SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención se relaciona con cilindros de compresión adaptados para su uso en prensas o máquinas similares.

ESTADO ANTERIOR DE LA TÉCNICA

Los cilindros de compresión son ampliamente empleados en la industria, donde pueden cumplir diferentes funciones. Una de estas funciones es la de amortiguar el desplazamiento de un troquel o un elemento equivalente en prensas por ejemplo.

Existen en el mercado diferentes alternativas de cilindros de compresión diseñados para cumplir este cometido. Los cilindros de este tipo comprenden un cuerpo principal y un pistón que cuando soporta una fuerza externa se desplaza en una dirección sustancialmente vertical con respecto al cuerpo principal, alojándose al menos parcialmente en dicho cuerpo principal. Cuando el pistón deja de soportar la fuerza vuelve a su posición original desplazándose en la dirección sustancialmente vertical en el sentido opuesto, inmediatamente o incluso de manera controlada. El interior del cuerpo principal está cerrado de manera estanca con respecto al exterior, de tal manera que se dificulta la entrada de suciedad en su interior, lo cual podría acortar la vida útil del cilindro por ejemplo. Sin embargo, la superficie exterior del pistón está en contacto con el exterior y la suciedad se puede adherir a dicha superficie externa, de tal manera que cuando el pistón se introduce en el cuerpo principal debido a la acción de una fuerza externa esta suciedad se puede introducir así mismo en el cuerpo principal, dañando el cilindro.

Este problema es conocido y existen soluciones para evitarlo o al menos para minimizarlo, con el propósito de aumentar la vida útil del cilindro. En el documento WO 2010102994 A1 por ejemplo se muestra un cilindro que comprende un capuchón para proteger al pistón de la suciedad, que está unido al pistón y que comprende una anchura mayor que el cuerpo principal, de tal manera que la suciedad se adhiere a la superficie externa del capuchón y no a la superficie externa del pistón. El capuchón no entra en el cuerpo principal, por lo que con esta solución se evita que esta suciedad entre en el cuerpo principal.

EXPOSICIÓN DE LA INVENCIÓN El objeto de la invención es proporcionar un cilindro de compresión tal y como se describe en las reivindicaciones.

El cilindro de compresión de la invención comprende un cuerpo principal tubular, y un pistón tubular con libertad de desplazamiento con respecto al cuerpo principal en una dirección de desplazamiento sustancialmente vertical. El cuerpo principal comprende una base y una prolongación, y el pistón comprende una oquedad y un diámetro exterior mayor que el diámetro exterior de la prolongación del cuerpo principal. La prolongación del cuerpo principal queda alojada, al menos parcialmente, en la oquedad del pistón.

De esta manera la suciedad que se adhiera al pistón no se introduce en el cuerpo principal, y el riesgo a que entre suciedad en dicho cuerpo principal se reduce considerablemente, aumentándose la vida útil del cilindro. Además la ventaja de aumentar la vida útil del cilindro se obtiene sin la necesidad de añadir elementos adicionales dirigidos a proporcionar esta ventaja, lo cual aumentaría el coste del cilindro.

Estas y otras ventajas y características de la invención se harán evidentes a la vista de las figuras y de la descripción detallada de la invención.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La figura 1 es una vista en corte de una primera realización del cilindro de compresión de la invención, en una posición de reposo. La figura 2 es una vista en corte del cilindro de la figura 1 , en una posición de amortiguación. La figura 3 es una vista en corte de una segunda realización del cilindro de compresión de la invención, en una posición de reposo.

La figura 4 es una vista en corte de una tercera realización del cilindro de la invención, en la posición de reposo.

EXPOSICIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

En las figuras 1 y 2 se muestra a modo de ejemplo una primera realización del cilindro 1 de la invención en una posición de reposo Pr y en una posición de amortiguamiento Pa respectivamente.

En cualquiera de sus realizaciones, el cilindro 1 de compresión de la invención está adaptado para su uso en prensas 100 o máquinas similares. El elemento mostrado como prensa 100 en las figuras se representa a modo ilustrativo, siendo evidente que sólo es una pequeña parte de una prensa.

El cilindro 1 de la invención comprende un cuerpo principal 10 tubular con una base 10a y una prolongación 10b o vástago, un pistón 11 tubular con libertad de desplazamiento con respecto al cuerpo principal 10 en una dirección de desplazamiento Y sustancialmente vertical, y una cámara 12 en el interior del pistón 1 1 , delimitada entre el cuerpo principal 10 y el pistón 1 1 , donde se dispone un fluido, preferentemente en forma de gas, en particular nitrógeno. A medida que se desplaza el pistón 11 el volumen de la cámara 12 aumenta o disminuye en función del sentido del desplazamiento, disminuyéndose o aumentándose la presión del fluido presente en la cámara 12.

En una prensa 100 por ejemplo, estando el cilindro 1 en una posición de reposo Pr o Pr', cuando se baja un troquel (no representado en las figuras) para estampar una chapa metálica por ejemplo, en un punto determinado el troquel actúa directa o indirectamente sobre una superficie de contacto 1 1f del pistón 11 con una fuerza F determinada provocando el desplazamiento del pistón 11 en la dirección de desplazamiento Y en el sentido de reducir el volumen de la cámara 12, hacia una posición de amortiguación Pa del cilindro 1 , aumentándose la presión del fluido presente en la cámara 12, de tal manera que el cilindro 1 amortigua el desplazamiento del troquel. Cuando el troquel vuelve a su posición inicial, la presión del gas presente en la cámara 12 empuja al pistón 1 1 en la dirección de desplazamiento Y en el sentido de aumentar el volumen de la cámara 12, y el cilindro retorna a la posición de reposo Pr o Pr' aumentándose el volumen de la cámara 12 y reduciéndose la presión del fluido presente en la cámara 12. Como posición de amortiguación Pa del cilindro 1 ha de entenderse cualquier posición del cilindro 1 que no sea su posición de reposo Pr o Pr', es decir, cualquier posición a la que ha sido obligado a ir mediante una fuerza F ejercida sobre el pistón 11 , posición en la que amortigua el desplazamiento del troquel en este caso.

En el cilindro 1 de la invención, en ambas realizaciones, el diámetro exterior del pistón 11 es mayor que el diámetro exterior del cuerpo principal 10, comprendiendo el pistón 1 1 una oquedad 1 1 b para alojar, al menos parcialmente, el cuerpo principal 10 (la prolongación 10b del cuerpo principal 10). La oquedad 1 1 b es concéntrica al resto del pistón 1 1 , y en la misma se define la cámara 12 entre el extremo del interior del pistón 11 opuesto al extremo más cercano a la base 10a del cuerpo principal 10, y el extremo de la prolongación 10b del cuerpo principal 10 más alejado de la base 10a. Al ser el diámetro del pistón 11 mayor que el diámetro del cuerpo principal 10 se evita que la suciedad adherida a una superficie exterior 1 1c del pistón 11 afecte al cuerpo principal 10, lo cual podría implicar una reducción en la vida útil del cilindro 1. Además, esta ventaja se obtiene sin la necesidad de añadir elementos adicionales dirigidos a proporcionar esta ventaja, lo cual además de incrementar el coste del cilindro podría complicar la fabricación del mismo debido a las necesidades de fijar o unir el elemento adicional al cuerpo principal o al pistón.

En la primera realización del cilindro 1 de la invención, mostrada a modo de ejemplo en las figuras 1 y 2, el pistón 1 1 comprende una abertura 1 1d en un primer extremo a través de la cual la prolongación 10b del cuerpo principal 10 está alojada al menos parcialmente en la oquedad 1 1 b del pistón 1 1 , y un elemento de cierre 1 1e en un segundo extremo opuesto al primer extremo, que delimita la oquedad 11 b del pistón 1 1 por dicho segundo extremo. De esta manera la cámara 12 está delimitada entre el elemento de cierre 1 1e del pistón 1 1 , el extremo de la prolongación 10b opuesto a la base 10a del cuerpo principal 10, y una superficie interior 1 1g del pistón 1 1. El elemento de cierre 1 1 e puede ser un elemento adicional al pistón 1 1 , fijado a dicho pistón 1 1 , o puede formar parte del propio pistón 11 tal y como se muestra por ejemplo en la realización de la figura 1 , y comprende preferentemente al menos parte de la superficie de contacto 1 1f.

Para asegurar un cierre estanco de la cámara 12, el cilindro 1 comprende unos medios de estanqueidad 13 entre la superficie interior 11 g del pistón 1 1 y el extremo opuesto a la base 10a de la prolongación 10b del cuerpo principal 10. El cilindro 1 comprende además otros medios de estanqueidad 14 en la abertura 11 d del pistón 1 1 para proporcionar un cierre estanco en el primer extremo del pistón 1 1 entre dicho pistón 1 1 y el cuerpo principal 10. Los medios de estanqueidad 13 y 14 comprenden preferentemente una junta.

La figura 3 muestra, a modo de ejemplo, una segunda realización del cilindro 1 de la invención, con el cilindro 1 en una posición de reposo Pr'. El cilindro 1 de la segunda realización difiere del cilindro 1 de la primera realización en que la base 10a del cuerpo principal 10 está separado de la prolongación 10b de dicho cuerpo principal 10, comprendiendo las superficies de la base 10a y de la prolongación 10b que están enfrentadas entre sí una forma complementaria para cooperar entre sí, con el propósito de ayudar en una correcta alineación del cilindro 1 de una manera sencilla y sin la necesidad de incorporar elementos adicionales para llevar a cabo esta función. Preferentemente, la base 10a comprende un saliente 10aa sustancialmente cónico y centrado enfrentado a la prolongación 10b, y la prolongación 10b comprende un rebaje 10bb sustancialmente cónico y centrado adaptado para recibir el saliente 10aa sustancialmente cónico y centrado de la base 10a, pero obviamente, el saliente podría estar comprendido en la prolongación 10b y la recesión en la base 10a. También sería posible cualquier otras formas cooperantes de la base 10a y del rebaje 10b. De esta manera, el cilindro 1 puede actuar como una columna de guiado para la prensa 100. Para este propósito la base 10a y el pistón 11 están fijados a la prensa 100, cada uno a una parte respectiva de la prensa 100. Generalmente, las superficies del pistón 11 y de la prolongación 10b que deslizan entre sí están impregnadas con una capa de un material lubricante tal como aceite, que se evapora o elimina con las operaciones del cilindro 1. Esto implica que el cilindro 1 sufre fugas del gas presente en la cámara 12, que afecta a la vida útil del cilindro 1.

Para mejorar o aumentar la vida útil del cilindro 1 , gracias a la disposición del cuerpo principal 10 y el pistón 11 comentada anteriormente para todas las realizaciones del cilindro de la invención, en otra configuración el cilindro 1 comprende una cámara 15 entre el pistón 11 y la prolongación 10b del cuerpo principal 10, con un fluido lubricante en su interior, preferentemente aceite. La cámara 15 comprende una forma sustancialmente anular y envuelve la prolongación 10b del cuerpo principal 10, y, preferentemente, los medios de estanqueidad 13 están dispuestos en su interior, estando cubiertos los medios de estanqueidad 13 por el fluido lubricante. La cámara 15 está comprendida en la prolongación 10b del cuerpo principal 10, tal y como se muestra en la figura 4 donde el fluido lubricante está representado de manera granulada, pero también podría estar comprendida en el pistón 1 1 (en particular, en la superficie interior 1 1 g del pistón 1 1). En el primer caso la cámara 15 está abierta por uno de sus laterales, en particular por el lateral enfrentado al pistón 1 1 , de tal manera que las superficies de la prolongación 10b y del pistón 1 1 que se deslizan una contra la otra están en contacto con el fluido lubricante presente en la cámara 15 y están lubricados. En el segundo caso la cámara 15 está abierta por uno de sus laterales, en particular por el lateral enfrentado a la prolongación 10b, de tal manera que las superficies de la prolongación 10b y del pistón 1 1 que se deslizan una contra la otra están en contacto con el fluido lubricante presente en la cámara 15 y están lubricados. En este último caso la cámara 15 estaría dispuesta además en la zona de los medios de estanqueidad 14, y dichos medios de estanqueidad 14 podrían estar dentro de la cámara 15 cubiertos por el fluido lubricante.

Así, el área entre la prolongación 10b y el pistón 11 donde se pueden producir fugas contienen fluido lubricante, y como su densidad es mayor que la densidad del gas presente dentro de la cámara 12, la estanqueidad entre la prolongación 10b y el pistón 1 1 es mejorada, o al menos mantenida con un alto grado de seguridad, disminuyéndose el riesgo de sufrir fugas. A modo de ejemplo, el aceite convencional comprende una viscosidad de 0,98 mientras que un gas como el nitrógeno presenta una viscosidad de 1 ,8*10 ^"6 , lo cual indica una mayor dificultad por parte del aceite para poder fugarse. En consecuencia, esta configuración también contribuye a mejorar o aumentar la vida útil del cilindro 1 , además de evitar, o disminuir el riesgo, que la suciedad afecte al cuerpo principal 10.