Cilindro a gas con efecto de frenado en la máxima extensión.

Cilindro (1) a gas de elevación con un cuerpo (2), un eje (4) y un conjunto pistón (3),

que comprende un cuello (33; 40; 50) que se desplaza longitudinalmente con el conjunto pistón (3) y que penetra en una cavidad interior (31) fija del cuerpo (2) en los tramos finales de extensión del eje (4) con respecto al cuerpo (2), quedando aislado un volumen de gas que va comprimiéndose a medida que el eje (4) continua desplazándose, provocando el aumento de presión del gas aislado una amortiguación y frenado del eje (4) en dichos tramos finales de la extensión.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201400107.

Solicitante: ABAIN COMPONENTS, S.L.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: BARANDIARAN SALAVERRÍA,José Javier.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F15B15/22 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F15 DISPOSITIVOS ACCIONADORES POR PRESION DE UN FLUIDO; HIDRAULICA O NEUMATICA EN GENERAL.F15B SISTEMAS QUE FUNCIONAN POR MEDIO DE FLUIDOS EN GENERAL; DISPOSITIVOS ACCIONADORES POR PRESION DE UN FLUIDO, p. ej. SERVOMOTORES; DETALLES DE LOS SISTEMAS DE FLUIDO A PRESION, NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR (motores, turbinas, compresores, ventiladores, bombas F01 - F04; dinámica de los fluidos F15D; embragues o frenos de fluido F16D; resortes de fluido F16F; transmisiones por fluido F16H; pistones, cilindros, empaquetaduras F16J; válvulas, grifos, compuertas, flotadores para accionamiento F16K; válvulas de seguridad con acción auxiliar del fluido sobre la válvula principal F16K 17/10; medios de accionamiento de válvulas por fluidos F16K 31/12; tuberías, empalmes para tuberías F16L; lubrificación F16N). › F15B 15/00 Dispositivos accionados por presión de un fluido para desplazar un órgano de una posición a otra (motores con un movimiento continuo F01 - F03 ); Transmisión asociada con estos dispositivos. › para acelerar o decelerar la carrera.
  • F16F9/02 F […] › F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.F16F RESORTES; AMORTIGUADORES; MEDIOS PARA AMORTIGUAR LAS VIBRACIONES.F16F 9/00 Resortes, amortiguadores de vibraciones, amortiguadores de choques o amortiguadores de movimiento de estructura similar que utilizan un fluido o un medio equivalente como agente de amortiguamiento (F16F 5/00 tiene prioridad; uniones de válvulas a cuerpos elásticos inflables B60C 29/00; accesorios de maniobra para puertas que emplean un sistema de frenado por fluido E05F). › utilizando un gas únicamente.
  • F16F9/36 F16F 9/00 […] › Juntas de estanqueidad particulares, comprendiendo incluso las juntas o guías para vástagos de pistón.
  • F16F9/49 F16F 9/00 […] › Topes que limitan el paso del fluido, p. ej. topes hidráulicos.

Fragmento de la descripción:

Sector de la técnica

La invención se refiere a un cilindro a gas de elevación, es decir a un cilindro a gas que comprende un cuerpo tubular generalmente cilindrico en cuyo interior se desplazan un eje y un conjunto pistón que delimita dos cámaras interiores contenedoras de un gas, ejerciendo el gas una fuerza resultante sobre el conjunto pistón que tiende a empujar el conjunto pistón y el eje en un sentido expansivo.

Estado de la técnica

En el estado de la técnica se conocen los cilindros a gas, también denominados cilindros neumáticos o cilindros de aire, consistentes en un cuerpo tubular generalmente cilindrico, un eje dispuesto parcialmente dentro del cilindro y parcialmente sobresaliendo al exterior del cilindro, y de un conjunto pistón fijado al extremo del eje que se encuentra en el interior del cuerpo. El conjunto pistón presenta un diámetro que se ajusta al interior del cuerpo tubular de manera que el conjunto pistón delimita dos cámaras o espacios separados en el interior del cuerpo. En cada una de las cámaras se almacena gas a presión. El principio básico sobre el que se sostiene el funcionamiento de un cilindro a gas es el siguiente: el gas de cada cámara ejerce una presión, y por tanto una fuerza en sentido contrario, sobre el conjunto pistón; se produce una fuerza resultante que tiende a desplazar el cilindro en una determinada dirección. El funcionamiento concreto de cada modelo de cilindro depende de múltiples factores de diseño de todos los elementos en general comprendidos en el cilindro, y del conjunto pistón en particular.

Un tipo de cilindro a gas muy utilizado en productos de consumo y otras aplicaciones es el denominado cilindro a gas de elevación o elevador a gas. Este tipo de cilindro se utiliza, por ejemplo, en el sector

del mobiliario, para ayudar a abrir o cerrar partes abatibles de camas, mesas y armarios. También es común su uso en el sector de la construcción, por ejemplo para controlar la apertura de puertas o ventanales. Igualmente, se encuentra muy extendido su uso en el sector de automoción, por ejemplo para controlar la apertura y cierre del portón trasero de los vehículos.

Los cilindros a gas de elevación se caracterizan por que el conjunto pistón presenta uno o más conductos por los cuales se permite el paso de gas entre las dos cámaras separadas por el conjunto pistón. Ello permite que la presión del gas en las cámaras se iguale. Entonces, la fuerza ejercida por el gas de la cámara opuesta al eje es mayor que la presión ejercida por el gas de la cámara en la cual se dispone el eje, debido a la diferencia de tamaño de las superficies respectivas del conjunto pistón sobre las que dichos gases ejercen su presión. Por tanto, la fuerza resultante sobre el conjunto pistón se encuentra dirigida en dirección hacia el extremo del cuerpo por el cual sobresale el eje, por lo que el cilindro tiende a expandirse por efecto de la presión, es decir, el eje tiende a salir del cuerpo y el cilindro tiende a incrementar su longitud. Si se aplica una fuerza sobre el eje en sentido compresivo de magnitud suficiente para superar la fuerza resultante del gas, el cilindro se comprime y lo hace de forma retenida o amortiguada. Por ello los cilindros a gas de elevación realizan eficazmente las funciones de ayudar a elevar objetos pesados y de garantizar el descenso a velocidad controlada de los mismos.

Sin embargo, los cilindros a gas de elevación presentan ciertas limitaciones. Por ejemplo, los cilindros a gas de elevación se caracterizan por que el desplazamiento del conjunto pistón se produce a una velocidad relativamente constante y porque el conjunto pistón solamente se detiene cuando choca o impacta interiormente con el tope final de su recorrido, deteniéndose con un golpe brusco e incluso prácticamente seco. Esto puede producir en el usuario que se sirve del cilindro para desplazar un conjunto móvil (por ejemplo para abrir un portón de un vehículo) una sensación de brusquedad y de falta de calidad en el diseño mecánico del vehículo u otro producto que incorpora el cilindro.

Para resolver este problema, se conocen en el mercado ciertos modelos de cilindros a gas en cuyo interior se disponen adecuadamente topes de goma, muelles o aceite para suavizar el impacto interior del conjunto pistón y el eje con el tope final de su recorrido, y también para disminuir la fuerza que ha de realizarse para comenzar a comprimir el cilindro a partir de su posición de máxima extensión.

La presente invención tiene como objetivo diseñar un cilindro a gas de elevación alternativo en el cual el cilindro proporcione un efecto de frenado o amortiguación adicional en los tramos finales del recorrido de expansión del conjunto pistón, de manera que el cilindro termine su expansión suavemente y no con una parada en seco.

Descripción breve de la invención

Es objeto de la invención un cilindro a gas, que comprende un cuerpo tubular dispuesto a lo largo de un eje longitudinal y provisto de un primer extremo y un segundo extremo, y que comprende además un conjunto pistón y un eje conjuntamente desplazables en el interior del cuerpo en la dirección del eje longitudinal. Al igual que en cilindros convencionales, el conjunto pistón se ajusta interiormente al cuerpo y delimita una primera cámara y una segunda cámara contenedoras de un gas. El conjunto pistón proporciona también un espacio de paso de gas entre dichas cámaras, y el eje atraviesa la segunda cámara y sobresale por el segundo extremo del cuerpo, de manera que el cilindro a gas se comporta como un cilindro a gas de elevación o expansión.

El cilindro según la invención incluye un mecanismo de frenado del eje en los tramos finales de su expansión con respecto al cuerpo, el cual se sirve de la presión del propio gas contenido en el cilindro para frenar el conjunto pistón y el eje en los tramos finales de su extensión, eliminando la necesidad de utilizar piezas o sustancias accesorias tales como aceite, muelles o topes de goma para conseguir el frenado. Para ello, por una parte el cilindro comprende una pieza tubular dispuesta en el interior del cuerpo y en la zona del segundo extremo del cuerpo, estando dicha pieza tubular atravesada por el eje y quedando una cavidad interior entre la

pieza tubular y el eje. La cavidad interior termina en una abertura que comunica la cavidad interior con la segunda cámara. Por otra parte, el cilindro comprende un cuello que proporciona un ensanchamiento del eje contiguo al conjunto pistón, estando dicho cuello dimensionado para penetrar dentro de la cavidad interior. Además, el cilindro comprende al menos un elemento elástico de estanqueidad en un extremo del cuello más próximo al segundo extremo del cuerpo. Dicho elemento elástico de estanqueidad proporciona un cierre estanco de la cavidad interior cuando dicho extremo del cuello penetra dentro de la cavidad interior.

Como ser verá en la explicación detallada de la invención, en los instantes finales del recorrido de expansión del eje, el cuello penetra en la cavidad interior, quedando dicha cavidad interior aislada de la segunda cámara por la junta elástica de estanqueidad del cuello. Entonces, el gas que queda aislado dentro de la cavidad interior comienza a ser comprimido por el cuello que se desplaza, y al aumentar la presión ejerce una fuerza sobre el cuello en sentido contrario al de desplazamiento del eje, amortiguando el movimiento del eje y por tanto desacelerándolo. El frenado va incrementándose gradualmente a medida que el eje se acerca a su posición final más expandida, pero en todo momento es un frenado suave. Por tanto, la invención permite conseguir un frenado amortiguado y suave de la expansión del cilindro, sirviéndose para ello piezas mecánicamente sencillas y de coste razonable, y al mismo tiempo mecánicamente resistentes y de larga vida útil.

Descripción breve de las figuras

Los detalles de la invención se aprecian en las figuras que se acompañan, no pretendiendo éstas ser limitativas del alcance de la invención:

- La Figura 1 muestra una vista en sección longitudinal de un modo de realización de un cilindro a gas de acuerdo con la invención, encontrándose el cilindro a gas en una primera posición en la cual se encuentra relativamente comprimido.

- La Figura 2 muestra una vista ampliada de la zona central del

cilindro a gas, encontrándose el mismo en una segunda posición en la cual el cilindro a gas se ha expandido ligeramente y el conjunto pistón ha comenzado a frenar según la invención.

- La Figura 3 muestra una vista similar a la figura anterior, encontrándose el cilindro a gas en una tercera posición en la cual se ha expandido completamente y en la cual el conjunto pistón ha llegado...

 


Reivindicaciones:

1. Cilindro (1) a gas, que comprende un cuerpo (2) tubular dispuesto a lo largo de un eje longitudinal (5) y provisto de un primer 5 extremo (6) y un segundo extremo (7), y que comprende además un conjunto pistón (3) y un eje (4) conjuntamente desplazares en el interior del cuerpo (2) en la dirección del eje longitudinal (5), donde el conjunto pistón (3) se ajusta Interiormente al cuerpo (2) y delimita una primera cámara (10) y una segunda cámara (11) contenedoras de un gas, donde

el conjunto pistón (3) proporciona también un espacio de paso de gas (16, 17, 18, 19) entre dichas cámaras (10, 11), y donde el eje (4) atraviesa la segunda cámara (11) y sobresale por el segundo extremo (7) del cuerpo (2), que se caracteriza por que comprende:

- una pieza tubular (30) dispuesta en el interior del cuerpo (2) y

en la zona del segundo extremo (7) del cuerpo (2), donde dicha pieza tubular (30) se encuentra atravesada por el eje (4) quedando una cavidad Interior (31) entre la pieza tubular (30) y el eje (4), donde dicha cavidad interior (31) termina en una

abertura (32) que comunica la cavidad interior (31) con la

segunda cámara (11); donde

- el cilindro (1) comprende un cuello (33; 40; 50) contiguo al conjunto pistón (3) y que proporciona un ensanchamiento del

eje (4), estando dicho cuello (33; 40; 50) dimenslonado para

penetrar dentro de la cavidad interior (31), y donde

- al menos un elemento elástico de estanqueidad (34; 42; 52) se dispone en un extremo del cuello (33; 40; 50) más próximo al

segundo extremo (7) del cuerpo (2), donde dicho elemento

elástico de estanqueidad (34; 42; 52) proporciona un cierre estanco de la cavidad interior (31) cuando dicho extremo del cuello (33; 40; 50) penetra dentro de la cavidad interior (31).

2. Cilindro (1), según la reivindicación 1, que se caracteriza por

que la cavidad interior (31) entre la pieza tubular (30) y el eje (4) es

cilindrica y rodea perimetralmente el eje (4).

3. Cilindro (1), según la reivindicación 1, que se caracteriza por que la abertura (32) es achaflanada.

4. Cilindro (1), según la reivindicación 1, que se caracteriza por que la pieza tubular (30) comprende un receso exterior (36), delimitándose una cavidad exterior (37) entre el receso exterior (36) y el cuerpo (2) para el alojamiento de gas, y por que el cilindro (1) comprende un espacio de paso de gas entre dicha cavidad exterior (37) y la cavidad interior (31).

5. Cilindro (1), según la reivindicación 1, que se caracteriza por que comprende un conjunto fijo (23) en el segundo extremo (7) del cuerpo (2) para el sellado de la segunda cámara (11) y el guiado del eje (4), y por que la pieza tubular (30) se encuentra longitudinalmente separada de dicho conjunto fijo (23) de forma que se delimita una cavidad intermedia (35) para el alojamiento de gas, estando dicha cavidad intermedia (35) comunicada con la cavidad interior (31).

6. Cilindro (1), según la reivindicación 5, que se caracteriza por que la pieza tubular (30) comprende un receso exterior (36), delimitándose una cavidad exterior (37) entre el receso exterior (36) y el cuerpo (2) para el alojamiento de gas, y por que el cilindro (1) comprende un espacio de paso de gas (38) entre dicha cavidad intermedia (35) y la cavidad exterior (37).

7. Cilindro (1), según la reivindicación 5, que se caracteriza por que el conjunto fijo (23) presenta al menos una cavidad (24a) orientada hacia la cavidad interior (31) y comunicada con dicha cavidad interior (31).

8. Cilindro (1), según la reivindicación 1, que se caracteriza por que el cuello (33) es un saliente cilindrico comprendido en el conjunto pistón (3).

9. Cilindro (1), según la reivindicación 1, que se caracteriza por

que el cuello (40; 50) es un conjunto de una o más piezas separado del conjunto pistón (3), contiguo al conjunto pistón (3) y fijado longitudinalmente al conjunto pistón (3).

10. Cilindro (1), según la reivindicación 9, que se caracteriza por

que el cuello (40; 50) se encuentra parcial o totalmente insertado en una zona del eje (4) de diámetro reducido.

11. Cilindro (1), según la reivindicación 10, que se caracteriza por 10 que el cuello (40) comprende un clip de fijación (44) situado en el extremo

del cuello (40) opuesto al conjunto pistón (3) e insertado en un receso (45) del eje (4).

12. Cilindro (1), según la reivindicación 10, que se caracteriza por 15 que el cuello (50) se encuentra insertado al completo en un rebaje (46) del

eje (4).


 

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