OBJETO DE LA INVENCIÓN

El objeto de la invención es un resorte de gas que posee un retorno del vástago ralentizado de modo que evita las vibraciones debidas a una rápida apertura de la prensa.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los resortes de gas son dispositivos reguladores de esfuerzo que se utilizan comúnmente en el sector de la estampación de piezas de chapa.

Los resortes de gas comprenden un cuerpo cilindrico hueco con un extremo abierto y un vástago de menor sección que el cuerpo cilindrico hueco localizado en el interior del mismo y desplazable longitudinalmente en el mismo a través de su extremo abierto. Adicionalmente pueden comprender también un émbolo solidario al vástago que se extiende entre el vástago y la cara interna del cuerpo cilindrico hueco de manera que al desplazarse el vástago se determina la existencia de una primera cámara de gas localizada entre el extremo abierto del cuerpo cilindrico hueco y el émbolo y una segunda cámara de gas localizada entre el émbolo y la base del cuerpo cilindrico hueco. El émbolo posee una junta exterior que sella el paso de gas entre éste y la pared interna del cuerpo cilindrico.

Los resortes de gas admiten un control de su movimiento mediante el control del caudal de gas que pasa de una cámara a otra. Este control permite lograr un desplazamiento ralentizado del vástago cuando está en la fase de retroceso. Este tipo de resorte de gas de retorno controlado, se utiliza para evitar las vibraciones debidas a una rápida apertura de la prensa, que cuando se ha completado la carrera ascendente del resorte de gas y el vástago pierde el contacto con la prensa y produce un impacto entre el émbolo y la tapa del extremo abierto del cuerpo cilindrico que afecta al propio resorte de gas y al troquel.

Es conocido el funcionamiento de un resorte de gas ralentizado que se basa en la mencionada comunicación entre la primera y la segunda cámara de gas. Para ello el émbolo comprende uno o varios primeros orificios que comunican ambas cámaras y que poseen una válvula antiretorno que se configuran de modo que el gas puede pasar desde la segunda cámara a la primera cámara pero no al contrario. El émbolo comprende también un segundo orificio que posee una sección reducida en comparación a los primeros y que permite el paso de gas en ambas direcciones.

Cuando la prensa empuja al vástago del resorte de gas, el gas que se encuentra en la segunda cámara intenta pasar a la primera cámara debido a la diferencia de presiones generada. Las válvulas antiretorno se abren y dejan pasar al gas. El caudal de gas que pasa por el orificio de menor diámetro es mínimo. Una vez que se ha completado la carrera, la prensa inicia su recorrido ascendente y por tanto el vástago del resorte de gas también. En ese momento las válvulas antiretorno se cierran y se limita el paso de gas de la primera cámara a la segunda cámara al paso únicamente por el orificio de menor diámetro. A partir de ese momento, mientras la prensa sigue con su movimiento ascendente, la primera cámara empieza a aumentar su presión y la segunda cámara a reducirla hasta que se igualan las fuerzas. Posteriormente, el movimiento del vástago del resorte de gas va a depender del caudal de gas que pueda pasar a través del orificio de menor diámetro. El resorte de gas descrito permite que la prensa pueda descender a una velocidad normal, ya que la apertura de las válvulas antiretorno deja pasar suficiente caudal de gas, y no penaliza por esfuerzo o por cadencia el trabajo normal de la prensa. Sin embargo, en el movimiento de retorno del vástago, el dimensionamiento del orificio de menor diámetro puede hacer que el resorte de gas vuelva más lento que la prensa. Ese funcionamiento posee la desventaja de que genera elevado calor, lo que limita la frecuencia de trabajo del resorte de gas, o bien, trabajando a la misma frecuencia, desciende la vida útil del resorte de gas. Son conocidas en el estado de la técnica otras soluciones para lograr un retroceso controlado del vástago que consisten en añadir un freno cilindrico a la parte superior de la cara interna del cuerpo cilindrico hueco y al vástago de modo que se crea una tercera cámara estanca entre la parte superior del cuerpo cilindrico hueco y la zona de contacto entre ambos frenos que ralentiza el movimiento ascendente del vástago. Sin embargo, esta solución también presenta la desventaja de que la presión en la tercera cámara o cámara estanca es elevada lo que provoca problemas de fatiga o de extrusiones en los elementos de estanquidad, limitando la vida útil del resorte de gas.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El resorte de gas de retorno ralentizado objeto de la invención es del tipo que comprende: - un cuerpo cilindrico hueco con un extremo abierto,

- un vástago localizado en el cuerpo cilindrico hueco de menor sección que éste y que es desplazable longitudinalmente a través de su extremo abierto,

- un émbolo solidario al vástago,

- una primera cámara de gas localizada entre el extremo abierto del cuerpo cilindrico hueco y el émbolo,

- una segunda cámara de gas localizada entre el émbolo y la base del cuerpo cilindrico hueco, y

- unos medios de paso de gas entre ambas cámaras localizados en el émbolo configurados de modo que permiten el paso de un primer caudal de la segunda cámara a la primera cámara y el paso de un segundo caudal de la primera cámara a la segunda cámara menor que el primer caudal para la ralentización del retorno del vástago.

Caracteriza a la invención el hecho de que el cuerpo cilindrico hueco comprende una primera zona longitudinal situada en la proximidad del extremo abierto del mismo que posee un primer diámetro interno y una segunda zona longitudinal situada a continuación de la primera zona longitudinal que posee un segundo diámetro interno donde el segundo diámetro interno es mayor que el primer diámetro interno de modo el cuerpo cilindrico hueco y el émbolo comprenden un espacio radial entre ambos en la segunda zona longitudinal para el paso de gas entre ambas cámaras y comprenden medios que impiden el paso de gas a través del espacio radial entre ambos elementos en la primera zona.

De este modo el paso de gas se restringe únicamente en la parte final del recorrido de retroceso del vástago y la aportación de energía al resorte de gas en forma de calor disminuye, por lo que se permite que el resorte de gas pueda trabajar a mayores frecuencias, o bien, que trabajando a la misma frecuencia su vida útil se prolongue respecto a una ralentización en la totalidad del recorrido de retroceso del vástago. Además esta configuración permite un desplazamiento del vástago hasta que el émbolo haga tope con la tapa de la parte abierta del cuerpo, poseyendo una longitud de deceleración total.

Además el hecho de que el diámetro interno de la segunda zona longitudinal del cilindro sea mayor que el diámetro interno de la primera zona y que esto se logre mediante un vaciado del cilindro en la segunda zona longitudinal, hace que aumente el volumen de gas del resorte de gas y se reduzca el índice de compresión. De esta forma el resorte de gas alcanza menores presiones máximas logrando que la vida de servicio sea mayor. Incluso un menor índice de compresión repercute en que la prensa tenga que gastar menos energía para comprimir los resortes de gas.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: Figura 1.- Muestra una sección esquemática de un resorte de gas perteneciente al estado de la técnica.

Figura 2.- Muestra una sección esquemática de un ejemplo de realización de un resorte de gas según la invención con el émbolo situado en la segunda zona longitudinal. Figura 3.- Muestra una sección esquemática del ejemplo de realización correspondiente a la figura 2 donde el émbolo está situado en la primera zona longitudinal.

Figura 4.- Muestra una sección esquemática de un resorte de gas que comprende un segundo ejemplo de realización de los medios de paso de gas entre ambas cámaras. Figura 5.- Muestra una sección esquemática de un resorte de gas que comprende un tercer ejemplo de realización de los medios de paso de gas entre ambas cámaras.

Figura 6.- Muestra una vista en planta y un alzado del vástago correspondiente a la figura 4 o a la figura 5.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

En la figura 1 se representa un resorte de gas perteneciente al estado de la técnica. El resorte de gas comprende un cuerpo cilindrico hueco (1 ) con un extremo abierto y un vástago (2) de menor sección que el cuerpo cilindrico hueco (1 ) localizado en el mismo (1 ) y desplazable longitudinalmente a través de su extremo abierto. Posee también un émbolo (5) solidario al vástago (2) que se extiende entre éste (2) y la cara interna del cuerpo cilindrico hueco (1 ).

El émbolo (5) define una primera cámara (3) de gas localizada entre el extremo abierto del cuerpo cilindrico hueco (1 ) y el émbolo (5) y una segunda cámara (4) de gas localizada entre el émbolo (5) y la base del cuerpo cilindrico hueco (1 ). El émbolo (5) comprende también un primer orificio (6) y un segundo orificio (7) para el paso de gas entre ambas cámaras (3, 4) poseyendo el segundo orificio (7) una primera válvula antiretorno (8) que permite el paso de gas desde la segunda cámara (4) a la primera cámara (3) y lo impide en sentido contrario. El primer orificio (6) posee menor diámetro que el segundo orificio (7) y permite el paso de gas desde al menos la primera cámara (3) a la segunda cámara (4) para el retardo del vástago (2) en su ascenso. En los ejemplos de realización de las figuras 1 a 4, el primer orificio (6) permite el paso de gas en ambas direcciones, mientras que en el ejemplo de realización de la figura 5, lo permite únicamente desde la primera cámara (3) a la segunda cámara (4).

Finalmente, entre el cuerpo cilindrico hueco (1 ) y el émbolo (5) existe una junta (9) para realizar el sellado entre ambos elementos (1 , 5). La diferencia de diámetros entre el primer orificio (6) y el segundo orificio (7) hace que la mayor parte del caudal de gas sea aportado por el segundo orificio (7) y un caudal considerablemente menor por el primer orificio (6). De este modo, cuando la prensa presiona el vástago (2), la o las primeras válvulas antiretorno (8) se abren y se produce el paso de gas desde la segunda cámara (4) a la primera cámara (3). Cuando se invierte el sentido, es decir, la prensa asciende, el vástago (2) del resorte de gas sube y las primeras válvulas antiretorno (8) se cierran pudiendo pasar gas únicamente por el segundo orificio (6) de la primera cámara (3) a la segunda cámara (4). De este modo la presión de la primera cámara (3) aumenta y compensa el esfuerzo de la segunda cámara (4), limitando de esta forma la velocidad del vástago (2) que sube más lento que la prensa y se separan.

En la figura 2 se representa un ejemplo de realización del vástago objeto de la invención donde la pared interna del cuerpo cilindrico hueco (1 ) comprende un primer diámetro interno (10) que se localiza en la primera zona longitudinal y un segundo diámetro interno (11 ) que se localiza en la segunda zona longitudinal siendo el segundo diámetro interno (11 ) mayor que el primer diámetro interno (10) que coincide esencialmente con el diámetro externo del émbolo (5).

De este modo cuando el vástago (2) se encuentra desplegado y la prensa presiona el mismo (2), el émbolo (5) y el cuerpo cilindrico hueco (1 ) hacen contacto impidiendo el paso de gas a través del espacio radial entre ambos (1 , 5) y al alcanzar la segunda zona pierden el contacto de modo que se permite el paso de gas entre la pared del cuerpo cilindrico hueco (1 ) y el émbolo (5) funcionando entonces como un resorte sin ralentización.

Cuando el vástago (2) está replegado y la prensa libera el mismo (2), en la segunda zona longitudinal el vástago (2) sigue el avance de la prensa ya que no existe estrangulamiento al paso de gas entre ambas cámaras (3, 4) y cuando el émbolo (5) hace contacto con la pared interna del cuerpo cilindrico hueco (1 ), que ocurre únicamente en la parte final del su recorrido longitudinal, es decir, en la primera zona longitudinal, su movimiento es más lento gracias a que el émbolo (5) sella el gas contra el cuerpo (1 ) y es el primer orificio (6) el único paso del gas.

En las figuras 4, 5 y 6 se representa un segundo ejemplo de realización donde el émbolo (5) comprende un tapón (12) intercambiable que comprende el primer orificio (6). De este modo es posible la modificación de la velocidad final del vástago (2), ya que es posible cambiar el tapón (12) por otro con un primer orificio (6) de distinto diámetro con el fin de ajustar la velocidad y optimizar el funcionamiento del troquel, para por ejemplo evitar vibraciones, haciendo que el frenado sea mayor o bien conseguir mayor producción haciendo que el frenado sea menor. En la figura 5 se representa un tercer ejemplo de realización de los medios de paso de gas entre ambas cámaras (3, 4). Para ello, el émbolo (5) comprende una segunda válvula antirretorno (13) en serie con el orificio (6) en conexión con un medio elástico (14) para su apertura de modo que permite el paso de gas desde la primera cámara (3) a la segunda cámara (4) y lo impide en sentido contrario. Esta configuración posee la ventaja de que permite mantener la presión de la cámara superior (3) por encima de la de la cámara inferior (4), gracias a que la apertura de la segunda válvula antirretorno (13) se dispone en conexión con el medio elástico (14), por lo que para que se produzca la apertura de la misma (13) es necesario que la cámara superior (3) supere la fuerza ejercida por el medio elástico (14).

De esta forma se disminuye la fuerza del resorte de gas en su posición extendida, de modo que en el inicio del siguiente ciclo de trabajo, la prensa tiene que realizar un esfuerzo menor y como consecuencia se reducen las vibraciones en la carrera de compresión del vástago (2).

Dependiendo de la fuerza del elemento elástico (14) de la segunda válvula antirretorno (13), es posible graduar la diferencia de presiones entre ambas cámaras (3, 4) y por lo tanto se van a poder controlar las vibraciones del resorte de gas. Es posible, por ejemplo, si el elemento elástico (14) produce una diferencia de presiones de 30 bar entre ambas cámaras (3, 4) la fuerza inicial del resorte de gas para el siguiente ciclo de prensa se reduce entre un 25% y un 35% respecto a la fuerza nominal del resorte.

En el ejemplo de realización mostrado por la figura 4, en el que no existe segunda válvula antirretorno (13) en serie con el primer orificio (6), las presiones en ambas cámaras (3, 4) se igualan y cuando se inicia el siguiente ciclo, la prensa impacta sobre el vástago (2) con la fuerza nominal del resorte de gas. El efecto logrado por la segunda válvula antirretorno (13) con elemento elástico (14) se produce únicamente en el instante inicial de la carrera de compresión del vástago (2). Cuando el vástago (2) comienza a comprimirse el volumen de la cámara superior (3) aumenta rápidamente y la presión por lo tanto también decae rápidamente, hasta que al seguir comprimiendo la presión de la cámara superior (3) se hace menor que la de la cámara inferior (4), abriéndose entonces las primeras válvulas antirretorno (8) e igualándose las presiones.