ES2282203T3 - Dispositivo de corte flotante deformable. - Google Patents
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Abstract
Aplicable a cualquier máquina de corte por presión, preferentemente a máquinas en las que o bien se realiza simultáneamente el conformado de una pieza tipo sándwich y el recorte de los sobrantes de la misma, o bien se utilizan únicamente para realizar cortes en dicha pieza, dispositivo en el cual participa una cuchilla (1) y una sufridera (3), centra sus características en el hecho de que sufridera es móvil y flexible, en orden a conseguir una perfecta adaptación con la cuchilla cuando se realiza el corte de la pieza a obtener. La sufridera (3) se realiza en una o varias láminas preferentemente de acero, elásticamente deformables, que descansan sobre un soporte elástico (4), preferentemente materializado en un elastómero, de manera que cuando se produce la presión de la cuchilla (1) contra la sufridera (3), ésta se deforma hasta adaptarse perfectamente al perfil de corte (2) de dicha cuchilla, con una paralela deformación del elastómero (4).
Description
Dispositivo de corte flotante deformable.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de corte que llamaremos flotante deformable, de
aplicación a cualquier proceso de corte por presión en el que la
presión lineal de corte sea inferior a 10^{7} N/m y la tolerancia
en la dirección de corte sea mayor de 0,2 mm, lo que implica que con
dicho dispositivo se pueden cortar, entre otras cosas, paneles tipo
"sándwich" de diferentes composiciones.
De forma más concreta éstos pueden contener
capas de tejido, espumas de poliuretano, fibra de vidrio, papel,
etc., con diferentes espesores.
Un ejemplo de sándwich típico utilizado para las
tecnologías de fabricación de guarnecidos de techo es el compuesto
por las siguientes capas: papel, fibra de vidrio, adhesivo, espuma
de poliuretano, film de plástico y tejido.
También es posible emplear este dispositivo para
cortar otros tipos de materiales como plástico o metales de poca
dureza.
El dispositivo de corte resulta especialmente
idóneo para ser utilizado en la industria del automóvil,
concretamente en la fabricación de guarnecidos de techo de
vehículos, donde simultáneamente al conformado del techo se produce
el corte del material sobrante del mismo, en la misma máquina y con
una misma maniobra.
El objeto de la invención es poder absorber los
posibles desajustes, desgastes, o deficiencias de moldes y máquinas
de trabajo, es decir absorber posibles desviaciones de posición de
moldes, cuchillas y prensas dentro de ciertos límites. Esto es
debido a que en cualquier máquina del tipo anteriormente citado no
existe una tolerancia "0", y sin embargo para conseguir un
corte adecuado se necesita conseguir un ajuste perfecto de los
elementos que intervienen, para lo cual es necesario que al menos
uno de ellos sea capaz de adaptarse para ajustarse a la geometría y
posición del otro.
En el ámbito de aplicación práctica de la
invención y hasta el momento son conocidas tres formas de corte con
movimiento predominantemente normal a la superficie de la pieza a
cortar: corte por presión, corte por cizallado y corte por
impacto.
El corte por presión se caracteriza en que la
pieza queda comprendida entre cuchilla y sufridera hasta que la
presión ejercida por ambas alcanza el valor suficiente como para
cortar la pieza. En dicho corte cuchilla y sufridera se aproximan
progresivamente hasta que en el instante final en el que el corte se
hace efectivo llegan al contacto directo entre ambas.
En el corte por cizallado cuchilla y sufridera
tienen un movimiento relativo tal que el material es obligado a
separarse sin que haya esfuerzos de compresión importantes, y sin
que la cuchilla llegue a apoyar en ningún momento directamente
sobre la sufridera, de forma análoga a como trabajarían unas
tijeras. Se aplica también en cortadoras y moldes.
El corte por impacto podría por considerarse una
variante del corte por presión en cuanto a ala configuración de los
elementos del molde y de corte. Sin embargo en él la velocidad con
la que se desplaza la parte móvil del molde durante la operación de
corte es mucho mayor de modo que el esfuerzo de corte es realizado
sólo por la cuchilla, de forma que la sufridera simplemente sirve
de apoyo a la pieza en la zona de corte.
El dispositivo de corte de la invención es
aplicable a sistemas de corte por presión, que para en muchos casos
de corte y conformado de guarnecidos es preferible frente a los
otros dos sistemas por su mayores sencillez de realización y
fiabilidad. Sin embargo el corte por presión, para que sea eficaz,
precisa de un ajuste muy preciso entre sufridera y cuchilla, lo
cual limita su uso y obliga a operaciones de mantenimiento y ajuste
frecuentes y especializadas.
A título de ejemplo se puede citar el documento
US 3 269 234, en el cual se presentan una máquina y un procedimiento
de corte automático para la compensación de desajuste.
El dispositivo de corte de la invención
comprende las características de la reivindicación 1. Es aplicable
a sistemas de corte por presión.
El dispositivo de corte que la invención propone
centra sus características en el hecho de que uno de los dos
elementos básicos que participan en el mismo, ya sea la sufridera,
admite ciertos movimientos relativos de adaptación aparte del
propio movimiento de corte. Esto implica una adaptación de la parte
móvil a la parte fija que permita un acoplamiento perfecto entre
ambos al final de cada ciclo de corte, así como una autoadaptación
en el tiempo durante la vida útil del utillaje de corte, y entre
diferentes máquinas.
De forma más concreta se ha previsto que el
dispositivo de corte, además de ser flotante, admita cierta
capacidad de deformarse elásticamente.
Específicamente se ha previsto que la sufridera
sea una placa flexible y vaya montada sobre un soporte elástico, de
tal manera que la presión de la cuchilla deforme la sufridera para
adaptarla al perfil de la cuchilla, a la vez que el soporte
elástico debe tener una constante de rigidez suficientemente alta
para absorber y repartir uniformemente el esfuerzo de corte en
todos los puntos del filo.
La sufridera de acero debe tener un espesor
suficiente para impedir que sea dañada por la cuchilla, y a la vez
suficiente también para poder adaptarse por deformación elástica a
esta última a través de su propia deformación.
Por su parte el soporte elástico situado bajo la
sufridera debe ser suficientemente rígido como para permitir un
empuje similar en todos los puntos de su superficie y a la vez
impedir que la sufridera se introduzca en su seno.
De forma más concreta la sufridera será
preferiblemente de acero aleado para herramientas resistente al
desgaste del grupo F-500 (según normalización
española IHA), con dureza superficial comprendida entre 40 y 60
HRc.
La sufridera podrá estar formada por una sóla
lámina estando su espesor comprendido entre 0,5 y 5 milímetros, por
dos o tres láminas superpuestas de espesor comprendido entre 0,5 y 5
milímetros cada una de ellas.
La sufridera recorre toda la línea de corte y
está formado por tramos consecutivos de al menos 200 mm cada uno, y
cuya anchura estará comprendida entre 4 y 50 mm.
El soporte elástico o elastómero será de espesor
comprendido entre 2 y 8 milímetros y con dureza comprendida entre
75 y 95 Shore A.
Entre sufridera y soporte elástico se podrá
incluir un aislante térmico con espesor comprendido entre 0,5 y 2,5
mm, resistente a temperaturas de al menos 250ºC, cuando se prevea
que las temperaturas de trabajo puedan perjudicar la efectividad
del elastómero.
La unión entre la sufridera y el elastómero o
soporte elástico es libre por simple apoyo, quedando el movimiento
de éstos guiado por la cajera que los aloja y restringido en la
dirección paralela a la de corte por un amarre que mantiene ambos
elementos dentro de dicha cajera a modo de retén.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de
realización práctica del mismo, 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:
La figura 1.- Muestra una representación
esquemática en alzado lateral de un dispositivo de corte flotante y
deformable realizado de acuerdo con el objeto de la presente
invención, en el que la cuchilla aparece independizada de la
sufridera.
La figura 2.- Muestra una representación similar
a la de la figura anterior, en situación de trabajo, es decir con
la cuchilla presionada contra la sufridera y tanto ésta como el
soporte elástico deformados, de forma que sufridera y cuchilla
aparecen perfectamente acoplados.
La figura 3.- Muestra un detalle en sección de
un ejemplo de realización práctica para el amarre de la sufridera
al molde.
La figura 4.- Muestra, según una representación
similar a la de la figura anterior, una variante de realización
para dicho amarre.
La figura 5.- Muestra una representación
esquemática del dispositivo de corte incorporado a las partes (macho
y hembra) que conforman un molde de. conformado y corte de
guarnecidos.
A la vista de estas figuras, puede observarse
cómo la cuchilla (1) y la sufridera (3) están montadas en las
correspondientes partes del molde, de manera que el corte se produce
simultáneamente al prensado y conformado del techo.
A la vista de las figuras 1 y 2, puede
observarse como en el dispositivo de corte que la invención propone
participa una cuchilla (1), con un perfil de corte (2) que puede
adoptar cualquier configuración acorde con la prevista para la
pieza a obtener, cuchilla (1) destinada a incidir sobre una
sufridera (3), también de acero, inicialmente plana pero capaz de
deformarse bajo la acción presionadora de la cuchilla (1),
adaptándose a la configuración de esta última, tal como se observa
en la figura 2.
La sufridera de acero (3) descansa sobre un
soporte elástico (4), preferentemente un elastómero, que se deforma
simultáneamente con la sufridera (3), absorbiendo las deformaciones
de ésta, tal y como se observa en la figura 2.
La sufridera (3), básicamente laminar, debe
tener un espesor suficiente para impedir que sea dañada por la
cuchilla (1), permitiendo no obstante una perfecta adaptación a ésta
última cuando ambas están sometidas al esfuerzo de corte.
Si el espesor de la sufridera es pequeño ésta
será cortada por la cuchilla, mientras que si el espesor de la
sufridera es grande no se conseguirá la deformación deseada y por
tanto se producirán luces entre cuchilla y sufridera, determinantes
de un corte defectuoso.
Por su parte el elastómero (4) debe ser
suficientemente rígido para permitir un empuje similar en todos sus
puntos y a la vez impedir que la sufridera penetre dentro de él.
Un elastómero blando haría que la sufridera se
clavara en su seno provocando el cizallado del mismo, mientras que
un elastómero muy duro, aún consiguiendo la deformación para adaptar
la cuchilla y sufridera tendría unas diferencias de presión que
harían que el corte resultase también defectuoso en algunos puntos y
aumentara el riesgo de desgaste o daño prematuro de la
cuchilla.
Los valores más idóneos para los citados
parámetros han sido reflejados con anterioridad.
La sufridera debe tener restringido su
movimiento dentro de su alojamiento para evitar que sea arrastrada
por la cuchilla en su retirada.
A continuación se describen dos de los posibles
montajes. En el detalle en sección de la figura 3 se ha representado
un primer ejemplo de realización práctica para el amarre de la
sufridera (3) al útil del molde (5), concretamente en el seno de
una cajera (6) de este último, ejemplo en el que dicha cajera (6) es
de anchura considerablemente mayor que la sufridera (3), de manera
que tras la implantación en el seno de dicha cajera (6) del
elastómero (4) y en su caso del material aislante (7), la fijación
se lleva a cabo con la colaboración de una cuña (8) encajable a
presión en el espacio de la cajera (6) que deja libre la sufridera
(3).
No obstante y tal como muestra la figura 4, la
sufridera (3) puede ser de la misma anchura que la cajera (6), de
manera que dicha sufridera (3) con el elastómero (4) y el aislante
(7) se fija al molde mediante un tornillo de amarre (9) situado
lateralmente con respecto a la sufridera (3), lo mismo que sucedía
con la cuña de fijación a presión (8) del ejemplo de la figura
anterior.
La misión del aislante (7), que es opcional, es
impedir la transmisión del calor del molde a la sufridera, cuando
las temperaturas de trabajo sean suficientemente elevadas como para
degradar el material del elastómero.
De la estructuración descrita se derivan una
serie de ventajas que pueden sintetizarse en los siguientes
aspectos:
- -
- El dispositivo permite utilizar un mismo utillaje en diferentes máquinas sin necesidad de ajustes previos.
- -
- No es necesario el trabajo manual complementario para conseguir un buen ajuste, de los útiles de corte cuando éstos sean sustituidos, reparados o utilizados en diferentes máquinas.
- -
- Las piezas obtenidas pueden ser directamente montadas según salen de la máquina moldeadora-cortadora evitando operaciones posteriores de retocado.
- -
- Se disminuye notablemente el desgaste excesivo o anormal tanto de la cuchilla (1) como de la sufridera (3), al conseguir que en todos los ciclos el esfuerzo de corte se reparta uniformemente a lo largo de toda la línea de corte y evitando así que el esfuerzo se concentre en zonas puntuales del filo de la cuchilla o de la sufridera.
- -
- Es posible efectuar recambios sin necesidad de hacer ajustes.
- -
- Su mantenimiento es sencillo, sin necesidad de operarios muy especializados.
- -
- Se pueden solventar averías del corte en la propia máquina de trabajo.
- -
- La calidad del corte se ve notablemente potenciada, asegurando que dicho corte se produce bajo un abanico más amplio de circunstancias.
- -
- Permite trabajar con diferentes valores de fuerzas de corte lo cual permite bien trabajar con diferentes materiales con el mismo útil o bien realizar cortes parciales o marcados si se desea.
Claims (7)
1. Dispositivo de corte flotante deformable, que
siendo de especial aplicación tanto en máquinas que producen sólo
el corte como en las que realizan simultáneamente el prensado,
conformado y el recorte de una pieza tipo sándwich o similar, como
por ejemplo en la fabricación de guarnecidos de techo de vehículos,
y teniendo como finalidad absorber posibles desviaciones de
posición tanto de los elementos de corte y de los moldes como de
las propias máquinas de trabajo, se caracteriza porque la
sufridera (3) es móvil y deformable elásticamente preferiblemente
de acero flexible para adaptarse al perfil de corte (2) de la
cuchilla, estando montada dicha sufridera (3), simplemente por
apoyo o con la interposición de una capa aislante (7), sobre un
soporte elástico (4) que absorbe la presión de corte y la
deformación de la sufridera, donde se establecen los siguientes
parámetros:
- -
- la sufridera (1) es de acero aleado resistente al desgaste, del grupo F-500 según normalización IHA, con dureza superficial comprendida entre 40 y 60 HRc;
- -
- el espesor de la sufridera está comprendido entre 0,5 y 5 mm, su longitud recorre toda la línea de corte y está formado en tramos consecutivos de al menos 200 mm cada uno y su anchura está comprendida entre 4 y 100 mm;
- -
- el soporte elástico (4) tiene un espesor comprendido entre 2 y 8 mm, y presenta una dureza comprendida entre 75 y 95 Shore A.
2. Dispositivo de corte flotante deformable,
según reivindicación 1ª, caracterizado porque la sufridera
(3) se materializa en una banda de metal, preferentemente de acero,
elásticamente deformable, que descansa sobre un soporte (4) a su
vez elástico, preferentemente un elastómero, con una constante de
elasticidad suficiente para soportar la presión de corte, evitando
la deformación permanente de la sufridera.
3. Dispositivo de corte flotante deformable,
según reivindicaciones 1ª y 2ª, caracterizado porque
opcionalmente la sufridera (3) presenta una estructura multicapa,
concretamente con espesores comprendidos entre 0,5 y 5 mm en cada
capa.
4. Dispositivo de corte flotante deformable,
según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque la sufridera (3) y el soporte elástico
(4), en el sector libre de éste último, se relacionan sin necesidad
de medios de unión adicionales entre ambos.
5. Dispositivo de corte flotante deformable,
según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque es susceptible de incluir además una
capa aislante con un espesor comprendido entre 0,5 y 2,5 mm y una
resistencia a temperaturas de al menos 200ºC.
6. Dispositivo de corte flotante deformable,
según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque la sufridera y el soporte elástico (4)
se colocan en una cajera (6) del molde (5), con la colaboración de
un sistema de amarre que mantiene ambos elementos dentro de dicha
cajera a modo de retén, quedando el movimiento de éstos guiado por
dicha cajera que los aloja y restringido en la dirección paralela a
la de corte.
7. Dispositivo de corte flotante deformable,
según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque el sistema de amarre de la sufridera
(3), en la cajera (6) del molde (5), se realiza con la colaboración
de una cuña de apriete (8) o bien con la colaboración de un tornillo
(9), que en cualquier caso actúan sobre al menos uno de los
laterales de la sufridera (3).
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