IT201900012786A1 - Molla a gas - Google Patents
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Description
MOLLA A GAS
La presente invenzione riguarda una molla a gas.
Tale invenzione si inserisce nel più ampio campo della produzione di componenti stampati, ad esempio metallici o in plastica, il quale richiede spesso la costruzione di attrezzature e stampi realizzati ad hoc.
È consuetudine che nella costruzione di tali stampi vengano adoperati degli elementi normalizzati, ad esempio guide, viti, molle speciali a filo di sezione quadra e molle a gas (comunemente chiamate anche cilindri ad azoto).
In particolare, le molle a gas comprendono solitamente:
- un corpo esterno fisso, detto ad esempio cilindro o camicia;
- un componente mobile, detto anche stelo;
- una boccola di guida per lo stelo;
- guarnizioni di tenuta;
- un elemento per il carico del gas all’interno del cilindro, anche detto valvola di carico.
Attualmente, si stanno compiendo notevoli sforzi per migliorare l’efficienza degli elementi di spinta in generale; l’obiettivo è quello di massimizzare la forza esercitata da una molla, cercando di limitarne allo stesso tempo l’ingombro (e, di conseguenza, dimensioni e corsa degli organi mobili).
In molte applicazioni, le molle a gas hanno soppiantato le convenzionali molle a filo quadro, poiché – al contrario di queste ultime - non necessitano di una corsa molto estesa per esercitare una forza rilevante; bensì, la loro risposta è pressoché immediata, con una forza proporzionale al carico e alla superficie utile su cui il gas agisce.
Ad oggi, le molle a gas maggiormente utilizzate funzionano secondo due modalità differenti; la prima, rappresentata in figura 4A, sfrutta la tenuta tra una guarnizione 1 e la superficie di scorrimento di uno stelo 2, la seconda, rappresentata in figura 4B, si basa sulla tenuta tra una guarnizione 3 e la superficie interna di una camicia 4.
Più nel dettaglio, entrambe le varianti comprendono generalmente un pistone 50 vincolato a scorrere in una camera 4: nella prima, definita in questa sede “a tenuta stelo”, la superficie vincolata, cioè quella a contatto con le guarnizioni di tenuta 1, è la superficie esterna dello stelo 2 del pistone 50; nella seconda, definita in questa sede “a tenuta camicia”, anche se nel gergo tecnico è nota come “tenuta pistone”, la guarnizione di tenuta 3 è posizionata sul diametro esterno del pistone 50 stesso, che scorre all’interno della camicia 4.
I vantaggi e gli svantaggi delle due varianti sono ben noti nel settore: nella molla a tenuta stelo, la superficie utile su cui la pressione del gas può esercitare una forza è pari alla sezione dello stelo 2 stesso; in altre parole, le pareti della camera 4 rimangono fisse durante il funzionamento della molla, ed è il pistone 50 stesso che, man mano che entra nella camera 4, riduce il volume 10 a disposizione del gas aumentando così la pressione esercitata.
Nella molla a tenuta camicia, invece, una parete della camera 4 è costituita dal cielo 30 del pistone 50, in modo analogo al funzionamento dei pistoni nei motori a combustione interna; la riduzione del volume 10 della camera 4, provocata dallo scorrimento del pistone 50 stesso, genera l’aumento di pressione del gas, che, in questo caso, agisce sull’intera area del cielo 30 del pistone 50.
È chiaro come, a parità di ingombro, le molle a tenuta camicia siano in grado di esercitare una forza maggiore rispetto a quelle a tenuta stelo, a causa della maggiore superficie utile su cui il gas può agire: tuttavia, l’inconveniente principale legato a questo tipo di molle è legato alla durata degli organi di tenuta nel tempo.
Per garantire un buon funzionamento e una bassa usura delle guarnizioni e delle superfici di scorrimento, infatti, è necessario che tali superfici di scorrimento, destinate ad essere a contatto con le guarnizioni stesse, possiedano un grado elevato di finitura superficiale e di durezza.
Com’è noto nel campo dei trattamenti superficiali, risulta molto più semplice ottenere finiture di grado elevato su superfici esterne piuttosto che su superfici interne; lo stesso criterio si applica nell’esecuzione di trattamenti di indurimento, ad esempio la nitrurazione.
Di conseguenza, le prestazioni in termini di durata delle molle a tenuta stelo risultano ben maggiori rispetto a quelle a tenuta camicia, poiché risulta molto più semplice lavorare la superficie esterna dello stelo di un pistone, rispetto alla superficie interna di un cilindro cavo, cioè di una camicia.
Inoltre, nelle molle a tenuta camicia il rapporto fra volume iniziale e volume finale è molto elevato rispetto ai valori che si ottengono con la tenuta stelo. Di conseguenza, le pressioni e le temperature finali raggiungono valori critici e tali da compromettere la durata della vita delle guarnizioni e di conseguenza del cilindro.
Una ulteriore causa di deterioramento e perdita di prestazioni delle molle a gas è data dalla presenza, negli ambienti di lavoro, di liquidi, quali oli lubrificanti e simili; eventuali superfici esposte si potrebbero quindi ricoprire di tali sostanze.
Questo rappresenta un problema rilevante, infatti, sia nelle molle a tenuta stelo, sia nelle molle a tenuta camicia, lo stelo del pistone è solitamente a contatto con delle componenti come fasce di guida o dei raschiastelo, oppure con vere e proprie guarnizioni; di conseguenza, quando il pistone viene caricato e comincia a ridurre il volume della camera, il suo scorrimento crea una depressione, in corrispondenza dell’interfaccia tra lo stelo e tale componente a contatto, che facilita l’ingresso di eventuali particelle di olio o liquidi depositate nelle vicinanze.
Tale problema è maggiormente evidente nelle molle a tenuta camicia, in quanto, quando il pistone si muove, si crea un volume ulteriore in corrispondenza del lato opposto della camera, tra il pistone stesso e la fascia di guida: di conseguenza, si genera in tale spazio una depressione, che può richiamare oli o altre sostanze, che, sottraendo volume utile, abbasserebbero l’efficienza della molla arrivando anche a danneggiarla nel tempo.
Il volume sottratto dagli oli, inoltre, causa un aumento di pressione del gas all’interno della camera, che può risultare molto pericoloso in fase di esercizio.
In aggiunta, un problema tipico di entrambe le varianti riguarda la tenuta della guarnizione tra lo stelo stesso e la camera; essendo tale stelo esposto all’ambiente esterno, può accadere che oli o altre sostanze fungano da vettori per delle particelle solide, ad esempio polvere o altri materiali, che possono quindi penetrare all’interno della camera, graffiando le delicate superfici di scorrimento o intaccandole in altro modo.
Pur essendo disponibili sul mercato dispositivi capaci di limitare tale inconveniente, essi sono comunque dei componenti aggiuntivi e separati, da applicare insieme alle guarnizioni.
Riassumendo, se da un lato le molle a tenuta camicia sono capaci, a parità di dimensioni, di sviluppare forze maggiori rispetto a quelle a tenuta stelo, dall’altro sono molto più suscettibili a fenomeni di usura, che ne riducono considerevolmente la vita media. Resta quindi l’esigenza di disporre di una molla a gas dotata di durabilità migliorata, capace allo stesso tempo di esercitare forze maggiori rispetto agli standard raggiungibili attualmente.
Scopo principale della presente invenzione è quello di fornire una molla a gas che risolva gli inconvenienti menzionati, coniugando in un unico dispositivo i rispettivi vantaggi delle due varianti descritte.
Un altro scopo dell’invenzione è quello di realizzare una molla a gas dalle caratteristiche migliorate e che sia ugualmente semplice ed economica da produrre.
Ulteriormente, un obiettivo della presente invenzione è quello di fornire una molla a gas più affidabile e che sia capace di lavorare con pressioni medie di esercizio minori a parità di forza esercitata, a tutto vantaggio della sicurezza.
Forma pertanto oggetto dell’invenzione una molla a gas comprendente un primo elemento fissabile ad un piano di riferimento ed un secondo elemento mobile atto a ricevere un carico, scorrevoli reciprocamente lungo un asse; il secondo elemento comprende una prima camera ed una prima apertura di accesso alla prima camera; il primo elemento presenta pareti esterne ed è inserito nella prima camera attraverso la prima apertura. Nel dettaglio, il secondo elemento scorre attraverso la prima apertura lungo le pareti esterne del primo elemento.
Questo vantaggiosamente permette di ottenere un’area maggiore – a parità di ingombro – su cui distribuire i carichi che insistono sulla molla a gas.
In particolare, è possibile costruire il secondo elemento come completamente aperto sul fondo, ovvero con la prima apertura di dimensioni sostanzialmente pari alla sua base.
Preferibilmente, sono compresi primi mezzi di tenuta o guarnizioni posizionati direttamente tra le pareti esterne del primo elemento e una prima superficie interna del secondo elemento.
In questo modo, vantaggiosamente, le guarnizioni sono in una posizione protetta dall’ingresso di corpi esterni, evitando il deterioramento delle stesse e l’ingresso di fluidi non desiderati all’interno della camera.
Secondo l’invenzione, è possibile comprendere una prima valvola di carico, per caricare un gas all’interno della molla, posizionata in una seconda superficie interna del primo elemento.
Ancora, secondo l’invenzione, è possibile comprendere secondi mezzi di tenuta o guarnizioni posizionati tra la valvola di carico e la seconda superficie interna del primo elemento, in modo da garantire ulteriormente la tenuta della molla stessa.
Sempre secondo l’invenzione, si può comprendere un finecorsa per limitare la corsa del secondo elemento al massimo all’estensione delle pareti esterne del primo elemento, in modo da evitare che il secondo elemento si sfili dal primo una volta che il carico applicato sia venuto meno.
Nel dettaglio, il primo elemento può presentare una seconda camera e una seconda apertura di accesso alla seconda camera, e il finecorsa può comprendere un pistone dotato di uno stelo e di una testa atti a scorrere all’interno della seconda camera attraverso la seconda apertura, parallelamente all’asse di scorrimento del secondo elemento.
Questo vantaggiosamente permette di facilitare la costruzione della molla, impiegando un finecorsa di immediata realizzazione.
In particolare, il pistone può essere solidale al secondo elemento, in modo da muoversi vantaggiosamente simultaneamente a quest’ultimo, e generando due camere distinte.
Ulteriormente, secondo l’invenzione, è possibile comprendere mezzi di guida per il fine corsa, posizionati tra lo stelo del fine corsa e la seconda apertura del primo elemento e secondi mezzi di guida per il secondo elemento, posizionati in corrispondenza della prima apertura. Questo, vantaggiosamente, permette di ottenere due punti di vincolo per lo scorrimento reciproco dei componenti della molla, così da evitare il disassamento degli stessi, che potrebbe causare un impuntamento fra il primo elemento e il secondo elemento.
Inoltre, secondo l’invenzione, possono essere compresi terzi mezzi di tenuta o guarnizioni e il secondo elemento può comprendere una seconda valvola di carico, i terzi mezzi di tenuta essendo posizionati tra lo stelo del fine corsa e la seconda apertura della seconda camera. Questo genera vantaggiosamente due camere distinte e separate, dotabili eventualmente di una pressione diversa, e quindi con curve di carico differenti fra loro.
In tal caso, se necessario, il secondo elemento può comprendere canali per collegare la seconda valvola di carico con la seconda camera. Questo può risultare utile nel caso in cui la valvola di carico sia posizionata in corrispondenza di un elemento che altrimenti la ostruirebbe, come ad esempio l’estremità dello stelo del pistone.
La presente invenzione verrà ora descritta, a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo sue forme preferite di realizzazione, con particolare riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui:
la figura 1 è una vista in sezione di una prima forma di realizzazione della molla a gas secondo l’invenzione;
la figura 2 è una vista schematica in sezione della molla a gas di figura 1;
la figura 3 mostra una vista in sezione di una seconda forma di realizzazione della molla a gas secondo l’invenzione;
la figura 4 mostra una vista in sezione di una terza forma di realizzazione della molla a gas secondo l’invenzione;
le figure 5A e 5B rappresentano delle molle a gas appartenenti alla tecnica nota.
In riferimento alle figure 1 e 2, la molla a gas secondo l’invenzione, indicata genericamente con 100, comprende un elemento corsoio 1 cavo, dotato di una prima apertura 14 che si affaccia su una prima camera 11, all’interno della quale è posizionata una guida 2, anch’essa cava; delle prime guarnizioni o mezzi di tenuta 5 sono posizionate sulla superficie interna 12 dell’elemento corsoio 1, affacciate verso la superficie esterna 22 della guida 2.
Un pistone 3 è posizionato all’interno della prima camera 11 dell’elemento corsoio 1, fungendo da fine corsa, al fine di impedire al sistema elemento corsoio 1 - guida 2 di sfilarsi; tale pistone 3 è dotato di una testa 31 e di uno stelo 32; quest’ultimo è solidale ad una prima parete 13 della prima camera 11 in posizione opposta alla prima apertura 14.
La guida 2 funge da vincolo per lo scorrimento dello stelo 32 tramite una seconda apertura 23, orientata verso la camera 11, ricavata superiormente nella guida 2.
La testa 31 è invece vincolata a scorrere all’interno di una seconda camera 21 della guida 2, e il suo diametro è maggiore di quello dello stelo 32; operativamente, dunque, una volta che la guida 2 viene inserita nell’elemento corsoio 1, si inserisce il pistone 3 e lo si fissa alla prima parete 13.
In ogni caso, la prima apertura 14 presenta dimensioni sostanzialmente corrispondenti alla prima parete 13, in modo che l’elemento corsoio 1 risulti senza base e che le guarnizioni 5 fra le pareti esterne 22 della guida e il corsoio 1 stesso siano direttamente sulla parete interna 12 di quest’ultimo.
In altre parole, la prima apertura 14 è realizzata in modo che il corsoio 1 risulti completamente senza fondo; per senza fondo in questa sede si intende che le pareti verticali 12 non presentino inferiormente alcun elemento aggettante da esse (a parte eventuali guarnizioni o mezzi di guida).
In forme di realizzazione ulteriori, la funzione della testa 31 può essere svolta da elementi differenti, quali profili e/o bordi ricavati sulla superficie dello stelo 32 e/o della camera 21, in grado in ogni caso di impedire allo stelo 32 di fuoriuscire completamente dalla camera 21 durante l’espansione della molla a gas. In alternativa, è possibile realizzare un sistema di bloccaggio posto fra la parete interna 12 dell’elemento corsoio 1 e la parete esterna 22 della guida 2.
In tal modo, l’elemento corsoio 1 risulta vincolato a traslare lungo l’asse X della guida 2 relativamente a quest’ultima.
Nel caso delle forme realizzative mostrate nelle figure, che prevedono la presenza del pistone 3, la corsa è determinata dalla distanza che intercorre tra primi riscontri 210 della camera 21, in particolare previsti nella superficie superiore della guida 2, e la testa 31 del pistone 3, oppure tra una seconda parete 211, opposta a tali primi riscontri 210, e la testa 31 stessa.
In altre parole, l’escursione della testa 31 all’interno della camera 21 tra la parete 211 e i riscontri 210 può determinare la corsa dell’elemento corsoio 1 lungo la superficie esterna 22 della guida 2. In forme alternative di realizzazione, in cui il pistone 3 è assente, oppure in cui la sua estensione è comunque inferiore a quella della guida 2 lungo l’asse X (figura 4), la parete 13 dell’elemento corsoio può fungere da fine corsa inferiore, arrestando la sua corsa in corrispondenza dei riscontri 210 della superficie superiore della guida 2.
Sulla parete 211, inoltre, è inserita una valvola di carico 6, per iniettare il gas all’interno delle camere 21 e 11, mantenuta in posizione da un anello di bloccaggio 51.
Sulle superfici di tenuta della valvola 6 all’interno della camera 21 possono essere presenti seconde guarnizioni o mezzi di tenuta 53.
Il volume totale a disposizione del gas, dunque, è costituito da entrambe le camere 11 e 21, che sono messe in comunicazione dal gioco esistente tra lo stelo 32 del pistone 3 e la seconda apertura 23.
Il funzionamento della molla a gas 100 è basato sullo scorrimento reciproco tra l’elemento corsoio 1 e la guida 2, e tra lo stelo 32 e la seconda apertura 23; in figura 2 sono rappresentate, in maniera schematica per aumentarne l’intelligibilità, le superfici su cui la pressione del gas contenuto nelle camere 11 e 21 esercita la sua forza.
Nello specifico, tali superfici sono:
- una prima superficie 10, appartenente all’elemento corsoio 1, su cui il gas esercita una forza positiva (indicata dai riferimenti ); l’area su cui la pressione del gas esercita una forza è uguale all’area interna dell’elemento corsoio 1 stessa meno l’area dello stelo 32;
- una seconda superficie 20, appartenente alla testa 31 del pistone 3, rivolta nella stessa direzione della prima superficie 10, sulla quale il gas esercita una forza ugualmente positiva; l’area a disposizione del gas è uguale all’area del cielo del pistone 3;
- una terza superficie 30, anch’essa appartenente alla testa 31, ma rivolta in direzione opposta alle superfici 10 e 20; di conseguenza, il contributo dato dalla forza esercitata dal gas su di essa (indicato dai riferimenti -) avrà verso opposto ai primi due contributi, e sarà calcolato sull’area del cielo del pistone 3 meno l’area dello stelo 32.
La somma dei contributi delle tre superfici 10, 20 e 30, quindi, sarà equivalente ad una forza esercitata dal gas su un area pari all’area interna dell’elemento corsoio 1; questo permette, vantaggiosamente, di ottenere valori di carico comparabili a quelli sopportabili da una molla a gas del tipo a tenuta camicia.
In aggiunta, una soluzione così progettata consente di avvalersi anche dei vantaggi della configurazione a tenuta stelo; infatti, essendo la parete interna 12 dell’elemento corsoio 1 e la parete esterna 22 della guida 2 le uniche superfici di trascinamento, è possibile accoppiarle nella stessa maniera conveniente utilizzata nella variante a tenuta stelo, che prevede, come detto, l’uso di guarnizioni 5 all’interfaccia tra le due.
L’elemento corsoio 1, scorrendo all’esterno della guida 2, protegge la superficie di scorrimento, rappresentata, nella forma di realizzazione descritta, dalla superficie esterna 22 della guida 2.
In questo modo, viene eliminato il fenomeno della depressione tipico delle molle a tenuta camicia, e si minimizzano le possibilità che particelle e/o sostanze indesiderate si possano insinuare all’interno delle camere 11 e 21.
Oltretutto, tale soluzione permette di effettuare le lavorazioni meccaniche di finitura superficiale sulla superficie esterna 22 della guida 2, in maniera più semplice rispetto alle lavorazioni di pareti interne, e con la possibilità di ottenere gradi di finitura più elevati.
Una molla a gas del tipo descritto presenta l’ulteriore vantaggio di sfruttare anche la superficie esterna del cilindro; di conseguenza, la pressione media di esercizio e la relativa temperatura sviluppata risulta ridotta, aumentando la sicurezza durante il funzionamento della molla.
La guida 2 presenta inoltre una base 25 più ampia rispetto alla superficie esterna 22, per fungere da secondo finecorsa del corsoio 1, in modo da proteggere ulteriormente l’intercapedine fra la superficie esterna 22 della guida 2 e la superficie interna 12 del corsoio 1 stesso. Infatti in questo modo lo scorrimento del corsoio si interrompe ad una certa distanza dal piano di appoggio (pari all’altezza della base della guida) e, anche in presenza di eventuali oli o altri elementi sul piano, è reso meno immediato il loro ingresso all’interno di tale intercapedine.
In figura 3 è rappresentata una forma di realizzazione alternativa della molla a gas 200, in cui sono incluse terze guarnizioni o mezzi di tenuta 52, posizionate tra lo stelo 32 del fine corsa 3 e la seconda apertura 23 della seconda camera 21; tali terze guarnizioni 52 hanno la funzione di accomodare le variazioni di pressione relative tra le due camere 11 e 21.
In tal modo, il gas rimane confinato in due ambienti distinti, rappresentati dalle due camere 11 e 21, che non formano più un ambiente unico.
Alternativamente, tali guarnizioni 52 possono trovarsi tra la testa 31 e le pareti della camera 21 parallelamente allo stelo 32, lungo cui la testa 31 stessa scorre.
Operativamente, il gas viene caricato nella camera 11 mediante una seconda valvola di carico 61, posizionata lungo una parete della camera 11 confinante con l’ambiente esterno, rendendo possibile ottenere due valori di pressione distinti nelle due camere 11, 21 separate.
Nella variante mostrata, la seconda valvola di carico 61 è posizionata nella parete 13; per permettere al gas di raggiungere la camera 11 sono ricavati, all’interno della parete 13 stessa, dei canali 62, in modo da aggirare l’ingombro dello stelo 32, fissato anch’esso alla parete 13.
Ulteriormente, la seconda apertura 23 può presentare dei mezzi di guida 24 per migliorare lo scorrimento dello stelo 32 attraverso di essa, (figura 3); analogamente, anche la prima apertura 14 può presentare mezzi di guida 205 per lo scorrimento dell’elemento corsoio 1 sulla guida 2; in tal caso, è possibile vantaggiosamente ottenere due posizioni distinte di controllo dello scorrimento dell’elemento corsoio 1 lungo l’asse della guida 2, evitando il pericoloso fenomeno dell’impuntamento tra l’elemento corsoio 1 e la guida 2 stessi, dovuto a un disassamento fra i due elementi. In caso contrario, infatti, la molla si bloccherebbe, causando successivamente un pericoloso rilascio incontrollato dell’elemento corsoio, dovuto all’aumento della pressione del gas all’interno della camera.
Analogamente, in riferimento alla figura 1, è possibile anche aggiungere, alle guarnizioni 5 sulla parete interna 12 del corsoio 1, mezzi di guida 105, in particolare un guida stelo.
In aggiunta, è possibile praticare dei fori nei riscontri 210, in modo da mettere in comunicazione la camera 21 della guida 2 con la camera 11 del corsoio. Questi accorgimenti, insieme alla distribuzione della forza su un’area maggiore, che di conseguenza riduce notevolmente la pressione all’interno della molla, risulta particolarmente vantaggioso dal punto di vista della sicurezza, riducendo al minimo il rischio di incidenti.
In figura 4 è mostrata una seconda variante dell’invenzione. In generale, la molla a gas 300 presenta sostanzialmente gli stessi elementi fin qui nominati per le varianti realizzative precedenti, che infatti sono indicati tramite gli stessi riferimenti numerici.
Nel dettaglio, tuttavia, la guarnizione 5 e la guida stelo 305 sono ulteriormente protette dall’infiltrazione di oli o polveri essendo completamente incassate nelle pareti interne 12 della camera 11 del corsoio 1.
Questo permette di sfruttare al massimo la superficie del cilindro, presentando al contempo una protezione inferiore 301 per le guarnizioni 5 e il guida stelo 305 comprendente lo spessore stesso della parete 12.
L’elemento corsoio 1 è vincolato a scorrere lungo l’asse X fra una prima estremità, comprendente la parete 13 del corsoio 1 stesso, e una seconda estremità comprendente la testa 31 del pistone 3, esseno entrambi vincolati dai riscontri 210 della parete superiore della guida 2.
La base 25 in questo caso si presenta più larga rispetto alle pareti esterne 22 della guida, ma più stretta rispetto all’ingombro complessivo dell’elemento corsoio 1, in modo che la protezione inferiore 301, costituita sostanzialmente dall’estremità inferiore della parete 12 aggetti leggermente dalla base 25 stessa.
La base 25 inoltre risulta completamente aperta sul fondo, in modo da accogliere un elemento di chiusura 326 atto ad incastrarsi nella base 25 stessa una volta che il pistone 3 sia stato inserito nella camera 21. Nel dettaglio, infatti, in questo caso il pistone 3 è realizzato in un sol pezzo; inoltre, il pistone 3 presenta una cavità 33 che si sviluppa lungo l’asse X.
La presente invenzione è stata descritta, a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo sue forme preferite di realizzazione, ma è da intendersi che variazioni e/o modifiche potranno essere apportate dagli esperti nel ramo, senza per questo uscire dal relativo ambito di protezione.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Molla a gas (100) comprendente un primo elemento (2) fissabile ad un piano di riferimento ed un secondo elemento (1) mobile, scorrevoli reciprocamente lungo un asse (X), il secondo elemento (1) comprendendo una prima camera (11) ed una prima apertura (14) di accesso alla prima camera (11), il primo elemento (2) presentando pareti esterne (22) ed essendo inserito nella prima camera (11) attraverso la prima apertura (14), il secondo elemento (1) scorrendo per mezzo della prima apertura (14) lungo le pareti esterne (22) del primo elemento (2).
- 2. Molla a gas (100) secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere primi mezzi di tenuta o guarnizioni (5) posizionati tra le pareti esterne (22) del primo elemento (2) e una prima superficie interna (12) del secondo elemento (1).
- 3. Molla a gas (100) secondo una delle rivendicazioni 1-2, caratterizzata dal fatto di comprendere una prima valvola di carico (6), per caricare un gas all’interno della molla (100), posizionata in una seconda superficie interna (211) del primo elemento (2).
- 4. Molla a gas (100) secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto di comprendere secondi mezzi di tenuta o guarnizioni (53) posizionati tra la valvola di carico (6) e la seconda superficie interna (211) del primo elemento.
- 5. Molla a gas (100) secondo una delle rivendicazioni 1-4, caratterizzata dal fatto di comprendere un finecorsa (3) per limitare la corsa del secondo elemento (1) al massimo all’estensione delle pareti esterne (22) del primo elemento (2).
- 6. Molla a gas (100) secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che il primo elemento (2) presenta una seconda camera (21) e una seconda apertura (23) di accesso alla seconda camera (21) e dal fatto che il finecorsa comprende un pistone (3) dotato di uno stelo (32) e di una testa (31) atti a scorrere all’interno della seconda camera (21) parallelamente all’asse (X) attraverso la seconda apertura (23).
- 7. Molla a gas (100) secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che il pistone (3) è solidale al secondo elemento (1).
- 8. Molla a gas (100) secondo una delle rivendicazioni 6 o 7, caratterizzata dal fatto di comprendere primi mezzi di guida (24) per guidare il fine corsa (3), posizionati tra lo stelo (32) del fine corsa (3) e la seconda apertura (23) del primo elemento (2), e secondi mezzi di guida per guidare il secondo elemento (1), posizionati in corrispondenza della prima apertura (14).
- 9. Molla a gas (100) secondo una delle rivendicazioni 6-8, caratterizzata dal fatto di comprendere terzi mezzi di tenuta o guarnizioni (52) e dal fatto che il secondo elemento (1) comprende una seconda valvola di carico (61), i terzi mezzi di tenuta (61) essendo posizionati tra lo stelo (32) del fine corsa (3) e la seconda apertura (23) della seconda camera (21).
- 10. Molla a gas secondo la rivendicazione 9, caratterizzata dal fatto che il secondo elemento (1) comprende canali (62) per collegare la seconda valvola di carico (61) con la prima camera (11).
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4550899A (en) * | 1980-08-21 | 1985-11-05 | Power Components Inc. | Pneumatic spring |
EP0826898A1 (de) * | 1996-08-28 | 1998-03-04 | Al-Ko Kober Ag | Vorrichtung zur Überwindung von Reibungs- und Temperatureinflüssen an Gasfedern |
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Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4249380A (en) * | 1979-07-25 | 1981-02-10 | Barry Wright Corporation | Two stage intensifier |
DE3511554A1 (de) * | 1984-07-31 | 1986-02-13 | Hermann 5401 Bassenheim Krautkrämer | Gasfeder |
ITPN20040074A1 (it) * | 2004-10-19 | 2005-01-19 | Silvano Bordignon | Molla pneumatica con corsa guidata |
ES2348903B1 (es) * | 2010-07-16 | 2011-10-14 | Azol-Gas, S.L. | Resorte de gas telescópico. |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4550899A (en) * | 1980-08-21 | 1985-11-05 | Power Components Inc. | Pneumatic spring |
EP0826898A1 (de) * | 1996-08-28 | 1998-03-04 | Al-Ko Kober Ag | Vorrichtung zur Überwindung von Reibungs- und Temperatureinflüssen an Gasfedern |
EP3098474A1 (fr) * | 2015-05-26 | 2016-11-30 | Olivier Bossard | Système de suspension pneumatique |
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