencial para impulsar una puerta entre posiciones abierta y cerrada, en el que dicho motor diferencial incluye un cilindro

(22) grande alineado con un cilindro (24) pequeño y un par de pistones (28, 30) asociados que tienen un conjunto de cremallera (32) y piñón (34) conectado entre y controlado mediante el movimiento de dichos pistones asociados, caracterizado porque dicho sistema de amortiguación comprende:

(a) una tapa (38) grande para sellar dicho cilindro grande;

(b) una corredera (50) que se extiende desde dicha tapa grande y al interior de dicho cilindro grande, estando dicha corredera en contacto de fluido con una parte interior de dicho cilindro grande;

(c) al menos un primer conducto (60) que tiene un primer diámetro que se extiende a través de una primera parte (52, 54) de pared de dicha corredera;

(d) al menos un segundo conducto (62) que tiene un segundo diámetro menor que dicho primer diámetro y que se extiende a través de una segunda parte (52, 54) de pared de dicha corredera, estando dicha segunda parte de pared lateral en una ubicación alejada de dicha primera parte de pared lateral;

(e) una válvula asociada con dicha corredera para aplicar fluido a través de dichos conductos primero y segundo al interior de dicho cilindro grande durante un ciclo de cierre de puerta y dejar que escape fluido a través de dichos conductos primero y segundo desde el interior de dicho cilindro grande durante un ciclo de apertura de puerta;

(f) un dispositivo (64) de cierre para sellar dicha corredera cerca del final de un ciclo de apertura de puerta, impidiendo el flujo de escape a través de dicho primer conducto de modo que el flujo de escape se produce a través del segundo conducto y ralentizando el movimiento de avance de dicho par de pistones;

(g) un sistema (65) de desviación para montar dicho dispositivo de cierre con respecto a dicha tapa grande y dicha corredera, estando dicho sistema de desviación adaptado para mover linealmente dicho dispositivo de cierre con respecto a dicha tapa grande y dicha corredera; y

(h) un dispositivo (72) de ajuste para ajustar la extensión lineal de dicha corredera al interior de dicho cilindro grande y ajustar la distancia entre dicho dispositivo de cierre y dicha corredera para uno de aumentar y disminuir la cantidad de tiempo antes de que se produzca el sellado de la corredera para ajustar el momento en el que se produce la amortiguación durante el ciclo de apertura de puerta.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2008/059882.

Solicitante: Wabtec Holding Corp.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 1001 Air Brake Avenue Wilmerding, PA 15148 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: PLAVNIK,GENNADY.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION E — CONSTRUCCIONES FIJAS > CERRADURAS; LLAVES; ACCESORIOS DE PUERTAS O VENTANAS;... > DISPOSITIVOS PARA DESPLAZAR LOS BATIENTES DE LA POSICION... > Aparatos de cierre o apertura con dispositivo de... > E05F3/04 (con frenos mediante pistón con líquido (tipo rotativo E05F 3/14))

PDF original: ES-2529337_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Sistema de amortiguación para cilindro neumático de motor diferencial Sector de la técnica

La invención se refiere, en general, a un sistema accionado mediante cilindro neumático para abrir y cerrar una puerta de vehículo y, más particularmente, a un sistema de amortiguación ajustable para un dispositivo de apertura y cierre de puerta de motor diferencial accionado mediante cilindro neumático para su uso en vehículos de transporte de pasajeros.

Estado de la técnica

Se han utilizado cilindros neumáticos en sistemas mecánicos para convertir aire comprimido en movimiento alternativo lineal para abrir y cerrar puertas de vehículos de transporte de pasajeros. Un ejemplo de este tipo de sistema de activación de puertas se muestra en la patente estadounidense número 3.979.79.

Normalmente, los cilindros neumáticos usados en este contexto consisten en una cámara cilindrica, un pistón y dos tapas de extremo conectadas herméticamente a la cámara cilindrica. Las tapas de extremo tienen orificios que se extienden a través de las mismas para permitir que fluya aire comprimido al interior de la cámara cilindrica y fuera de la misma, para hacer que el pistón se mueva en una dirección lineal, y aplicar o bien una fuerza de apertura o bien una de cierre a la puerta de vehículo.

También se han diseñado sistemas de cilindro neumático/motor diferencial para abrir y cerrar puertas de vehículos de transporte de pasajeros. Ejemplos de estos sistemas se muestran en las patentes estadounidenses número 4.231.192; 4.134.231; 1.557.684 y 4 66 25.

Se ha determinado en algunos casos que existe la necesidad de ralentizar el movimiento del pistón al final de la carrera al abrir y/o cerrar la puerta. Una técnica conocida para ralentizar esta carrera es limitando el flujo de aire de escape que sale de la cámara cilindrica. Esto se conoce comúnmente como amortiguación del movimiento del pistón.

Un sistema de amortiguación conocido para un dispositivo de apertura de puerta de motor diferencial accionado neumáticamente se muestra esquemáticamente en la figura 1. El motor diferencial incluye un alojamiento que comprende un cilindro (1) de diámetro grande y un cilindro (2) de diámetro pequeño, cerrados en sus extremos mediante tapas (6) y (7). Un pistón (4) de diámetro grande está instalado en el cilindro (1) grande y un pistón (5) de diámetro pequeño está instalado en el cilindro (2) pequeño. Una cremallera (16) dentada está unida a y se extiende entre el pistón (4) grande y el pistón (5) pequeño. La cremallera (16) dentada engrana con un engranaje (15) de piñón. El engranaje (15) de piñón está conectado, a su vez, a un árbol (14) que impulsa el mecanismo para cerrar y abrir la puerta de vehículo. El movimiento lineal de los pistones (4) y (5) provoca el movimiento lineal de la cremallera (16) dentada. Este movimiento lineal se convierte en movimiento rotacional del engranaje (15) de piñón y el árbol (14) provocando la apertura y/o cierre de la puerta de vehículo tal como se observa en la figura 1, el movimiento de los pistones (4) y (5) hacia la izquierda provoca una apertura de las puertas y el movimiento de los pistones (4) y (5) hacia la derecha provoca un cierre de las puertas.

Tal como se muestra en la figura 1, el lado exterior derecho del cilindro (2) pequeño está conectado a través de un orificio (19) en la tapa (7) a un depósito de aire comprimido que aplica de manera constante una presión positiva al pistón (5) pequeño. Tal como se muestra esquemáticamente en la figura 2, la tapa (6), unida al extremo exterior del cilindro (1) grande, tiene una cámara (17) que incluye orificios (9) y (1) que están conectados a través de un conducto (yy) a una válvula de tres vías, que proporciona conexiones a una fuente de aire comprimido y a un escape. Durante el cierre de las puertas, el orificio (9) está conectado a una fuente de aire a presión y el orificio (1) de escape está cerrado. Debido a que el área de superficie del pistón (4) es mayor que el área de superficie del pistón (5), los pistones (4, 5) se mueven hacia la derecha, haciendo rotar el engranaje (15) de piñón/árbol (14) en sentido antihorario. Durante una carrera de apertura, los orificios (9) y (1) se conectan a un escape, lo que hace que el aire fluya saliendo del cilindro (1) grande. Debido a que el pistón (5) pequeño está unido constantemente a una fuente de presión de aire positiva, el escape de la presión de aire desde el interior del cilindro (1) grande hace que los pistones (4, 5) conectados por la cremallera (16) dentada se muevan hacia la izquierda dentro de los cilindros (1, 2) grande y pequeño. Este movimiento hacia la izquierda hace rotar el engranaje (15) de piñón/árbol (14) en sentido horario para iniciar la apertura de las puertas.

En este diseño, la amortiguación al final de la carrera de apertura del pistón se produce por el uso de un orificio (11) pequeño que tiene un diámetro que es sustancialmente menor que el de la abertura (xx). Este orificio (11) está ubicado en una superficie lateral de la cámara (17) que proporciona conexión al volumen interior de la cámara del cilindro (1) grande. Un disco (8) de sellado cilindrico está instalado entre el pistón (4) y la tapa (6) y soportado entre dos resortes (12) y (13). El movimiento hacia la izquierda de los pistones (4), (5) provoca la compresión de los resortes (12) y (13), lo que pone el disco (8) en contacto con una cara (17a) de la cámara (17) formando un sellado

con la cara (17a) de la cámara. Una vez conseguido este sellado, ya no puede salir aire de la cámara del cilindro (1) grande por la abertura (xx) al interior de la cámara (17) y por tanto sólo puede salir por el orificio (11) al interior de la cámara (17). Puesto que el diámetro del orificio (11) es menor que el diámetro de la abertura (xx), el flujo del aire fuera del cilindro (1) grande se limita, ralentizando por consiguiente la velocidad del movimiento de carrera de apertura del pistón hacia la izquierda y consiguiendo un efecto de amortiguación durante la apertura de las puertas.

La patente estadounidense número 2.343.316 enseña un cilindro neumático/motor diferencial para puertas accionadas mecánicamente, en el que la amortiguación se produce cerca del final de la carrera del pistón durante el cierre de las puertas con el fin de evitar que se cierren bruscamente. En este dispositivo, la amortiguación se produce cuando un disco de sellado entra en contacto con la superficie de una tapa, lo que hace que fluya aire de escape por un orificio pequeño, lo que reduce significativamente el caudal de aire de escape desde el alojamiento del cilindro y disminuye la velocidad lineal del pistón.

Aunque se ha documentado el concepto de amortiguación del final de una carrera de pistón en un ciclo de apertura de puerta o de cierre de puerta, una desventaja de estos sistemas es que la amortiguación se inicia siempre en el mismo punto en el movimiento del pistón (o en la misma posición del pistón), y debido a que el movimiento lineal del pistón se transfiere al movimiento rotacional del árbol de salida y al movimiento de rotación o lineal de las puertas mecánicas, las puertas siempre empezarán a ralentizarse en el mismo punto en su trayectoria. Es difícil y de coste prohibitivo desmontar el cilindro neumático, retirar los componentes existentes del sistema de amortiguación, reemplazar el sistema de resorte que soporta los discos de sellado, y después volver a montar el cilindro neumático. Además, si se seleccionara el sistema de resorte con una tensión incorrecta, el proceso de desmontaje/nuevo montaje debería repetirse. Otra desventaja de estos sistemas conocidos es que es imposible ajustar de manera precisa el punto de inicio de amortiguación en el amplio intervalo... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

Sistema de amortiguación para su uso con un actuador (2) de puerta de cilindro neumático/motor diferencial para impulsar una puerta entre posiciones abierta y cerrada, en el que dicho motor diferencial incluye un cilindro (22) grande alineado con un cilindro (24) pequeño y un par de pistones (28, 3) asociados que tienen un conjunto de cremallera (32) y piñón (34) conectado entre y controlado mediante el movimiento de dichos pistones asociados, caracterizado porque dicho sistema de amortiguación comprende:

(a) una tapa (38) grande para sellar dicho cilindro grande;

(b) una corredera (5) que se extiende desde dicha tapa grande y al interior de dicho cilindro grande, estando dicha corredera en contacto de fluido con una parte interior de dicho cilindro grande;

(c) al menos un primer conducto (6) que tiene un primer diámetro que se extiende a través de una primera parte (52, 54) de pared de dicha corredera;

(d) al menos un segundo conducto (62) que tiene un segundo diámetro menor que dicho primer diámetro y que se extiende a través de una segunda parte (52, 54) de pared de dicha corredera, estando dicha segunda parte de pared lateral en una ubicación alejada de dicha primera parte de pared lateral;

(e) una válvula asociada con dicha corredera para aplicar fluido a través de dichos conductos primero y segundo al interior de dicho cilindro grande durante un ciclo de cierre de puerta y dejar que escape fluido a través de dichos conductos primero y segundo desde el interior de dicho cilindro grande durante un ciclo de apertura de puerta;

(f) un dispositivo (64) de cierre para sellar dicha corredera cerca del final de un ciclo de apertura de puerta, impidiendo el flujo de escape a través de dicho primer conducto de modo que el flujo de escape se produce a través del segundo conducto y ralentizando el movimiento de avance de dicho par de pistones;

(g) un sistema (65) de desviación para montar dicho dispositivo de cierre con respecto a dicha tapa grande y dicha corredera, estando dicho sistema de desviación adaptado para mover linealmente dicho dispositivo de cierre con respecto a dicha tapa grande y dicha corredera; y

(h) un dispositivo (72) de ajuste para ajustar la extensión lineal de dicha corredera al interior de dicho cilindro grande y ajustar la distancia entre dicho dispositivo de cierre y dicha corredera para uno de aumentar y disminuir la cantidad de tiempo antes de que se produzca el sellado de la corredera para ajustar el momento en el que se produce la amortiguación durante el ciclo de apertura de puerta.

Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo (72) de ajuste comprende un tornillo unido a dicha corredera.

Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de ajuste comprende un tornillo unido a dicha corredera mediante una tuerca (95) y una arandela (97) de seguridad.

Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el dispositivo de ajuste puede controlarse externamente desde dicho actuador de puerta de cilindro neumático/motor diferencial.

Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque dicha corredera comprende un elemento en forma de copa que tiene una pared (52) trasera, dos paredes (54) laterales y una parte frontal abierta dirigida hacia la parte interior de dicho cilindro grande.

Sistema según la reivindicación 5, caracterizado porque dicha parte frontal abierta de dicha corredera se sella mediante dicho dispositivo de cierre para iniciar la amortiguación cerca del final de dicho ciclo de apertura de puerta.

Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 5 ó 6, caracterizado porque dicho dispositivo de ajuste incluye un anillo (74) de retención que entra a través de una abertura que se extiende a través de una pared (52) trasera de dicha corredera.

Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque dicho primer conducto se extiende a través de dicha pared trasera de dicha corredera y dicho segundo conducto se extiende a través de una de dichas paredes laterales de dicha corredera.

1.

11.

12.

13.

14.

16.

Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizado porque dicha tapa grande incluye una abertura (58) en forma de copa para alojar al menos una parte de dicho elemento de retención en forma de copa.

Sistema según la reivindicación 9, caracterizado porque dicha abertura en forma de copa en dicha tapa grande incluye paredes (61) laterales que se extienden una distancia predeterminada a lo largo de la longitud de dichas paredes laterales de dicha corredera.

Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha al menos una parte de una de dichas paredes laterales de dicha corredera incluye dicho segundo conducto y dicha parte de una de dichas paredes laterales de dicha corredera se extiende más allá de la longitud de dichas paredes laterales de dicha abertura en forma de copa de modo que se mantiene un contacto de fluido entre la parte interior de dicho cilindro grande y una parte interior de dicha corredera en forma de copa durante la amortiguación.

Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 11, caracterizado porque dicho primer conducto comprende un par de conductos que se extienden a través de dicha pared trasera de dicha corredera en forma de copa.

Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque dicho sistema de desviación comprende un par de resortes (66, 68, 166, 168) y dicho dispositivo de cierre está sujeto entre dicho par de resortes.

Sistema según la reivindicación 13, caracterizado porque dicho par de resortes comprende un primer resorte (66) y un segundo resorte (68), teniendo dicho primer resorte un primer extremo (66a) sujeto a una tapa de cilindro y un segundo extremo (66b) sujeto a dicho dispositivo de cierre; y teniendo dicho segundo resorte un primer extremo (68a) sujeto a dicho dispositivo de cierre y un segundo extremo (68b) sujeto a dicho pistón grande.

Sistema según la reivindicación 13, caracterizado porque dicho par de resortes comprende un primer resorte (166) y un segundo resorte (168), teniendo dicho primer resorte un primer extremo (166a) ubicado dentro de y soportado por dicha corredera y un segundo extremo (166b) sujeto a dicho dispositivo de cierre; y teniendo dicho segundo resorte un primer extremo (168a) sujeto a dicho dispositivo de cierre y un segundo extremo (168b) sujeto a dicho pistón grande.

Sistema de amortiguación según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho dispositivo de ajuste comprende un tornillo (72) unido a dicha corredera mediante un conjunto de tuerca (95) y arandela (97) de seguridad.