ES2250499T3 - Maquina de impacto. - Google Patents
Maquina de impacto.Info
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- B21J7/20—Drives for hammers; Transmission means therefor
- B21J7/22—Drives for hammers; Transmission means therefor for power hammers
- B21J7/34—Drives for hammers; Transmission means therefor for power hammers operating both the hammer and the anvil, so-called counter-tup
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Abstract
Máquina de impacto para formar, cortar o punzonar un material a trabajar en una matriz de moldeo por acción de impacto durante una operación de impacto llevada a cabo por medio de dispositivos de impacto, estando previstos dichos dispositivos de impacto para golpear el material a trabajar o miembros de impacto que transfieren la energía de impacto de los dispositivo de impacto al material a trabajar, siendo portada dicha matriz (9) por un soporte (2) incluido en la máquina de impacto, caracterizada porque dichos dispositivos de impacto están previstos para golpear el material a trabajar o miembros que transfieren la energía cinética del dispositivo de impacto al material a trabajar desde dos direcciones opuestas sensiblemente de forma simultánea, y porque la matriz (9) se monta de manera resiliente en el soporte (2).
Description
Máquina de impacto.
La presente invención se refiere a una máquina de
impacto para formar, cortar o punzonar un material a trabajar en una
matriz de moldeo por acción de impacto durante una operación de
impacto llevada a cabo por medio de dispositivos de impacto, estando
previstos dichos dispositivos de impacto para golpear el material a
trabajar o miembros de impacto que transfieren la energía de impacto
de los dispositivos de impacto al material a trabajar, siendo
portada dicha matriz por un soporte incluido en la máquina de
impacto. La invención se refiere también a dicho soporte y al modo
en que se monta la matriz en el soporte (véase por ejemplo
US-A 5.715.724).
Si los dispositivos de impacto de una máquina de
impacto del tipo antes mencionado, en la que los dispositivos de
impacto se mueven hacia el material a trabajar desde dos direcciones
opuestas, golpean simultáneamente el material a trabajar o miembros
que transfieren la energía cinética del dispositivo de impacto al
material a trabajar, y si los dispositivos de impacto movibles, que
se mueven uno en dirección de otro, tienen impulsos igual de
grandes, por ejemplo, masas igual de grandes y velocidades igual de
grandes, y si las fuerzas de fricción que surgen en la matriz
durante la operación de formado, son igual de grandes en todas las
partes de la matriz, etc, no se transferirán fuerzas desde la
carrera al soporte y desde el soporte a un montante de máquina,
fundamento, etc. Pero en la tecnología de este campo no existe
sincronismo alguno absoluto, no hay masas que sean exactamente igual
de grandes, no hay impulsos que sean exactamente igual de grandes,
ni condiciones de fricción exactamente iguales de varias
superficies, etc. Por consiguiente se generarán algunas fuerzas
inevitables en relación con las máquinas de impacto del tipo
mencionado anteriormente, cuyas fuerzas pueden transferirse desde la
matriz a su entorno, si esto no se impide de algún modo. Tales
fuerzas pueden ser despreciables, si existe un sincronismo muy
amplio de los movimientos de las diversas partes movibles, si los
impulsos son casi iguales, etc, pero a veces no pueden despreciarse,
por ejemplo, si se suman entre sí un cierto número de fuentes de
error diversas. Por consiguiente, en la solicitud de patente sueca
0002030-5 del mismo solicitante que la presente
solicitud, se ha sugerido montar el soporte sobre resorte, de manera
que las fuerzas o esfuerzos de choque no se transfieran al montante
ni al fundamento. Sin embargo, el soporte y la matriz o matrices que
están previstas en el soporte, tienen una masa considerable. Debido
a la inercia de esta masa, resulta difícil impedir por medio de
conexiones resilientes entre el soporte y el montante de la máquina,
que se desarrollen fuerzas perjudiciales en el soporte y sean
transferidas posiblemente al montante.
El propósito de la presente invención es encarar
el complejo de problemas antes mencionado. Se puede alcanzar este
propósito mediante una máquina de acuerdo con la reivindicación 1.
Un rasgo característico de la invención es que la matriz está
prevista de manera resiliente en el soporte.
Un rasgo característico de una realización
preferida es que la matriz esté prevista en un agujero pasante del
soporte y que al menos un primer miembro intermedio esté previsto
entre el soporte y la matriz cuyo miembro intermedio puede ser
anular y estar conectado de manera resiliente al soporte y a la
matriz, bien sea directamente o a través de miembros intermedios
adicionales.
El soporte en el que está prevista la matriz o
las matrices, puede consistir en una mesa estacionaria o movible,
que se puede describir como una mesa de trabajo, cuya superficie
superior se utiliza en relación con el llenado de la matriz con un
material a trabajar, como se ha descrito en la solicitud de patente
sueca 0002030-5. Con el fin de que la mesa puede
desempeñar esta tarea, es importante que su lado superior sea plano.
Esto dificulta hacer la matriz resiliente. Con el fin de mejorar
esta posibilidad es particularmente importante, de acuerdo con un
aspecto de la invención, que al menos un primer miembro intermedio
esté previsto entre el soporte y la matriz, y que dicho miembro
tenga un lado superior que sea también plano y que se encuentre en
su posición normal a un nivel con los lados superiores planos de la
mesa y de la unidad de utillaje.
Otros rasgos característicos y aspectos de la
invención resultarán evidentes con ayuda de las reivindicaciones
anexas de la patente y mediante la descripción que sigue de una
realización preferida.
En la siguiente descripción de una realización
preferida, se hará referencia a los dibujos que se acompaña, en los
que:
la figura 1 es una vista en perspectiva de una
máquina de impacto en la que se ha implementado la invención;
la figura 2 muestra una sección axial a través de
la unidad de utillaje comprendiendo una matriz que se monta de
manera resiliente en un soporte, y punzones cooperantes con la
matriz; y
la figura 2A muestra una porción dentro de un
círculo de la figura 2 a escala ampliada.
En la figura 1 se muestra una máquina llamada de
impacto. Es una máquina para trabajar que emplea una gran energía
cinética para trabajar en primer lugar el metal, tal como el formado
de los metales por corte y punzonado, la compactación de polvo, y
operaciones similares. En el ejemplo descrito se concibe que la
máquina será usada para la compactación de polvos metálicos.
La máquina comprende un montante 1 y un
portaútiles 2, que lleva una unidad de utillaje 3. La unidad de
utillaje 3 comprende una matriz 9 y un punzón inferior 16 que tiene
un portapunzón inferior 4 y una guía portapunzón inferior 17,
prevista bajo la matriz. El principio de trabajo de la máquina es el
desarrollo de una energía cinética muy grande de breve duración de
un pisón superior 5 y de un pisón inferior 6, que son golpeados
simultáneamente desde arriba y desde abajo, respectivamente, contra
un punzón superior 18 y contra el punzón inferior 16 en la unidad
de utillaje 3 y contra el material a trabajar 11 que está colocado
en la cavidad de moldeo 10, figura 2, de la matriz de utillaje,
consistiendo dicho material a trabajar en un polvo de metal de
acuerdo con el ejemplo.
El punzón superior 18 y el punzón inferior 16 son
tubulares de acuerdo con la realización para la fabricación de
productos anulares. Un mandril 50 se extiende a través del punzón
inferior 16 que tiene una cabeza 16a en su extremo inferior. El
punzón inferior 16 se une al portapunzón inferior 4 por medio de una
placa 4a que se sujeta mediante tornillos al punzón inferior 4, y
que sujeta la cabeza 16a y por consiguiente el punzón inferior 16 al
portapunzón inferior 4. El mandril 50 tiene similarmente una cabeza
50a en su extremo inferior, rebajada en un taladro pasante central
que tiene una forma correspondiente en la cabeza del punzón 16a, en
el que el mandril 50 alcanza una determinada posición superior
cuando el punzón inferior 16 se encuentra en su posición inferior.
El mandril 50 es presionado hacia arriba a su posición superior
citada por medio de un muelle de compresión 51 en un taladro central
52 en el portapunzón inferior 4.
El portaútil 2 consiste en una mesa, más
particularmente en una mesa que a la manera de una lanzadera es
movible entre dos estaciones de trabajo; una estación de formado y
una estación de preparación. La estación de preparación se encuentra
más hacia la parte posterior vista por el observador. En la estación
de preparación el producto formado es eyectado fuera de la
herramienta, el punzón inferior es retornado a su posición de
partida, y la cavidad de moldeo 10 de la matriz 9 es llenada con
nuevo material a trabajar 11. Durante el movimiento entre las
estaciones de trabajo, la mesa 2 se desliza sobre un par de guías
horizontales 7 que se conectan mecánicamente de forma rígida al
montante de la máquina 1 vía los brazos 8. Como un sujetador en la
operación de eyección está prevista una horquilla 12 en la estación
de preparación, cuya horquilla se extiende por encima de una mesa 2
muy cerca de su superficie superior 3, que es horizontal y plana, a
un mismo nivel con la superficie superior plana de la unidad de
utillaje 3. Un anillo de montaje 14 está incluido también en la
unidad de utillaje 3, anillo que sujeta la matriz 3 a la guía
portapunzón inferior 17 por medio de tornillos 15. La matriz 3, el
anillo de montaje 14, el portapunzón inferior 4 con el punzón
inferior 16, la guía portapunzón inferior 17, y el mandril 50 juntos
forman la unidad de utillaje integrada 3, que tiene una superficie
superior plana, incluyendo también el mandril 50 a un nivel con la
superficie superior plana 13 de la mesa 2.
El punzón tubular superior 18 es coaxial con el
punzón inferior 16. Un portapunzón superior está designado por 19.
Antes de la carrera, el punzón superior 18 es bajado ligeramente
dentro de la cavidad de moldeo 10.
El anillo de montaje 14 tiene una superficie
exterior cónica 23, que se inclina hacia abajo y hacia fuera. Las
superficies laterales exteriores son circularmente simétricas.
La unidad de utillaje integrada 3 está montada en
una abertura pasante 20 en la mesa 2. En dicha abertura, entre la
unidad de utillaje integrada 3 y la mesa 2, más exactamente entre el
anillo de montaje 14 y la mesa 2, existe también un anillo
intermedio 26 que tiene una superficie superior plana 27 y una
superficie de fondo plana, que reposan contra una superficie anular
plana de una placa de montaje 25 que se fija a la mesa 2 por medio
de tornillos 28. El anillo intermedio 26 tiene una superficie
interior cónica 53 que viene a aplicarse y coincidir contra la
superficie cónica 23 del anillo de montaje 14, así como la
superficie cónica 54 inclinada hacia dentro y hacia abajo y que se
aplica de manera coincidente contra una superficie correspondiente
55, inclinada hacia dentro y hacia abajo, de la placa de montaje
35.
El anillo de montaje 14 tiene un alojamiento
cilíndrico, de forma anular 30, en su lado exterior dirigido hacia
el anillo intermedio 26, cuyo alojamiento es definido hacia abajo
por la superficie superior de la placa de montaje 35 en la parte de
la placa de montaje 35 que se aplica contra el anillo de montaje
14.
De una manera correspondiente, existe un
alojamiento cilíndrico de forma anular 31 en la esquina inferior de
la abertura pasante 20 en la mesa 2.
En el alojamiento cilíndrico, antes mencionado 30
existe un primer anillo resiliente 41, y en el segundo alojamiento
cilíndrico 31 existe un segundo anillo resiliente 42. Los anillos
resilientes 41 y 42, que son empujados ligeramente, llenan
totalmente sus respectivos alojamientos 30 y 31 en la dirección
vertical. Por otro lado, los anillos no llenan enteramente los
respectivos alojamientos 30, 31 en la dirección lateral, lo que
implica que los anillos pueden ser comprimidos en la dirección axial
y por tanto saltar lateralmente.
Dichas superficies cónicas 23, 53 y 54, 55,
respectivamente, centran la unidad de utillaje 3, de manera que sea
enteramente coaxial al punzón superior 18. Esto se ejecuta
inicialmente en el montaje de la unidad de utillaje 3 que recibe
entonces un amolado plano final, de manera que todas las partes
incluidas en la unidad de utillaje 3 presenten superficies
superiores planas, incluida la superficie superior del mandril 50,
sensiblemente al mismo nivel que la superficie superior de la
mesa/lanzadera 2. Esto es de importancia esencial para posibilitar
el llenado de la cavidad de moldeo 10 con polvo 11 durante una
operación de llenado por medio de un cangilón llenador que se
desliza contra la mesa 2 y contra la superficie superior de la
unidad de utillaje 3.
Para la función de la unidad de utillaje 3 es
también importante que el muelle 41, que persigue el prensado de la
matriz 9 y el anillo de montaje 14 hacia arriba, y el muelle 42, que
persigue el prensado de la matriz 9, el anillo de montaje 14 y el
anillo intermedio 26 hacia abajo, se encuentren a cada lado del
anillo intermedio 26. Esto contribuye a poner la matriz, así como el
mandril 50 y el anillo de montaje 14 a un nivel con la mesa 2 y con
el anillo intermedio 26. Por otro lado, el anillo intermedio 26 y la
matriz 9 y el anillo de montaje 14 pueden moverse hacia arriba en
relación con la mesa 2 por compresión del muelle exterior 42, y la
matriz 9 con el mandril 50 y el anillo de montaje 14 pueden moverse
hacia abajo con relación al anillo intermedio 26 y la mesa 2 por
compresión del muelle interior 41. Cuando todo se encuentra en la
posición de reposo y los anillos 41 y 42 se han expandido y han
sido empujados, todas las superficies superiores citadas están
niveladas unas con otras.
Los muelles 41 y 42 son realizados
convenientemente como anillos de poliuretano o posiblemente
cualquier otro polímero resiliente. En principio se puede pensar
también en muelles mecánicos, pero el poliuretano es un material de
resorte preferido.
La máquina de impacto así descrita y la mesa 2
con la unidad de utillaje 3, que se monta resilientemente, funcionan
del siguiente modo.
En la estación de preparación el mandril 50
desciende dentro del taladro 52 por medio de un empujador de mandril
no representado, en el portapunzón inferior 4 durante la compresión
del muelle 51, que el mandril es liberado completamente del cuerpo
compactado, que ha sido formado en una operación de formado
precedente. El citado cuerpo es expulsado entonces desde abajo por
medio del punzón inferior 16. Para la eyección puede necesitarse en
algunos casos una gran potencia, que se transfiere vía la matriz 9 y
el anillo de montaje 14 al anillo intermedio 26, de forma que la
unidad de utillaje 3 y el anillo intermedio 26 sean presionados
hacia arriba haciendo que el anillo de poliuretano exterior,
resiliente 42 sea comprimido hasta que la unidad de utillaje 3 y/o
el anillo intermedio 26 choca contra la horquilla 12, lo que tiene
lugar antes de que el anillo resiliente 42 haya sido comprimido al
máximo. Esto implica que las guías 7 no sean sometidas a sobrecarga
alguna durante la operación de eyección.
Cuando el producto así formado ha sido eyectado
fuera de la cavidad de moldeo 10 en la estación de preparación, el
punzón inferior 16 se retira a su posición de partida mostrada en la
figura 2. Finalmente, en relación con esto, la unidad de utillaje 3
vuelve elásticamente a su posición de partida, es decir, de tal
manera que las superficies superiores de la unidad de utillaje 3, el
anillo intermedio 26 y la mesa 2 queden nuevamente alineadas entre
sí, lo que se garantiza mediante la acción de retorno elástico del
muelle exterior resiliente 42. Cuando ha ocurrido esto, la cavidad
formadora 10 es llenada con polvo de metal 11, lo que se puede
ejecutar simplemente por medio de un cangilón llenador, que puede
consistir en un tubo vertical llenado de polvo metálico, que reposa
contra la superficie superior de la mesa 2. Durante la operación de
llenado, el tubo lleno de metal (cangilón llenador) se desliza
contra las superficies superiores de la mesa 2, el anillo intermedio
26 y la superficie superior de la mesa 3, lo que es posible porque
estos detalles tienen superficies superiores planas y uniformes, que
están niveladas entre sí y no tienen partes sobresalientes que
constituyan un impedimento en el recorrido del cangilón llenador.
Por tanto, el cangilón llenador se desplaza al área de la cavidad de
moldeo 10, que es llenada con el polvo 11 y luego se desplaza hacia
atrás; deslizándose también esta vez contra la unidad de utillaje,
el anillo intermedio y la encimera de la mesa.
La mesa 2, deslizándose sobre las guías 7, se
desplaza ahora a la estación de formado, figuras 1 y 2. En la
estación de formado, el punzón superior 18 desciende una distancia
dentro de la cavidad de moldeo 10, de manera que el polvo 11 sea
compactado ligeramente, funcionando el punzón inferior 16 como
herramienta de mantenimiento. Durante la operación de formado, los
pisones superior e inferior 5, 6 golpean simultáneamente a gran
velocidad contra el portapunzón superior 19 y contra el portapunzón
inferior 4, respectivamente. Sin embargo, los conceptos
simultáneamente y en sincronismo, son conceptos
relativos que se han mencionado en la descripción de los
antecedentes de la invención. En la práctica, uno de los pisones
golpeará su pinzón algo antes que el otro. Considerando las altas
velocidades, la diferencia de tiempo no puede siempre ser
despreciada. Cuando los punzones 18 y 16 se mueven sucesivamente
dentro de la cavidad de moldeo 10, comprimiendo el polvo de metal 11
entre ellos, aumenta también la resistencia del polvo sucesivamente.
Igualmente, surge fricción entre el polvo y la pared de la cavidad
de moldeo 10. Ni la resistencia del polvo contra el respectivo
punzón, ni la fricción que ejerce el polvo contra la matriz 9 en la
parte superior y en la parte inferior de la cavidad de moldeo
respectivamente, es necesariamente uniforme. A propósito, en la
práctica hay que contar con un cierto grado de falta de uniformidad.
Todo esto implica que una fuerza axial vertical resultante actúa
normalmente sobre la matriz durante la operación de impacto. Esta
puede dirigirse bien sea hacia arriba o hacia abajo. En el primer
caso, la fuerza vertical es absorbida esencialmente por el anillo
exterior de poliuretano resiliente 42. En el último caso, la fuerza
es absorbida esencialmente por el anillo interior de poliuretano
resiliente 41. La capacidad de los anillos resilientes 41, 42 para
absorber las fuerzas verticales implica, en otras palabras, un
eficaz amortiguamiento de la fuerza de impulso de corta duración que
puede surgir. No obstante, al grado en que se transfiere a la mesa 2
la fuerza de impulso, tal impulso será amortiguado también por la
mesa debido a su considerable masa, por lo que los esfuerzos que se
puede transferir desde la matriz 9 a las guías 7 y al montante 1 de
la máquina serán tan pequeños que no dañarán la máquina ni las
partes incluidas en la misma. El aire presente en el espacio
comprendido entre el portapunzón inferior 4a y la matriz 9 es
expulsado en el impacto a través de canales de expansión previstos
en la guía portapunzón inferior 17.
Se comprenderá que la invención puede completarse
y modificarse dentro del ámbito de las reivindicaciones anexas de la
patente. Así, por ejemplo, el anillo intermedio 26 puede diseñarse
de muchos otros modos distintos del que se ha mostrado en el
ejemplo. Por ejemplo, las bridas y alojamientos pueden disponerse de
otro modo alrededor, pudiendo invertirse por ejemplo, manteniendo
el principio de que estén previstos dos elementos resilientes
diferente o juegos de elementos resilientes, uno exterior fuera del
anillo intermedio y uno interior dentro del anillo intermedio
mientras que uno de estos elementos resilientes o juegos de
elementos resilientes estén previstos para absorber las fuerzas
dirigidas hacia abajo y los otros elementos realientes o juegos de
ellos estén previstos para amortiguar las fuerzas dirigidas hacia
arriba que actúan bajo la unidad de utillaje.
Entre las modificaciones podría mencionarse
igualmente que los elementos resilientes no necesitan consistir
necesariamente en anillos elásticos. Son también concebibles
elementos de resortes metálicos de varias clases, por ejemplo,
muelle helicoidales previstos en los espacios 30 y 31. Además, sería
también concebibles que la invención no requiera necesariamente
usar pisones separados en la operación de formado. En cambio, se
puede usar dispositivos de impacto en forma de pistones hidráulicos,
en cuyo caso los vástagos de pistón de los pistones hidráulicos se
conectan al punzón superior y al punzón inferior respectivamente, de
manera que los punzones con sus vástagos de pistón y pistones de
impacto unidos formen una unidad integrada superior e inferior,
respectivamente.
Claims (7)
1. Máquina de impacto para formar, cortar o
punzonar un material a trabajar en una matriz de moldeo por acción
de impacto durante una operación de impacto llevada a cabo por medio
de dispositivos de impacto, estando previstos dichos dispositivos de
impacto para golpear el material a trabajar o miembros de impacto
que transfieren la energía de impacto de los dispositivo de impacto
al material a trabajar, siendo portada dicha matriz (9) por un
soporte (2) incluido en la máquina de impacto, caracterizada
porque dichos dispositivos de impacto están previstos para golpear
el material a trabajar o miembros que transfieren la energía
cinética del dispositivo de impacto al material a trabajar desde dos
direcciones opuestas sensiblemente de forma simultánea, y porque la
matriz (9) se monta de manera resiliente en el soporte (2).
2. Máquina de impacto de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizada porque entre el soporte (2) y
la matriz (9) existe al menos un primer miembro intermedio (26) que
directamente o a través de cualquier otro miembro intermedio se une
de manera resiliente al soporte (2) y a la matriz (9).
3. Máquina de impacto de acuerdo con la
reivindicación 2, caracterizada porque la matriz (9) está
prevista en una abertura pasante (20) del soporte y porque dicho
primer miembro intermedio dentro de un anillo (26) está previsto en
dicho agujero entre la matriz y el soporte.
4. Máquina de impacto de acuerdo con cualquiera
de las reivindicaciones 1-3, caracterizada
porque al menos un elemento resiliente interior (41), o juego de
elementos resilientes, está previsto entre el anillo intermedio y la
unidad de utillaje, porque un elemento exterior resiliente (42), o
juego de elementos resilientes, está previsto entre el anillo
intermedio y el soporte, y porque uno de dichos elementos interior y
exterior resilientes está previsto para amortiguar las fuerzas
dirigidas hacia abajo que actúan sobre la unidad de utillaje,
mientras que el otro de dichos primer y segundo elementos
resilientes está previsto para amortiguar las fuerzas dirigidas
hacia arriba que actúan sobre la unidad de utillaje.
5. Máquina de impacto de acuerdo con la
reivindicación 4, caracterizada porque dicho elemento
interior resiliente está previsto para actuar hacia arriba sobre la
unidad de utillaje que comprende la matriz (9), y porque dicho
elemento exterior resiliente (42) está previsto para actuar en una
dirección orientada hacia abajo sobre dicho anillo intermedio en
relación con el soporte (2).
6. Máquina de impacto de acuerdo con cualquiera
de las reivindicaciones 3-5, caracterizada
porque el lado interior del anillo intermedio tiene una primera
superficie cónica (23) y su lado exterior tiene una segunda
superficie cónica (54), porque la matriz, o un anillo (14) que se
conecta de manera estacionaria a la matriz, tiene una tercera
superficie cónica (53) que choca contra/y coincide con la primera
superficie cónica, y porque la mesa, o un miembro (35) que se
conecta de manera estacionaria a la mesa, tiene una cuarta
superficie cónica (55) que choca contra/y coincide con la segunda
superficie cónica, con el propósito de centrar la matriz en la
abertura de soporte.
7. Máquina de impacto de acuerdo con la
reivindicación 6, caracterizada porque dichas primera y
tercera superficies cónicas se inclinan hacia
abajo-hacia fuera y dichas segunda y cuarta
superficies cónicas se inclinan hacia abajo-hacia
dentro.
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