ES2257234T3 - Accionamiento de prensa hidraulica. - Google Patents
Accionamiento de prensa hidraulica.Info
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Abstract
Accionamiento para un martillo de prensa (3), en particular para una prensa de corte y/o de conformación con, al menos, un cilindro de accionamiento (4) y un sistema de palanca articulado (17) entre el cilindro de accionamiento (4) y el martillo de prensa (3), donde una biela (7) del cilindro de accionamiento (4) está conectada mediante un sistema de palanca (9, 10, 12) a una palanca doble (13) pivotante en un pivote (14), y dicha palanca doble está conectada al martillo de prensa (3) mediante una palanca de empuje (15), caracterizado porque la palanca doble (13) está conectada mediante una palanca de acoplamiento (19) a una palanca pivotada (20) y porque es accionada mediante un martillo de prensa (18) adicional mediante una palanca de empuje adicional (15).
Description
Accionamiento de prensa hidráulica.
La invención trata de un accionamiento para un
macho de prensa, en especial para prensas de corte y/o de
conformación, según el preámbulo de la reivindicación 1 ó 2.
Las prensas de control continuo y las prensas de
control adaptativo se diferencian, entre otras cosas, por el tipo
de accionamiento. Las prensas accionadas mecánicamente funcionan
mediante un control continuo, es decir, justo cuando el medio
cinemático de accionamiento, por ejemplo un excéntrico, se acerca
al punto muerto inferior, aumenta enormemente la fuerza de
conformación deseada o la fuerza nominal deseadas. En contra, en
las prensas de accionamiento hidráulico de control adaptativo, la
fuerza de conformación máxima se encuentra presente en cada
posición de martillo. En contraposición a dicha ventaja de las
presas de accionamiento hidráulico se presentan varias desventajas
considerables, como, por ejemplo, un número reducido de carreras y
una potencia motriz instalada con una eficacia general escasa.
Del artículo "Eine
Stückkosten-Analyse erleichtert die Wahl",
publicado por Industrieanzeiger 16/97, páginas 30 y 31, se puede
compilar un listado detallado de las ventajas y las desventajas de
las prensas hidráulicas comparadas con las prensas mecáni-
cas.
cas.
Una desventaja de las prensas de accionamiento
mecánico es su complicado y costoso medio de accionamiento, que
consiste en, por ejemplo, un motor, una combinación de
embrague/freno, un volante con medio de accionamiento, una cadena
para engranajes con engranajes, ruedas excéntricas, una biela, ejes
y rodamientos. En la EP 0 616 882 se puede ver en intento por
combinar las ventajas de una prensa de accionamiento hidráulico con
las de una prensa de accionamiento mecánico. El objeto de este
último era el de lograr una velocidad de conformación
esencialmente constante durante toda la operación de conformación.
El contenido de esta publicación es esencialmente el de la
activación hidráulica del cilindro de trabajo y los bloques de
control bucle abierto y bucle cerrado requeridos para ello; los
medios cinemáticos de accionamiento reales no forman parte de la
materia de los derechos de la patente. Las cinemáticas mostradas en
el diagrama esquemático se corresponden, por ejemplo, los medios
de accionamiento de palancas acodadas o de articulación de ángulo
conocidos para las moldeadoras a presión o moldeadoras por
inyección conocidas. Este accionamiento de articulación de ángulo,
en particular cuando se acerca a la posición extendida de las
articulaciones, requiere un desplazamiento muy pronunciado del
cilindro de accionamiento junto con las correspondientes grandes
cantidades de aceite.
Por los documentos DE 196 49 063 A y/o
US-A-2 105 053 se han conocido
accionamientos para una prensa y, en especial, para una prensa de
corte y/o de conformación, las cuales se accionaban mediante un
sistema de palancas articuladas de un cilindro motor en una cadena
articulada, para accionar, al menos, una o más palancas de empuje
de un macho de prensa. Resulta desventajoso que el sistema conocido
muestre una disposición vertical del cilindro motor que requiere un
gran espacio. Esta desventaja se evita con las disposiciones de
prensas acordes a los documentos
FR-A-1 378 184 y
US-A-3 486 407.
Además, se conoce por el documento
US-A-4 920 782 una unidad motriz en
disposición horizontal y de pequeñas dimensiones, que, no obstante,
actúa exclusivamente sobre una palanca articulada. En este
documento un sistema de palancas articuladas está, opcionalmente,
equipado con una unidad motriz orientada verticalmente.
La invención toma como base la función de
proponer un sistema motriz hidráulico para una prensa que,
mediante un sistema combinado de palancas, accione más
martillos.
Esta función se soluciona partiendo de un sistema
motriz hidráulico según el preámbulo de la reivindicación 1 ó 2,
mediante las características señaladas de la reivindicación 1 ó 2.
En las otras reivindicaciones secundarias se proponen
perfeccionamientos ventajosos y apropiados del sistema motriz
hidráulico.
La invención se basa en la idea de diseñar un
sistema motriz hidráulico para el accionamiento de varios carreras
de martillo mediante la utilización de articulaciones de biela
adicionales, de manera que la carrera completa de martillo, es
decir, la carrera hacia arriba y hacia abajo, se pueda llevar a
cabo con una sola carrera de cilindro en una dirección sin invertir
la conexión. En este caso, cualquier carrera de martillo deseada,
desde el desplazamiento máximo al mínimo, debería poderse llevar a
cabo con este concepto de accionamiento. Para realizar sencillas
operaciones de corte se llevan a cabo las carreras mínimas,
mientras que las carreras máximas, por ejemplo, se requieren cuando
se utilizan sistemas de transferencia con el correspondiente grado
de libertad. En particular, en el caso de un martillo que presente
un área grande, se necesita una pluralidad de puntos de
accionamiento para evitar la inclinación del martillo. En este
caso, se prevé una sincronización mecánica controlada entre las
palancas de accionamiento.
La característica de movimiento de los sistemas
de palanca propuestos se caracteriza por una proporción de
transmisión continuamente creciente en la dirección del punto muerto
inferior y, con ello, por una fuerza de prensa en proporción
creciente.
En contraste con la prensa convencional
hidráulica, puede seleccionarse un cilindro de accionamiento de
diámetro considerablemente más pequeño; el número de carreras es
aumentado notablemente a pesar del poder de accionamiento inferior
instalado. La utilización del llamado cilindro sincrónico resulta
sobre todo ventajosa para producir proporciones idénticas de
carreras o de fuerza con el control de bucle cerrado más simple.
Debido a que en cada caso están presentes las mismas proporciones
diametrales y de área en este cilindro en ambas direcciones de
carrera, también se presenta una respuesta de control muy
favorable.
Debido al menor cilindro de accionamiento, la
cantidad del aceite requerida para la operación también se reduce,
a consecuencia de lo que disminuye la compresibilidad no deseada
del medio de presión. Sin embargo, debido a los mecanismos de
palanca conectados en medio, esta compresibilidad es de importancia
secundaria, lo que ejerce un efecto favorable, en particular, para
la reducción del impacto de corte que tiene lugar durante las
operaciones de corte.
El perfil de movimiento y de velocidad conocido
de las prensas mecánicas también cuenta con un efecto ventajoso.
En la región de recorte y de conformación, por un lado la fuerza
aumenta, pero la velocidad se reduce. Esta velocidad, que disminuye
de manera continuada hacia el punto muerto inferior, es necesaria,
en particular, durante el flujo material durante la operación de
conformación para obtener buenas piezas de trabajo.
Esta secuencia cinemática ventajosa de movimiento
se logra mediante un número considerablemente reducido de
componentes comparado con los de una prensa mecánica. La prensa pasa
a ser más rentable y, de ese modo, presenta la eficacia
correspondiente con las secuencias óptimas de movimiento desde el
punto de vista de la conformación.
Como ya se ha mencionado, se puede desarrollar
cualquier tamaño deseado de carrera con el medio de accionamiento
propuesto dentro de los límites de la geometría predeterminada.
Para tal fin, el cilindro de accionamiento puede equiparse con un
sistema de medición del desplazamiento, que puede extenderse en
combinación con un sistema de medición del desplazamiento en el
martillo, para formar un bucle de control de la posición. Al mismo
tiempo, se asegura también, con esta aplicación, que el cilindro, en
cada caso, viaja solo en una dirección para una carrera de
martillo completa, es decir, movimientos ascendentes y
descendentes. La carrera de martillo requerida en cada caso se
realiza pues mediante el tamaño de la carrera asociada del cilindro
de accionamiento. De ese modo, resultan viables diferentes carreras
de martillo, por ejemplo para una operación de dibujo con el
consiguiente impacto de calibrado, en un proceso de
conformación.
Un cilindro de accionamiento controlado, mediante
la imposición de un perfil de velocidad correspondiente, permite
cualquier comportamiento deseado de la velocidad del martillo.
Además del proceso de conformación, también ofrece ventajas
considerables durante la utilización de equipos de automatización
mediante la optimización de los grados de libertad.
La disposición del accionamiento con varios
martillos mediante la utilización de articulaciones de biela
adicionales resulta, por ejemplo, idónea en las prensas de múltiples
punzones que requieren un martillo de corte sobrepuesto para el
recorte de placas de molde.
Otros detalles y ventajas de la invención se
extraen de la siguiente descripción de los ejemplos de
ejecución.
Las figuras muestran:
Figura 1 a 4 No referentes al ejemplo de
ejecución de la invención, sino para la aclaración
de la invención.
Figura 5 Un primer ejemplo de ejecución
de un sistema de accionamiento
hidromecánico con 2 martillos;
Figura 6 Un ejemplo de ejecución
alternativo de un sistema de accionamiento
hidromecánico con 2 martillos;
Las figuras de la 1 a la 4 muestran la
conformación fundamental de una prensa. La figura 1 muestra la
parte superior de una prensa 1 con una sección 2 de columna y el
martillo 3. El cilindro de accionamiento 4, formado por una
carcasa de cilindro 5, un pistón 6 y una biela 7, 8, está unido
perpendicularmente a la columna 2, la palanca articulada 9 está
sujetada por uno de sus extremos a la biela 7 y el otro de sus
extremos al segmento dentado 10. El segmento dentado 10 puede girar
en forma de arco circular sobre el pivote 11. La palanca de
acoplamiento 12 está sujetada de la misma manera por un extremo al
segmento dentado 10, mientras que el otro extremo está conectado a
la palanca doble 13. El pivote de la palanca doble 13 se identifica
con la referencia 14. Además, la palanca doble 13 está conectada a
la palanca de empuje 15, entre las cuales se encuentra una
conexión con el punto de presión 16. Este punto de presión 16,
conocido por las prensas mecánicas, puede servir a modo de
protección contra sobrecarga para salvaguardar la prensa 1 y la
herramienta, y también puede contener un dispositivo para la
adaptación a varias alturas de herramienta.
La construcción del sistema de palanca mostrado
en la mitad izquierda de la prensa es completamente idéntica al
sistema de palanca del lado derecho de la prensa. La representación
en la figura 1 muestra dos posiciones diferentes del sistema
articulado 17. Esta representación ha sido seleccionada para
mostrar que una carrera de martillo completa, es decir hacia abajo
y hacia arriba, se consigue con una carrera de cilindro en una
sola dirección, en este caso hacia abajo. El lado izquierdo del
dibujo muestra el pistón 6 del cilindro de accionamiento 4 en la
posición superior y el martillo en la posición del punto muerto
superior. La mitad derecha del dibujo muestra la situación después
de que el pistón 6 haya realizado una carrera hacia abajo. El
pistón 6 se encuentra ahora en la posición inferior, pero el
martillo se encuentra de nuevo en la posición del punto muerto
superior. El cambio de la posición del sistema articulado 17 se
puede ver en figura 1. La posición inicial para la siguiente
carrera de martillo completa se encuentra ahora con el pistón 6 en
el inferior.
Como en los ejemplos siguientes, los segmentos
dentados 10 también sirven para sincronizar las secuencias de
movimiento al utilizar una pluralidad de puntos de presión de
martillo.
En la figura 2, el martillo 3 se muestra en el
punto muerto inferior. El pistón 6 se ubica entonces exactamente
en la posición central de la carcasa de cilindro 5. El efecto
deseado de fuerzas elevadas en una conformación baja o la velocidad
de corte se logra mediante el diseño del sistema articulado 17. El
efecto de la proporción de transmisión en consecuencia, consiste en
el hecho de que se reduce la velocidad de martillo al acercarse al
punto muerto inferior y, a su vez, la fuerza se incrementa. El caso
extremo se muestra en la figura 2, en la que la velocidad es cero
en una magnitud teóricamente infinita de fuerza. Esto se simboliza
mediante la palanca doble 13 y la palanca de empuje 15 ubicadas en
una posición extendida una respecto a la otra. La carrera
ascendente de martillo 3 se inicia ahora mediante un viaje
adicional hacia abajo del pistón 6.
La figura 3 muestra otra secuencia de movimiento
posible. Si se requiere una pequeña carrera de martillo como
carrera máxima, por ejemplo para trabajos de corte o de grabado, se
puede realizar sin problemas mediante una carrera
correspondientemente menor del cilindro de accionamiento. Para esta
finalidad, el cilindro de accionamiento 4 se equipa con un sistema
de medición del desplazamiento no mostrado en más detalle. Debido
a la carrera de accionamiento más pequeña, el ángulo pivotante
simétrico W de la palanca doble 13 sobre el pivote 14 también es
proporcionalmente más pequeño, lo que ejerce un efecto directo
sobre el tamaño de la carrera de martillo. Esta operación descrita
permite una variación infinita de la carrera de martillo. También
resultan viables diferentes carreras de martillo seguidas unas
detrás de las otras durante las correspondientes operaciones de
conformación.
La importancia de la función de sincronización
mediante los segmentos dentados 10 se puede ver en particular
cuando se utilizan dos cilindros de accionamiento 4, como se
muestra en la figura 4. El montaje de dos cilindros de
accionamiento separados 4 puede resultar necesario por motivos de
construcción y funcionales. La función básica del sistema
articulado 17 no se diferencia de la descripción de los ejemplos de
ejecución anteriores. Las palancas correspondientes se han previsto
con el mismo número de artículo que los otros ejemplos de
ejecución. Desde la posición extendida de la palanca doble 13 y la
palanca de empuje 15 y la posición de pistón 6, se puede ver que
el martillo 3 se encuentra en la posición de punto muerto
inferior.
La figura 5 muestra el medio de accionamiento de
una pluralidad de martillos. Aparte del martillo 3 para los
procesos de conformación, el martillo 18 se encuentra sobrepuesto a
modo de martillo adicional, por ejemplo para operaciones de corte.
Se trata por lo tanto de un concepto de prensa con 2 martillos de
trabajo 3, 18. Resulta importante pues, que el sistema de
accionamiento descrito se pueda ampliar con gastos mínimos para el
accionamiento de martillos adicionales. En principio, el sistema de
accionamiento solo necesita ampliarse en una palanca doble 13, la
palanca de empuje 15 y la palanca de acoplamiento 19. Si se
modifica de manera apropiada el presurizado de los cilindros de
accionamiento 4, se puede proporcionar cualquier fuerza de
accionamiento que sea requerida. La figura 6 muestra una variante
en la que se ahorra espacio de la figura 5. Además de un diseño
simple de la columna de prensa 2, se puede utilizar para el
accionamiento del martillo 18 una sola palanca pivotada 20.
La invención no se ve limitada por los ejemplos
de ejecución mostrados y descritos. También comprende todos los
acontecimientos especializados en el marco de las reivindicaciones 1
y 2 adecuadas.
- 1
- Prensa
- 2
- Columna
- 3
- Martillo
- 4
- Cilindro de accionamiento
- 5
- Carcasa de cilindro
- 6
- Pistón
- 7
- Biela
- 8
- Biela
- 9
- Palanca articulada
- 10
- Segmento dentado
- 11
- Pivote
- 12
- Palanca de acoplamiento
- 13
- Palanca doble
- 14
- Pivote
- 15
- Palanca de empuje
- 16
- Punto de presión
- 17
- Sistema articulado
- 18
- Martillo
- 19
- Palanca de acoplamiento
- 20
- Palanca pivotada
Claims (11)
1. Accionamiento para un
martillo de prensa (3), en particular para una prensa de corte y/o
de conformación con, al menos, un cilindro de accionamiento (4) y un
sistema de palanca articulado (17) entre el cilindro de
accionamiento (4) y el martillo de prensa (3), donde una biela (7)
del cilindro de accionamiento (4) está conectada mediante un
sistema de palanca (9, 10, 12) a una palanca doble (13) pivotante
en un pivote (14), y dicha palanca doble está conectada al martillo
de prensa (3) mediante una palanca de empuje (15),
caracterizado porque la palanca doble (13) está conectada
mediante una palanca de acoplamiento (19) a una palanca pivotada
(20) y porque es accionada mediante un martillo de prensa (18)
adicional mediante una palanca de empuje adicional (15).
2. Accionamiento para un
martillo de prensa (3), en particular para una prensa de corte y/o
de conformación con, al menos, un cilindro de accionamiento (4) y un
sistema de palanca articulado (17) entre el cilindro de
accionamiento (4) y el martillo de prensa (3), donde una biela (7)
del cilindro de accionamiento (4) está conectada mediante un
sistema de palanca (9, 10, 12) a una palanca doble (13) pivotante
en un pivote (14), y dicha palanca doble está conectada al martillo
de prensa (3) mediante una palanca de empuje (15),
caracterizado porque varias palancas doble (13) pueden estar
conectadas entre sí y porque son accionadas mediante un martillo
de prensa (18) adicional mediante una palanca de empuje adicional
(15).
3. Accionamiento, según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el cilindro de
accionamiento (4) está montado en posición horizontal.
4. Accionamiento, según una de
las reivindicaciones de la 1 a la 3, caracterizado porque
la variación del viaje del martillo se logra mediante diferentes
posiciones de carrera del cilindro de accionamiento (4).
5. Accionamiento, según una de
las reivindicaciones de la 1 a la 4, caracterizado porque
el cilindro de accionamiento (4) puede montarse una y varias
veces.
6. Accionamiento, según una de
las reivindicaciones de la 1 a la 5, caracterizado porque
varios sistemas articulados (17) se sincronizan necesariamente
mediante segmentos dentados (10).
7. Accionamiento, según una de
las reivindicaciones de la 1 a la 6, caracterizado porque
la palanca doble (13) puede girar en un círculo alrededor de un
pivote (14) en un ángulo 2 veces W, donde el respectivo tamaño del
ángulo W depende de la carrera del pistón de accionamiento (6).
8. Accionamiento, según la
reivindicación 7, caracterizado porque con el fin de
conseguir el tamaño del ángulo 2 veces W, el pistón de
accionamiento (6) solamente puede accionarse en una dirección.
9. Accionamiento, según una de
las reivindicaciones de la 1 a la 8, caracterizado porque
el tamaño de la carrera del pistón de accionamiento (6) se puede
detectar y/o controlar mediante un sistema de medición del
desplazamiento.
10. Accionamiento, según una de las
reivindicaciones de la 1 a la 9, caracterizado porque la
velocidad de carrera del pistón de accionamiento (6) puede
controlarse.
11. Accionamiento, según una de las
reivindicaciones de la 1 a la 10, caracterizado porque entre
los martillos (1, 18) se encuentra dispuestos un dispositivo de
punto de presión (16) con protección contra la sobrecarga y un
dispositivo de ajuste de la altura de molde.
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