ABSORBEDOR DE CHOQUES PARA HERRAMIENTAS MOVILES.

Un absorbedor de choques (1) para máquinas que tienen una herramienta móvil (2),

absorbedor de choques (1) que comprende:

a) una carcasa (3) con una primera cámara (4) llena de un líquido hidráulico presurizado y

b) al menos un primer pistón (7) que se dispone de forma móvil dentro de la carcasa (3) y se dispone en un primer extremo (8) de la misma para poder recibir un golpe desde una herramienta móvil (2) y mediante su movimiento transmitir la energía cinética del golpe al líquido hidráulico en la primera cámara (4) y

c) medios (4b, 22, 24, 38, 39, 41) para devolver el primer pistón (7) a su posición de partida, después del golpe, de manera que el primer pistón (7) es capaz de recibir un nuevo golpe, comprendiendo el medio para devolver el primer pistón (7) una cámara (4, 5) con un líquido hidráulico presurizado que actúa sobre un área superficial (24, 41) del primer pistón (7) en una dirección tal que el primer pistón (7) se presiona en una dirección hacia su posición de partida, caracterizado por que el primer pistón (7) está provisto de al menos un elemento de detención (14) dispuesto para encontrarse con un área superficial limitante en la carcasa (3), de manera que los movimientos del pistón (7) están limitados en una dirección opuesta a la dirección del golpe, de manera que el primer pistón (7) alcanza una posición final proximal, según se observa respecto a la herramienta móvil (2), cuando el elemento de detención (14) del primer pistón (7) se encuentra con dicha área superficial limitante (15), por que el absorbedor de choques comprende un segundo pistón (17) dispuesto para moverse en la carcasa (3) y donde el segundo pistón (17) se dispone en un primer extremo (18) del mismo para entrar en contacto directo con la herramienta móvil (2) y un segundo extremo (19) del mismo para orientar el primer extremo (8) del primer pistón (7), de manera que un golpe desde la herramienta móvil puede transmitirse al primer pistón (7) a través del segundo pistón (17) y por que, cuando el primer pistón (7) está en su primera posición final, que es proximal respecto a la herramienta móvil (2), por que el primer extremo (8) del primer pistón (7) y el segundo extremo (19) del segundo pistón (17) se extienden ambos hacia una cámara común (20) que se llena con un líquido hidráulico presurizado y en el que el absorbedor de choques se ha diseñado de manera que en una posición de partida para el absorbedor de choques, pueda existir un hueco (D) entre el primer extremo (8) del primer pistón (7) y el segundo extremo (19) del segundo pistón, de manera que el segundo pistón (17) debe moverse a una cierta distancia (D) antes de poder transmitir un golpe desde la herramienta móvil (2) al primer pistón (7)

Absorbedor de choques para herramientas móviles.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un absorbedor de choques para una herramienta móvil, principalmente un absorbedor de choques hidráulico y pretende usarse particularmente como un absorbedor de choques en máquinas que trabajan en un ciclo que tienen una herramienta móvil. El absorbedor de choques de acuerdo con la invención pretende usarse principalmente en máquinas para cortar y perforar metales y otros materiales en forma de cables, barras, perfiles, tiras y similares.

Antecedentes de la invención

Las máquinas que usan energía cinética para diversas operaciones de trabajo tales como corte y perforación han existido desde hace mucho tiempo y en muchas formas diferentes. Muchas de ellas tienen en común que una masa móvil, tal como un ariete, se acelera rectilíneamente para golpear una herramienta móvil, tal como una herramienta de perforación o corte que coopera con una herramienta fija para realizar la operación de trabajo actual, tal como una operación de corte. La herramienta móvil tiene una cierta velocidad restante y de esta manera una cierta energía cinética restante después de la operación de trabajo, es decir, una energía residual. Esta energía residual debe absorberse mediante un absorbedor de choques. Dicho absorbedor de choques a menudo se sitúa en el lado opuesto a la herramienta móvil, según se observa desde el ariete. Se conocen diversos tipos de absorbedores de choques a partir de, por ejemplo, la Patente de Estados Unidos Nº 4.339.975, la Patente de Estados Unidos Nº 4.311.086 y la Patente de Estados Unidos Nº 5.673.601.

La Patente de Estados Unidos Nº 4319504 describe un dispositivo de amortiguación para fuerzas que ocurren abruptamente en una cizalla o máquina de prensado con cizalla. El dispositivo de amortiguación descrito en esta patente presenta un pistón de amortiguación hidráulico que coopera con una herramienta móvil y un pistón de control unido de forma ajustable a una parte estacionaria de la máquina. El pistón de amortiguación puede deslizarse coaxialmente en el cilindro de amortiguación unido a la parte estacionaria de la máquina en la que el pistón de control sobresale también coaxialmente. El pistón de control coopera con un cilindro de control construido en el pistón de amortiguación. Una cámara de presión anular que rodea el pistón de control y su vástago del pistón se construye entonces entre una base del cilindro de amortiguación y la cara final opuesta del pistón de amortiguación. La base contiene también una línea de conexión para el suministro y descarga del medio presurizado hacia la cámara de presión anular 29. El pistón de control se guía hacia el cilindro de control mientras que puede ocurrir el paso del medio presurizado entre ellos.

La Patente de Estados Unidos Nº 4233872 describe un sistema para absorción de choques hidráulico en una prensa de perforación o corte. El sistema descrito en esta patente comprende un cilindro de amortiguación que está a una presión preestablecida suministrada por una bomba, estando la cámara de presión del cilindro conectada con una válvula de amortiguación. La válvula de amortiguación tiene un elemento de amortiguación de tipo pistón que incluye un miembro regulador, cuya construcción y diseño proporciona un ajuste dependiente de presión de dicho miembro regulador en una carcasa al producirse el movimiento axial del miembro regulador.

Cuando la operación de trabajo se termina y la herramienta móvil se ha frenado de una manera que es adecuada para el proceso y de una forma tan suave como sea posible para la maquinaria, la herramienta móvil debe devolverse a su posición inicial para poder realizar un nuevo golpe de trabajo. Cuando esto tiene lugar, puede suministrarse nuevo material hacia delante para la siguiente operación de trabajo.

Por consiguiente, tienen que manejarse dos funciones en conexión con las máquinas con herramientas móviles. En primer lugar, hay que ser capaz de frenar el movimiento de la herramienta móvil después de la operación de trabajo (tal como una operación de corte). En segundo lugar, hay que ser capaz de devolver la herramienta móvil antes de la siguiente operación de trabajo. El intercambio entre estas dos funciones puede maniobrarse activamente desde el sistema de control de la máquina, o pasivamente, sin interferencia desde unidades externas. La variante activa requiere una sincronización precisa y un conocimiento del tamaño de la energía residual para asegurar que toda la energía cinética se absorbe realmente antes de un intercambio de la función. Un absorbedor de choques pasivo maneja esto por sí mismo e intercambia las funciones cuando la absorción de choque se ha completado y es momento de devolver la herramienta.

Es deseable que un absorbedor de choques para máquinas cinéticas absorba tanto como sea posible de la energía residual suministrada y devuelva tan poco como sea posible. Los diseños que usan elastómeros o aire tienen todos la característica de que una gran parte de la energía residual se devuelve a la herramienta móvil, con lo que la herramienta rebota contra el absorbedor de choques en lugar de ralentizarse y detenerse. Diversos absorbedores hidráulicos conocidos también tienen este inconveniente, parcialmente debido a la compresibilidad del líquido hidráulico, cuyo efecto se subestima fácilmente.

Una propiedad deseable de un absorbedor de choques para máquinas de corte cinéticas es que el absorbedor de choques ralentiza el movimiento de la herramienta tan poco como sea posible durante el movimiento inicial de la herramienta, cuando tiene lugar la operación de corte real. Es óptimo si la herramienta no se ralentiza en absoluto, por ejemplo si la parte del absorbedor de choques que se aplica contra la herramienta para ralentizar su movimiento no está en absoluto en contacto con la herramienta cuando el ariete golpea la herramienta, sino que se aplica sólo después de una corta distancia de movimiento. Dicho dispositivo es muy difícil de realizar sin tener que hacer al absorbedor de choques activo. Esto se debe a que el retorno de la herramienta requiere algún dispositivo que en realidad lleve la herramienta móvil a su posición de retorno. Un absorbedor de choques sin una energía de retorno es difícil de fabricar de una forma tan rápida y fiable como un absorbedor de choques que utiliza una energía de retorno forzada. Por consiguiente, la herramienta móvil a menudo se hace volver mediante un dispositivo que presiona la herramienta móvil contra un elemento de detención y, de esta manera, alinea las herramientas fijas y móviles. Para que resulte el caso óptimo, este dispositivo debe extraerse después de que el material se haya hecho pasar a través de las herramientas pero antes de que el ariete golpee la herramienta, un periodo de tiempo de aproximadamente 10 a 100 milisegundos, dependiendo del tamaño de la máquina. Esto es casi imposible, aunque un fallo de funcionamiento de dicho dispositivo puede dar como resultado una avería, alteraciones de las operaciones o la producción de componentes defectuosos.

Un objeto de la presente invención es proporcionar un absorbedor de choques mejorado para máquinas que tienen una herramienta móvil que es capaz de ralentizar el movimiento rápido, absorber la energía cinética y devolver la herramienta móvil a su punto de partida. Adicionalmente, un objetivo de la invención para el absorbedor de choques es ralentizar el movimiento de la herramienta móvil tan poco como sea posible en el comienzo de una operación de trabajo. Estos y otros objetivos pueden realizarse mediante la presente invención que queda clara a partir de la siguiente descripción.

Informe de la invención

La invención se refiere a un absorbedor de choques hidráulico para máquinas que trabajan en un ciclo y que tienen una herramienta móvil. El absorbedor de choques comprende una carcasa con una primera cámara que está llena con un líquido hidráulico, y al menos un primer pistón dispuesto de forma que puede moverse en la carcasa. El pistón se dispone en un primer extremo del mismo para recibir un golpe desde una herramienta móvil y mediante su movimiento transmitir energía cinética del golpe al líquido hidráulico en la primera cámara. El absorbedor de choques comprende también medios para devolver el primer pistón a su posición de partida, después del golpe, de manera que el pistón puede recibir un nuevo golpe. Dichos medios para devolver el primer pistón pueden comprender una cámara con un líquido hidráulico presurizado que actúa sobre un área superficial del primer pistón...

1. Un absorbedor de choques (1) para máquinas que tienen una herramienta móvil (2), absorbedor de choques (1) que comprende:

a) una carcasa (3) con una primera cámara (4) llena de un líquido hidráulico presurizado y

b) al menos un primer pistón (7) que se dispone de forma móvil dentro de la carcasa (3) y se dispone en un primer extremo (8) de la misma para poder recibir un golpe desde una herramienta móvil (2) y mediante su movimiento transmitir la energía cinética del golpe al líquido hidráulico en la primera cámara (4) y

c) medios (4b, 22, 24, 38, 39, 41) para devolver el primer pistón (7) a su posición de partida, después del golpe, de manera que el primer pistón (7) es capaz de recibir un nuevo golpe, comprendiendo el medio para devolver el primer pistón (7) una cámara (4, 5) con un líquido hidráulico presurizado que actúa sobre un área superficial (24, 41) del primer pistón (7) en una dirección tal que el primer pistón (7) se presiona en una dirección hacia su posición de partida, caracterizado por que el primer pistón (7) está provisto de al menos un elemento de detención (14) dispuesto para encontrarse con un área superficial limitante en la carcasa (3), de manera que los movimientos del pistón (7) están limitados en una dirección opuesta a la dirección del golpe, de manera que el primer pistón (7) alcanza una posición final proximal, según se observa respecto a la herramienta móvil (2), cuando el elemento de detención (14) del primer pistón (7) se encuentra con dicha área superficial limitante (15), por que el absorbedor de choques comprende un segundo pistón (17) dispuesto para moverse en la carcasa (3) y donde el segundo pistón (17) se dispone en un primer extremo (18) del mismo para entrar en contacto directo con la herramienta móvil (2) y un segundo extremo (19) del mismo para orientar el primer extremo (8) del primer pistón (7), de manera que un golpe desde la herramienta móvil puede transmitirse al primer pistón (7) a través del segundo pistón (17) y por que, cuando el primer pistón (7) está en su primera posición final, que es proximal respecto a la herramienta móvil (2), por que el primer extremo (8) del primer pistón (7) y el segundo extremo (19) del segundo pistón (17) se extienden ambos hacia una cámara común (20) que se llena con un líquido hidráulico presurizado y en el que el absorbedor de choques se ha diseñado de manera que en una posición de partida para el absorbedor de choques, pueda existir un hueco (D) entre el primer extremo (8) del primer pistón (7) y el segundo extremo (19) del segundo pistón, de manera que el segundo pistón (17) debe moverse a una cierta distancia (D) antes de poder transmitir un golpe desde la herramienta móvil (2) al primer pistón (7).

2. Un absorbedor de choques de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el primer pistón (7) se dispone con sus extremos situados en diferentes cámaras (5, 20), eligiéndose las áreas superficiales (24, 22) de los extremos del pistón (7) y la presión en las dos cámaras (5, 20) de manera que actúa una fuerza resultante para devolver el primer pistón (7) a su posición de partida.

3. Un absorbedor de choques (1) de acuerdo con la reivindicación 2 caracterizado por que las dos cámaras (5, 20) están conectadas a una fuente (12) de líquido hidráulico presurizado que es común para las dos cámaras (5, 20) y por que un extremo distal del primer pistón (7) según se observa en la dirección del golpe tiene una mayor área superficial (24) mientras que un extremo proximal del primer pistón (7), según se observa en la dirección del golpe, tiene una menor área superficial (22) de manera que la fuerza compresiva resultante del líquido hidráulico procura hacer volver al primer pistón (7).

4. Un absorbedor de choques de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la primera cámara (4) está dividida en una subcámara (4b) que es distal respecto al primer extremo del pistón y una subcámara (4a) que es proximal respecto al primer extremo del primer pistón (7) y por que dichos medios para devolver el primer pistón (7) a su posición de partida después del golpe comprenden un casquillo (39) en el primer pistón (7), casquillo que tiene un área superficial distal (41) y un área superficial proximal (42), área superficial proximal (42) que es menor que el área superficial distal (41).

5. Un absorbedor de choques (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la carcasa (3) del absorbedor de choques está provista de una segunda cámara (5) llena de un líquido hidráulico presurizado, estando conectada dicha segunda cámara (5) a la primera cámara (4) mediante una primera válvula sin retorno (6) dispuesta para abrirse cuando la presión en la segunda cámara (5) sea mayor que la presión en la primera cámara (4), de manera que el segundo extremo (9) del primer pistón se sitúa en la segunda cámara (5) de manera que un golpe desde una herramienta móvil (2) puede hacer que dicho primer pistón (7) se mueva hacia dentro hacia la segunda cámara (5), aumentando de esta manera la presión en la segunda cámara (5) a un nivel al que la primera válvula sin retorno (6) se abre, de manera que el líquido hidráulico presurizado empieza a fluir desde la segunda cámara (5) hasta la primera cámara (4) y la primera cámara (4) tiene una salida (10) dispuesta para permitir el flujo de entrada y el flujo de salida del líquido hidráulico hacia y desde, respectivamente, la primera cámara (4).

6. Un absorbedor de choques (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la segunda cámara (5) está conectada, mediante una segunda válvula sin retorno (11), a una fuente (12) de un líquido hidráulico presurizado de manera que la segunda válvula sin retorno (11) se abre cuando la presión en la segunda cámara (5) está por debajo de un nivel predeterminado.

7. Un absorbedor de choques (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la carcasa (3) está provista de una tercera cámara (13) y por que el área superficial limitante (15) es un área superficial dentro de la tercera cámara.

8. Un absorbedor de choques de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado por que la tercera cámara (13) es una cámara llena de gas (13) en la que la presión preferiblemente es la misma que la presión atmosférica.

9. Un absorbedor de choques (1) de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado por que el segundo extremo (19) del segundo pistón (17) y el primer extremo (8) del primer pistón tienen áreas superficiales planas (22, 23) que son paralelas entre sí y áreas superficiales finales (22, 23) que son preferiblemente del mismo tamaño.

10. Un absorbedor de choques (1) de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado por que la cuarta cámara (20) está conectada, a través de una tercera válvula sin retorno (25), a una fuente (12) de un líquido hidráulico presurizado, de manera que la tercera válvula sin retorno (25) se abre cuando la presión en la cuarta cámara (20) está por debajo de un nivel predeterminado.

11. Un absorbedor de choques de acuerdo con la reivindicación 10 caracterizado por que la segunda cámara (5) y la cuarta cámara (20) están conectadas a la misma fuente (12) de líquido hidráulico presurizado.

12. Un absorbedor de choques (1) de acuerdo con la reivindicación 6 caracterizado por que la salida (10) de la primer cámara (4) está conectada a un acumulador (26) para líquido hidráulico.

13. Un absorbedor de choques (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la cuarta cámara (20) tiene una salida (27) dispuesta para permitir la salida de líquido hidráulico cuando la presión en la cuarta cámara (20) supera un determinado nivel de presión.

14. Un absorbedor de choques (1) de acuerdo con la reivindicación 13 caracterizado por que la salida (27) de la cuarta cámara (20) está conectada a un acumulador (28) para líquido hidráulico.

15. Un absorbedor de choques de acuerdo con la reivindicación 6 caracterizado por que la primera válvula sin retorno (6) se carga mediante al menos un elemento elástico (29) que presiona la primera válvula sin retorno (6) hacia una posición cerrada.