Dispositivo y procedimiento de control para un conjunto de cilindro y pistón.

Dispositivo de control para un conjunto de cilindro y pistón en el que el conjunto de cilindro y pistón presenta uncilindro y un pistón (9) que está como mínimo parcialmente alojado en el cilindro y divide el espacio interior delcilindro a lo largo del eje del cilindro en dos espacios parciales (8,

16), con un conjunto de válvulas (1) que comunicacon un primer espacio parcial (8) y que adopta una posición de cierre impidiendo la salida de un fluido (17) contenidoen el primer espacio parcial (8) de este espacio parcial (8) cuando la presión en el fluido (17) es inferior al valor decontrol de presión establecido en el conjunto de válvulas (1), y que se abre a una posición de apertura que haceposible la salida del fluido cuando la presión en dicho fluido (17) es superior al valor de control de presiónestablecido,

caracterizado por un dispositivo de pretensado, que está acoplado al conjunto de válvulas (1) y al primer espacioparcial (8), y que efectúa la amortiguación de una carga por compresión en forma de un aumento brusco de presiónen el fluido (17) causada por un desplazamiento del pistón (9) provocado por una carga producida por la descargade un volumen de compresión formado en el segundo espacio parcial (16) y que actúa sobre el pistón (9) en ladirección hacia el primer espacio parcial, y mediante el cual se puede generar un aumento de presión en el fluido(17) a un valor de pretensión de presión predeterminado independientemente de la carga.

Dispositivo y procedimiento de control para un conjunto de cilindro y pistón La presente invención se refiere a un dispositivo de control para un conjunto de cilindro y pistón en el que dicho conjunto de cilindro y pistón presenta un cilindro y un pistón que está alojado, como mínimo parcialmente, en dicho cilindro y divide el espacio interior del cilindro a lo largo del eje del cilindro en dos espacios parciales, con un conjunto de válvulas que comunica con el primer espacio parcial y que adopta una posición de cierre que impide la salida del fluido contenido en este primer espacio parcial del mismo, cuando la presión del fluido es inferior a un valor de control de la presión establecido en el conjunto de válvulas, y que abre a una posición de apertura que facilita la salida cuando la presión en el fluido es superior a un valor de control de presión establecido, y se refiere también a un procedimiento para controlar un conjunto de cilindro y pistón de este tipo para llevar a cabo un desplazamiento relativo entre el pistón y el cilindro, así como a la utilización de un dispositivo de control de este tipo para un conjunto de cilindro y pistón de una prensa hidráulica.

Dispositivos de control de este tipo para un conjunto de cilindro y pistón se conocen por ejemplo en el campo de las prensas, tal como el documento EP0661125 A1. El término prensa ha de entenderse en este contexto como un nombre colectivo para prensas hidráulicas que funcionan de forma diferente, mediante las cuales se preparan y, en especial, se transforman o se fabrican productos de toda índole por aplicación de fuerza hidráulica. Como ejemplos para prensas de este tipo cabe nombrar las prensas troqueladoras, cizallas de guillotina, prensas hidráulicas para la industria de refractarios y de baldosas, prensas para la fabricación de productos de sal, productos de piedra caliza, baldosas, etc. El proceso para dar forma a los productos puede realizarse de manera que dos punzones de moldeo, de los cuales como mínimo uno puede ser desplazado a lo largo de un eje principal de la prensa, son desplazados relativamente uno hacía el otro, provocando de esta manera el proceso de deformación. En una prensa que se utiliza en el campo de la industria de los refractarios se comprime por ejemplo material a granel suelto mediante el desplazamiento relativo de los punzones de moldeo en una matriz que determina, como mínimo parcialmente, la forma del cuerpo prensado fabricado mediante el proceso de prensado. Al contrario de un proceso de troquelado o de cizallamiento, cuyo final es predeterminado por la operación de troquelado o de cizallamiento, el proceso de conformación de la prensa para la industria de los refractarios descrita anteriormente se desconecta, ya sea cuando los punzones hayan recorrido un trayecto determinado, cuando se haya alcanzado una presión determinada o también cuando estos dos criterios se encuentren dentro de un rango de tolerancia definido.

Estos conjuntos de cilindro y pistón, que son controlados por un dispositivo de control del tipo indicado anteriormente, no se utilizan solamente para los cilindros principales o los punzones de moldeo principales, sino también para funciones secundarias que asimismo se llevan a cabo con la ayuda de los conjuntos de cilindro y pistón controlados por el dispositivo de control. Una de estas funciones secundarias consiste, por ejemplo, en el desplazamiento de una pared de una matriz de una prensa indicada anteriormente de las que se utilizan en el campo de la industria de los refractarios, una vez terminado el proceso de prensado. Se trata del denominado desmoldeo del cuerpo prensado de la matriz en el que el cuerpo prensado se apoya contra un punzón fijo o un cilindro principal, la pared de la matriz es desplazada mediante un movimiento relativo con respecto al eje de trabajo principal provocado por un conjunto de cilindro y pistón controlado por el dispositivo de control y, de esta manera, la matriz es retirada del cuerpo prensado.

En función de la disposición del cilindro secundario controlado por el dispositivo de control con respecto a la prensa, la operación de desmoldeo puede realizarse en una dirección de actuación en el sentido del vástago del pistón saliente o en el sentido del vástago del pistón entrante. Naturalmente también es posible desmoldear el cuerpo prensado mediante un movimiento de un cilindro principal controlado por el dispositivo de control, reteniendo fijamente la pared de la matriz.

Si se observa el dispositivo de control para un conjunto de cilindro y pistón referente al desmoldeo del cuerpo prensado de una matriz, tal como se ha descrito anteriormente, el conjunto de válvulas conectado con el primer espacio parcial tiene la función conocida de compensar el peso propio de la matriz que está, por ejemplo, acoplada a los pistones de estos conjuntos de cilindro y pistón. A tal efecto, se ajusta un valor de control de presión en el conjunto de válvulas que es como mínimo tan alto como la presión en el fluido contenido en el primer espacio parcial, que es provocado por el peso propio de la matriz. Por consiguiente, (sin aplicar más presiones) se cumple la condición de cierre, el fluido no puede salir del primer espacio parcial y la matriz queda, por lo tanto, retenida en una posición predeterminada, ya que el peso propio es compensado por la presión del fluido.

Sin embargo, se ha detectado que en un diseño técnico habitual los dispositivos de control del tipo indicado anteriormente resultan ser poco satisfactorios en cuanto a su durabilidad y la durabilidad del conjunto de cilindro y pistón controlado por éste, dado que después de tiempos de funcionamiento relativamente breves se producen daños en componentes del mismo dispositivo de control tales como los sistemas de detección de recorrido o sistemas de tuberías, o daños en el conjunto de cilindro y pistón, por ejemplo en las soldaduras así como diversos otros daños mecánicos. La poco satisfactoria vida útil que se ha observado en componentes del dispositivo de control y del conjunto de cilindro y pistón controlado por éste tiene como consecuencia que las piezas correspondientes han de ser diseñadas de forma reforzada ya que de lo contrario se requieren reparaciones costosas o han de ser cambiadas y, eventualmente, la prensa no puede funcionar durante las reparaciones, es decir que se producen pérdidas de producción.

Se ha intentado remediar este problema mediante la incorporación de amortiguadores en los sistemas de tuberías del dispositivo de control tales como, por ejemplo amortiguadores hidroneumáticos de impactos. Sin embargo, estas medidas no han tenido el éxito deseado.

A la vista de este problema que existe según el estado de la técnica y se ha descrito anteriormente, la presente invención tiene como objetivo dar a conocer un dispositivo de control para un conjunto de cilindro y pistón del tipo indicado anteriormente que presenta, por un lado, una mayor durabilidad cuando es utilizado en una prensa, y además aumenta la durabilidad del conjunto de cilindro y pistón controlado por él y, por lo tanto, consigue una mayor vida útil de estos componentes de la prensa.

Este objetivo se consigue de forma sorprendentemente fácil mediante un dispositivo de pretensado, que está acoplado al conjunto de válvulas y al primer espacio parcial y que sirve para preparar la amortiguación de la carga de compresión en el fluido producida por un desplazamiento del pistón provocado por una carga que actúa sobre el pistón en la dirección al primer espacio parcial, mediante el cual se puede aumentar la presión en el fluido hasta un determinado valor de pretensión de presión independientemente de dicha carga.

La presente invención está basada en un análisis preciso y exhaustivo de las condiciones dinámicas de presión en todo el sistema hidráulico del dispositivo de control y del conjunto de cilindro y pistón. Como resultado de este análisis se ha encontrado que son las cargas mecánicas las que son responsables de la durabilidad poco satisfactoria de los dispositivos de control convencionales, siendo las mismas, a su vez, provocadas por excitaciones vibratorias mecánicas de todo el sistema hidráulico. Estas excitaciones vibratorias mecánicas se generan después de que el fluido contenido en uno de los espacios parciales del conjunto de cilindro y pistón haya sido sometido a un aumento de presión debido a un desplazamiento del pistón a lo largo del eje del cilindro, y se produce la salida del mismo venciendo la resistencia al flujo. Debido a ello se forma un pico de presión en el sistema hidráulico que actúa contrariamente a este desplazamiento del pistón que provoca el aumento de presión. Esto tiene como consecuencia una excitación vibratoria con una carga mecánica... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de control para un conjunto de cilindro y pistón en el que el conjunto de cilindro y pistón presenta un cilindro y un pistón (9) que está como mínimo parcialmente alojado en el cilindro y divide el espacio interior del cilindro a lo largo del eje del cilindro en dos espacios parciales (8, 16) , con un conjunto de válvulas (1) que comunica con un primer espacio parcial (8) y que adopta una posición de cierre impidiendo la salida de un fluido (17) contenido en el primer espacio parcial (8) de este espacio parcial (8) cuando la presión en el fluido (17) es inferior al valor de control de presión establecido en el conjunto de válvulas (1) , y que se abre a una posición de apertura que hace posible la salida del fluido cuando la presión en dicho fluido (17) es superior al valor de control de presión establecido,

caracterizado por un dispositivo de pretensado, que está acoplado al conjunto de válvulas (1) y al primer espacio parcial (8) , y que efectúa la amortiguación de una carga por compresión en forma de un aumento brusco de presión en el fluido (17) causada por un desplazamiento del pistón (9) provocado por una carga producida por la descarga de un volumen de compresión formado en el segundo espacio parcial (16) y que actúa sobre el pistón (9) en la dirección hacia el primer espacio parcial, y mediante el cual se puede generar un aumento de presión en el fluido (17) a un valor de pretensión de presión predeterminado independientemente de la carga.

2. Dispositivo de control, según la reivindicación 1, en el que el valor de pretensión de presión es esencialmente igual al valor de control de presión, o superior al valor de control de presión en un 0, 1% o más, preferentemente en un 0, 5% o más y especialmente en un 1% o más.

3. Dispositivo de control, según una de las reivindicaciones 1 ó 2, en el que la diferencia entre el valor de pretensión de presión y el valor de control de presión es del 20% o menos, preferentemente del 10% o menos y especialmente del 5% o menos del valor de control de presión.

4. Dispositivo de control, según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el conjunto de válvulas (1) comprende como mínimo dos etapas, presentando una etapa principal (2) cuya posición de desbloqueo/bloqueo corresponde a la posición de apertura/cierre del conjunto de válvulas (1) y que sólo puede adoptar su posición de desbloqueo cuando está abierta una etapa previa (4) en la que se ha establecido el valor de control de presión, siendo necesaria, tras la apertura de la etapa previa (4) , solamente una pequeña presión en comparación con el valor de control de presión para adoptar la posición de desbloqueo.

5. Dispositivo de control, según la reivindicación 4, en el que la etapa previa (4) y la etapa principal (2) están comunicadas hidráulicamente con el primer espacio parcial (8) de tal manera que la presión se aplica al fluido (17) , por un lado, a un lado de carga de la etapa principal (2) cuya presurización actúa contrariamente al bloqueo de la etapa principal (2) y, por otro lado, a un lado de control de la etapa principal (2) cuya presurización actúa contrariamente al desbloqueo de la etapa principal (2) , así como a la etapa previa (4) , siendo preferentemente la longitud de una comunicación entre el primer espacio parcial (8) y el lado de control, la cual presenta como mínimo en algún tramo un desvío, superior a la longitud de una comunicación entre el primer espacio parcial (8) y el lado de carga.

6. Dispositivo de control, según una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el dispositivo de pretensado presenta un sistema acumulador (6) desde el cual se provoca la generación del aumento de presión a través de un sistema de tuberías (7) .

7. Dispositivo de control, según las reivindicaciones 5 y 6, en el que el sistema de tuberías (7) presenta un tramo

(62) que comunica con una línea de control previo (42) que comunica la etapa previa (4) con el lado de control de la etapa principal (2) .

8. Dispositivo de control, según una de las reivindicaciones 5 a 7, en el que la línea de desvío y/o la línea de control previo (42) y/o el tramo (62) presenta/n un sistema de estrangulamiento (13, 3) .

9. Dispositivo de control, según una de las reivindicaciones 1 a 8, en el que en un estado estático del fluido (17) el aumento de presión generado por el dispositivo de pretensado es duradero, especialmente en el que en el estado estático la presión del fluido (17) es igual a la presión existente en el sistema acumulador (6) .

10. Dispositivo de control, según una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el valor de control de presión puede ser ajustado y en especial puede ser ajustado manualmente.

11. Dispositivo de control, según una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el valor de control de presión puede ser ajustado y controlado proporcionalmente, realizándose especialmente el control del valor de control de presión a través de una tensión de control predeterminada en especial por un dispositivo de control (23) y su ajuste en el conjunto de válvulas (1) / la etapa previa (4) se realiza de forma magnética.

12. Dispositivo de control, según una de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el tiempo de respuesta del conjunto de válvulas (1) se sitúa en el rango de 1 - 50 ms, preferentemente 1 - 20 ms y especialmente 1 - 5 ms.

13. Procedimiento para el control de un conjunto de cilindro y pistón, especialmente con un dispositivo de control, según una de las reivindicaciones 1 a 12, en el que el conjunto de cilindro y pistón presenta un cilindro y un pistón

(9) que está como mínimo parcialmente alojado en el cilindro y divide el espacio interior del cilindro a lo largo del eje del cilindro en dos espacio parciales (8, 16) , y el primer espacio parcial (8) comunica con un conjunto de válvulas (1) que adopta una posición de cierre que impide la salida de un fluido (17) contenido en el primer espacio parcial (8) del este espacio parcial (8) cuando la presión en el fluido (17) es inferior al valor de control de presión establecido en el conjunto de válvulas (1) , y que se abre a una posición de apertura que hace posible la salida del fluido cuando la presión en dicho fluido (17) es superior al valor de control de presión establecido, caracterizado porque

independientemente de una carga que actúa sobre el pistón (9) en la dirección hacia el primer espacio parcial (8) se genera un aumento de presión en el fluido (17) a un valor de pretensión de presión predeterminado, de manera que se prepara la amortiguación de una carga por compresión en forma de un aumento brusco de presión en el fluido

(17) causada por un desplazamiento del pistón (9) provocado por una carga producida por la descarga de un volumen de compresión formado en el segundo espacio parcial (16) y que actúa sobre el pistón (9) en la dirección hacia el primer espacio parcial.

14. Procedimiento, según la reivindicación 13, en el que además se aumenta la presión y, por lo tanto, la carga en un fluido hidráulico contenido en el segundo espacio parcial (16) mediante un flujo volumétrico de fluido hidráulico generado por un sistema de bombeo (15) hasta que se provoca un desplazamiento del pistón (9) en la dirección hacia el primer espacio parcial (8) que se inicia en especial venciendo una fuerza de retención contraria a la carga.

15. Utilización de un dispositivo de control, según una de las reivindicaciones 1 a 12, para un conjunto de cilindro y pistón de una prensa hidráulica empleada especialmente en la industria de los refractarios y de baldosas, en la que el conjunto de cilindro y pistón es utilizado en un eje de trabajo secundario, en especial, durante un proceso de desmoldeo de un cuerpo prensado formado por un material a granel prensado por la prensa de una matriz que también determina la forma del cuerpo prensado.