MARTILLO HIDRO-NEUMATICO ROMPEDOR.(ES2011966)

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REGISTRO DE LA
PROPIEDAD INDUSTRIAL
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ESPAÑA
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ES 2 011 966
kNúmero de solicitud: 8900065
kInt. Cl. : B25D 9/06
11 N.◦ de publicación:
PATENTE DE INVENCION
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73 Titular/es: Enrique Sau Cruz
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72 Inventor/es: Sau Cruz, Enrique
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74 Agente: Ponti Grau, Ignacio
22 Fecha de presentación: 10.01.89
45 Fecha de anuncio de la concesión: 16.02.90
45 Fecha de publicación del folleto de patente:
16.02.90
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C. de Santiago, 9
Badalona, Barcelona, ES
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kResumen
54 Tı́tulo: Martillo hidro-neumático rompedor.
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Martillo hidro-neumático rompedor.
Comprende un recinto hidraúlico (4) dispuesto en
la parte posterior del vástago (1), cuyo recinto hidraúlico está rodeado por una cámara neumática
(5) cerrada separada del recinto hidraúlico por una
membrana flexible (6), cuya cámara neumática
(5) se comprime al retroceder el vástago (1) penetrando en el recinto hidraúlico (4) y comprende
también un circuito hidraulico que a través de
la válvula distribuidora (3) actúa a lo largo del
vástago (1) realizando el retroceso del mismo, su
retención y su liberación. También comprende
una armadura (7) provista de orificios (8) de soporte de la membrana (6) y una válvula (22) reguladora y compensadora de presión para llenar
de fluido hidraúlico el recinto (5) y mantenerlo a
presión.
Proporciona un mayor impacto trabajando a baja
presión.
Se aplica en especial en obras públicas.
Venta de fascı́culos: Registro de la Propiedad Industrial. C/Panamá, 1 – 28036 Madrid
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DESCRIPCION
La presente invención se refiere a un martillo hidro-neumático rompedor, especialmente utilizado para obras públicas y similares.
Son conocidos martillos hidro-neumáticos
rompedores que comprenden una pica rompedora
o puntero, un vástago que golpea la citada pica
movido por la acción de un fluı́do a presión por el
interior de un cilindro y una válvula distribuidora
de la acción del fluı́do sobre el vástago,
Dichos martillos suelen ser accionados hidráulicamente tanto para la carrera de avance como
para la de retroceso, también comprenden un acumulador de aire que actúa como amortiguador de
los golpes que se producen al actuar la pica.
Para conseguir un impacto importante, el
fluı́do hidráulico debe trabajar a presión elevada
dada la pequeña sección del vástago. Esta caracterı́stica repercute negativamente en el mantenimiento y la vida de la máquina.
Por otro lado, la velocidad de funcionamiento
y, por tanto, la frecuencia de trabajo, está limitada por las pequeñas secciones de los conductos
por los que pasa el aceite.
Finalmente, debido a estas caracterı́sticas tanto el retroceso en el momento del impacto como
las vibraciones son importantes.
Con eI martillo hidro-neumático de la invención se consiguen resolver los inconvenientes citados, proporcionándose además otras ventajas que
se describirán.
El martillo hidro-neumático rompedor, objeto de la invención, se caracteriza por el hecho
de que comprende un recinto hidráulico dispuesto en la parte posterior del vástago, cuyo recinto
hidráulico está rodeado por una cámara neumática cerrada separada del recinto hidráulico por
una membrana flexible, cuyo recinto neumático
se comprime al retroceder el vástago penetrando
en el recinto hidráulico y comprende también un
circuito hidráulico que a través de la válvula distribuidora actúa a lo largo del vástago realizando
el retroceso del mismo, su retención y su liberación, de modo que se realice el ciclo continuo
de retroceso mediante este circuito hidráulico y
de avance gracias a la potencia acumulada en el
recinto neumático comprimido durante el retroceso.
Esta disposición permite aumentar considerablemente la sección de fluı́do sometida a un incremento de presión, ya que es toda la masa del
fluı́do contenida en el recinto posterior que es
comprimida por la membrana. La superficie de
la membrana es cilindrica y por lo tanto muy superior a su sección transversal, y, en consecuencia, a la sección transversal del vástago dispuesto
en su interior. Por otro lado, el fluı́do hidráulico
desplazado por la membrana no sólo actúa sobre
la sección transversal del vástago sino que desplaza todo el extremo del vástago que ocupa una
superficie mucho mayor.
Por ello, al actuar la presión neumática sobre la superficie de la membrana, la velocidad y
el impacto obtenidos son elevados incluso trabajando el fluı́do hidráulico y el fluı́do neumático a
relativamente baja presión.
El martillo comprende una armadura de so2
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porte de la membrana que limita su diámetro interior. Esta armadura está provista de una pluralidad de orificios para permitir el paso del fluı́do
hidráulico a su través. La sección de paso de estos
orificios es elevada y mucho mayor que la sección
transversal del vástago.
También comprende una válvula reguladora
y compensadora de presión situada entre el circuito hidráulico y el recinto hidráulico, que permite llenar automáticamente de fluı́do hidráulico
el citado recinto y mantenerlo a una determinada
presión.
El cilindro interior comprende una superficie
cilı́ndrica central y un par de cámaras de mayor diámetro en cada extremo y el vástago comprende un émbolo central deslizable en la superficie cilı́ndrica central. La válvula distribuidora
permite que alternativamente el fluı́do hidráulico
de la cámara anterior se encuentre a alta presión
y conectado a descarga, encontrándose siempre el
fluı́do conectado a descarga en la cámara posterior.
De esta manera, cuando la presión en la
cámara anterior es elevada, el vástago es empujado en sentido de retroceso y mantenido en posición posterior, y al conectarse la citada cámara
a descarga se realiza el movimiento de avance o
de impacto.
Ventajosamente la descarga de la cámara anterior se realiza por un orificio central de la corredera de la válvula distribuidora, lo cual permite
una rápida evacuación del fluı́do hidráulico durante la carrera de avance.
Como es sabido, las secciones de paso del
fluı́do hidráulico en las válvulas distribuidoras son
reducidas ya que se encuentran limitadas entre el
cuerpo y la corredera. El orificio central de la corredera no presenta estas limitaciones y permite
un aumento considerable de la sección de paso del
fluı́do.
Para mejor comprensión de cuanto se ha expuesto se acompañan unos dibujos en los que, esquemáticamente y tan sólo a tı́tulo de ejemplo
no limitativo, se representa un caso práctico de
realización.
En dichos dibujos, la figura 1 es una vista en
alzado lomgitudinal parcialmente seccionada del
martillo de la invención desprovisto de la válvula
distribuidora; y las figuras 2 a 5 muestran cuatro
posiciones del ciclo realizado por el martillo con
la válvula distribuidora incorporada.
Tal como muestran las figuras, el martillo hidro-neumático rompedor de la invención comprende una pica rompedora (no representada), un
vástago (1) que golpea la citada pica movido, por
la acción de un fluı́do (2) a presión, por el interior
de un cilindro y una válvula distribuidora (3) de
la acción del fluı́do sobre el vástago.
El fluı́do hidráulico (2) motriz en el sentido de
avance está dispuesto en un recinto (4) rodeado
por un cámara neumática (5) cerrada, separada
del recinto hidráulico (4) por una membrana flexible (6). Junto a la membrana (6) puede verse
una armadura (7) de soporte provista de una pluralidad de orificios (8) para permitir el paso del
fluı́do hidráulico a través de ellos.
El cilindro por el cual se desplaza el vástago
(1) comprende una superficie cilı́ndrica central (9)
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y un par de cámaras (10,11) de mayor diámetro
en cada extremo, y el vástago (1) comprende un
émboIo (12) central desIizaBle en la superficie
cilı́ndrica central (9).
Los conductos (13,14,15) comunican el cilindro principal con la válvula distribuidora (3).
El martillo de la invención comprende también
un circuito hidráulico que a través de la válvula
distribuidora (3) actúa a lo largo del vástago (1)
realizando el retroceso del mismo, su retención y
su liberación.
En la figura 1 pueden apreciarse otros detalles
constructivos tales como los espárragos (16) que
sujetan el cuerpo (17) del cilindro con el cuerpo
(18) que comprende los recintos hidráulico (4)
y neumático (5); y los retenes (19), el rascador
(20) y las juntas tóricas (21). En la figura 2
puede verse una válvula (22) reguladora y compensadora de presión situada entre el conducto
(13) del circuito hidráulico y el recinto hidráulico
(4), que permite llenar automáticamente de fluı́do
hidráulico el citado recinto y mantenerlo a una
determinada presión, que suele ser de aproximadamente 1,5 Kg/cm2 .
El funcionamiento del martillo puede describirse a partir de las figuras 2 a 5:
Inicialmente se carga el recinto (4) de aceite a
presión a través de la válvula (22) reguladora y
compensadora.
En la figura 2 el vástago (1) se encuentra en
la posición más anterior, El aceite entra por (23)
y alimenta la cámara (11) desplazando el vástago
(1) hacia la posición posterior en el sentido de la
flecha A. El vástago (1) en este movimiento envı́a
el aceite de la cámara (10) a la linea de retorno
(24) al depósito.
En la figura 3 el vástago se encuentra en la posición posterior comprimiendo el gas de la cámara
(5) a través del aceite del recinto (4). En esta
posición todavı́a existe presión en la cámara (11)
por lo que el vástago se mantiene en posición acumulándose la energı́a en el gas de la cámara (5).
Al llegar el vástago (1) a la posición más posterior queda descubierto el conducto de pilotaje
(14), pasando el aceite a presión a la válvula (3)
y desplazando la corredera (25) de la misma en el
sentido de la flecha B.
Tal como muestra la figura 4, al desplazarse la
corredera (25) se corta la entrada de presión a la
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cámara (11) por el conducto (15). Entonces el
vástago (1) queda libre y es impulsado en el sentido de la flecha C por la energı́a acumulada en
el gas de la cámara (4) a través del aceite del recinto (5). La descarga del acumulador se produce
bruscamente proporcionando un empuje máximo
para lanzar el vástago (1) hacia adelante.
En la figura 5 el vástago (1) se encuentra en
posición intermedia de avance. Durante esta fase
la lı́nea de presión descarga al depósito a través
de unos pasos calibrados sobre la corredera (no
representados) que mantienen Ia presión de lı́nea
reduciendo al mı́nimo las pulsaciones o puntas de
presión.
Asimismo durante este recorrido el vástago (1)
empuja el aceite de la cámara (11) a la cámara
(10) (ambas cámaras son de igual volumen) a
través del orificio central (26) evitando que la
gran velocidad a que sale el aceite afecte a las
lı́neas externas.
Al llegar el vástago (1) al final del recorrido
hacia adelante (figura 2), es decir, en la posición
correspondiente al impacto, se pone en comunicación el conducto de pilotaje (14) con el retorno
y la corredera (25) es empujada por un resorte
hidráulico hacia adelante en el sentido de la flecha D, volviendo a la posición de la figura 2 y
repitiéndose el ciclo.
Como puede verse, durante el ciclo, el retroceso se realiza mediante el circuito hidráulico,
y el avance gracias a la potencia acumulada en
el recinto neumático comprimido durante el retroceso. El ciclo se produce gracias a que la
válvula distribuidora distribuye el fluı́do de manera que alternativamente la cámara anterior (11)
se encuentra a alta presión y conectada a descarga, encontrándose siempre el fluı́do conectado
a descarga en la cámara posterior (10). Cuando
el fluı́do está a presión en la cámara anterior
(11) el vástago (1) queda retenido, quedando libre cuando pierde presión. En este momento, la
presión de la cámara (5) que empuja el vástago
(1) en el sentido de avance, se traduce en el avance
del vástago que produce el impacto.
La descripción realizada más arriba corresponde a una realización concreta de la invención,
pero se entienden comprendidas dentro del alcance de la misma todas las posibles variantes
accesibles a un técnico del ramo.
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REIVINDICACIONES
1. Martillo hidro-neumático rompedor, del tipo que comprende una pica rompedora, un vástago (1) que golpea la citada pica movido por
la acción de un fluı́do a presión por el interior
de un cilindro y una válvula distribuidora (3) de
la acción del fluı́do sobre el vástago, caracterizado por el hecho de que comprende un recinto
hidráulico (4) dispuesto en la parte posterior del
vástago, cuyo recinto hidráulico está rodeado por
un cámara neumática (5) cerrada separada del
recinto hidráulico por una membrana flexible (6),
cuya cámara neumática (5) se comprime al retroceder el vástago (1) penetrando en el recinto
hidráulico (4) y comprende también un circuito
hidráulico que a través de la válvula distribuidora (3) actúa a lo largo del vástago (1) realizando el retroceso del mismo, su retención y su
liberación, de modo que se realice el ciclo continuo
de retroceso mediante este circuito hidráulico y de
avance gracias a la potencia acumulada en el recinto neumático (5) comprimido durante el retroceso, con lo cual, al actuar la presión neumática
sobre la superficie de la membrana (6) que es muy
superior a la sección del vástago, la velocidad y
el impacto obtenidos son elevados trabajando el
fluı́do hidráulico y el fluı́do neumático a relativamente baja presión.
2. MartiIlo hidro-neumático según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que com-
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prende una armadura (7) de soporte de la membrana (6) provista de una pluralidad de orificios
(8) para permitir el paso del fluı́do hidráulico a
su través.
3. Martillo hidro-neumático según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que comprende una válvula (22) reguladora y compensadora de presión situada entre el circuito hidráulico
y el recinto hidráulico (4) que permite llenar automáticamente de fluı́do hidráulico el citado recinto (5) y mantenerlo a una determinada presión.
4. Martillo hidro-neumático según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el
cilindro comprende una superficie cilı́ndrica central (9) y un par de cámaras (10,11) de mayor
diámetro en cada extremo y el vástago (1) comprende un émbolo central (12) deslizable en la
superficie cilı́ndrica central (9), permitiendo la
válvula distribuidora (3) que alternativamente el
fluı́do hidráulico de la cámara anterior (11) se encuentre a alta presión y conectado a descarga,
encontrándose siempre el fluı́do conectado a descarga en la cámara posterior (10).
5. Martillo hidro-meumático según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que
la descarga de la cámara anterior (11) se realiza
por un orificio central (26) de la corredera (25) de
la válvula distribuidora (3), lo cual permite una
rápida evacuación del fluı́do hidráulico durante la
carrera de avance.
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