Nuevo sistema de cilindro hidráulico y pistón para elevación de grandes cargas fabricado a partir de tubos comerciales,

en el que el tubo de cilindro (1), cerrado por su parte inferior posee una arandela (2) soldada y rígida en su parte superior e interior a dicho cilindro. El pistón tiene soldada otra arandela rígida (4) a cierta distancia del extremo inferior y por su cara exterior. Entre ambos existe una junta tórica (6) de geometría variable que está construida con un material elastómero, comprimible y deformable de baja fricción y alta elasticidad y una arandela libre. La compresión de la junta tórica hace que el sistema se cierre, garantizando la estanqueidad del mismo.

Cilindro hidráulico con junta tórica de geometría variable.

Objeto de la invención

El objeto de la invención consiste en un nuevo sistema de cilindro hidráulico provisto de un pistón para elevación de cargas construido con una junta tórica de geometría variable y con tubos comerciales de bajo coste y que permite la elevación o empuje de cualquier carga.

Antecedentes de la invención

Es sabido que con un cilindro hidráulico se pueden elevar grandes cargas simplemente introduciendo una presión mediante un fluido hidráulico por la base del pistón, lo que le hace desplazarse en sentido vertical u horizontal realizando tanto labores de empuje como de tracción. Sin embargo, siendo estos cilindros hidráulicos extraordinariamente útiles, exigen de tubos de acero calibrados con superficies protegidas tanto en la superficie interior del cilindro como en la superficie exterior del pistón para evitar rozamientos. En aplicaciones industriales normales, los cilindros hidráulicos son siempre reutilizables muchas veces por lo que la industria puede pagar un sistema que requiere de tubos calibrados de precisión rectificados e incluso con recubrimiento interior antifricción amortizando sus altos costes con un elevado número de reutilizaciones. Sin embargo, en aplicaciones de grandes dimensiones, y de un solo uso o todo lo mas varios y en la que los cilindros son tubos estructurales permanentes de las instalaciones, como las plataformas oceánicas o artefactos en el mar, para su puesta a flote, para la hinca de pilotes, etc, el uso de tubos calibrados y rectificados acarrearía un altísimo costo que haría inviable el sistema. Por ello es necesario diseñar una alternativa económicamente viable que permita elevar cargas de grandes dimensiones. Para ello la presente invención describe un cilindro hidráulico provisto de un pistón consistentes en tubos comerciales, de bajo costo entre los que se inserta una junta tórica de características determinadas.

Un tubo comercial, a diferencia de un tubo calibrado y rectificado, tiene unas tolerancias aceptadas universalmente en el espesor, en el radio, en la ovalidad. Son aceptadas tolerancias variables hasta un cierto valor. Por tanto, si el tubo tiene una tolerancia y el del pistón también, sería imposible hacer, con las técnicas actuales conocidas, una junta tórica que garantizara la estanqueidad con esa diferencia de dimensiones. Lo que hace más complejo el proceso es que las tolerancias de laminación no son en continuo, es decir, en el extremo de un tubo puede haber una tolerancia de radio y en el centro del tubo otra tolerancia de radio, o que la ovalidad sea diferente en el extremo que en el centro, por tanto, es necesario desarrollar una junta tórica que permita el uso de tubos comerciales de bajo costo, solucionando así los problemas de viabilidad planteados.

Descripción de la invención

La presente invención consiste en un tubo al que llamaremos tubo de cilindro que se cierra por abajo para definir un recinto estanco. Este tubo de cilindro lleva una arandela soldada y rígida en su parte superior e interior a dicho cilindro. Otro tubo, que es el pistón, introducido dentro del tubo de cilindro, está abierto por abajo y, a cierta distancia del extremo inferior, tiene otra arandela rígida, soldada y con taladros roscados en todo su perímetro, similar a la del tubo del cilindro, pero soldada por el exterior del pistón.

Los tubos utilizados son tubos comerciales, de menor coste que los tubos calibrados y rectificados.

Bajo la arandela soldada al pistón se introduce una junta tórica de geometría variable y con taladros pasantes, que está construida con un material elastómero, comprimible y deformable de baja fricción y alta elasticidad. La junta no toca con el tubo del cilindro sino que le queda cierta holgura. Bajo la junta tórica se coloca otra arandela que va a estar suelta y con taladros coincidentes con los de la fija. La junta tórica, se comprime hasta una presión predeterminada y que garantice que se adapta plenamente a las variaciones relativas del cilindro y del pistón al comprimirse por apriete de los tornillos, hasta la presión predeterminada deformándose y adaptándose hasta cerrarse completamente.

El funcionamiento del cilindro hidráulico con taladros en las arandelas y en la junta tórica se explica a continuación.

Se van introduciendo tornillos en la arandela, que atraviesan la junta tórica y la arandela soldada al pistón y comienzan a apretarse hasta que la presión de apriete es la que se ha determinado.

Mientras que la junta no toca la pared del tubo de cilindro no hay resistencia de apriete, porque la junta, al ser elástica, se va deformando. Cuando la junta ya toca la pared interior se sigue apretando los tornillos hasta que la junta cierra completamente.

La arandela libre tiene un número indeterminado de agujeros, que irá en aumento dependiendo del diámetro del tubo. Sirve pues para comprimir y ajustar la junta.

Los tornillos no se aprietan simultáneamente, sino de uno en uno, de forma que cuando un tornillo llega a la presión determinada, apretamos el otro, y así sucesivamente. De esta forma, si hay diferencias de radio o de ovalidad en un sitio y en otro, podemos solucionarlo ajustando adecuadamente cada tornillo.

Este sistema permite hacer series telescópicas del tamaño que queremos simplemente el tubo de pistón pasa a ser el tubo de cilindro de otro tubo más interno y cada tubo tiene una arandela rígida y soldada por la parte superior e interior del mismo, como el tubo más externo y los tubos interiores tendrían la arandela soldada a una cierta distancia de su base, la junta tórica y la arandela suelta.

Descripción de las figuras

Para completar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña un juego de dibujos donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1: Vista de una sección vertical del cilindro hidráulico con junta tórica variable A continuación se proporciona un listado con las referencias utilizadas en las figuras:

1.- Tubo de cilindro.

2.- Arandela soldada al tubo de cilindro.

3.- Pistón.

4.- Arandela soldada al pistón.

5.- Taladros.

6.- Junta tórica.

7.- Arandela suelta.

Descripción detallada de la invención

Para lograr una mayor comprensión de la invención a continuación se va a describir, con ayuda de las figuras, el nuevo sistema de cilindro hidráulico y pistón de elevación construido con una junta tórica de geometría variable.

El tubo de cilindro (1) cerrado en su parte inferior presenta una arandela (2) rígida, soldada en a parte superior del tubo e interiormente al mismo. El pistón (3) de elevación, situado dentro del tubo de cilindro (1), está abierto por abajo y, a cierta distancia del extremo inferior presenta otra arandela rígida (4) soldada, pero por la cara exterior del pistón. Esta arandela presenta a su alrededor una serie de taladros (5). Bajo la arandela (4) soldada al pistón se coloca una junta tórica (6), que tiene cierta holgura, con el mismo número y posición de taladros que la arandela (4) del pistón. Esta arandela está formada por un material elastómero de baja fricción y alta elasticidad. Bajo la junta tórica se coloca otra arandela (7) que va a estar suelta. Esta arandela suelta tiene también taladros para la introducción de tornillos.

Los tornillos son apretados hasta que a junta se comprima lo suficiente como para cerrar el espacio completamente. El fluido hidráulico utilizado también puede ayudar a comprimir la junta.

1. Cilindro hidráulico con junta tórica de geometría variable para la elevación o empuje de cualquier carga caracterizado por comprender:

- un tubo de cilindro (1) cerrado por su parte inferior que posee una arandela (2) soldada y rígida en su parte superior e interior a dicho cilindro,

- un pistón (3) que a cierta distancia del extremo inferior y por su cara exterior tiene soldada otra arandela rígida (4),

- una junta tórica (6) de geometría variable que está construida con un material elastómero, comprimible y deformable de baja fricción y alta elasticidad situada entre el tubo del cilindro y el pistón y

- una arandela suelta (7) entre el tubo de cilindro y el pistón,

siendo el tubo de cilindro (1) y el pistón (3) tubos comerciales y donde la arandela (4) soldada al pistón, la junta tórica (6) y la arandela suelta (7) presentan unos taladros (5) para la inserción de tornillos que permitan apretar y comprimir la junta tórica (6).

2. Cilindro hidráulico según reivindicación 1, caracterizado porque comprende una serie de tornillos para comprimir la junta tórica (6).

3. Junta tórica (6) de geometría variable que está construida con un material elastómero, comprimible y deformable de baja fricción y alta elasticidad y que además presenta unos taladros pasantes (5) para la inserción de tornillos, para su uso en el cilindro hidráulico de la reivindicación 1.