ES2331277B2 - Dispositivo con amortiguador de troquel con accionamiento de control numerico con cojin amortiguador hidraulico. - Google Patents

Abstract

Dispositivo con amortiguador de troquel con accionamiento de control numérico con cojín amortiguador hidráulico. Se propone un dispositivo con amortiguador de troquel (1), en el que se verifican el movimiento y la presurización del asiento de presión (11) por medio de un accionamiento electromecánico (7) y en el que se ha dispuesto un cojín amortiguador hidráulico (14) entre la tuerca del husillo (9) y el asiento de presión (11).

Description

Dispositivo con amortiguador de troquel con accionamiento de control numérico con cojín amortiguador
hidráulico.

La invención se refiere a un dispositivo con amortiguador de troquel para una prensa transformadora según la parte introductoria de la reivindicación 1.

Estado de la técnica

Para la transformación de piezas embutidas es necesario sujetar la pieza dispuesta sobre un útil inferior. Para ello se fija la pieza entre un portachapas especial y el útil superior, que desciende sobre el mismo. En este caso, debe ejercerse una contrafuerza por medio de un dispositivo elástico, regulado, frente a la fuerza aplicada por la corredera durante el descenso. Para ello se aplica la contrafuerza sobre el portachapas por medio de un asiento de presión, situado por debajo, que se denomina también cojín amortiguador de presión o amortiguador de troquel. El montaje de una amortiguador de troquel, de este tipo, ha sido representado en la publicación "Handbuch der Umformtechnik, página 45, Schuler 1996". En la publicación EP 04 17 754 B1 se ha divulgado un dispositivo con amortiguador de troquel en el que puede evitarse, por medio de una aceleración previa de las masas de los amortiguadores de troquel, el choque producido por la colisión y el ruido que se produce por el choque en el momento de la colisión del útil superior sobre el portachapas y, a continuación, puede aplicarse un tensión previa hidráulica al portachapas.

Todos amortiguadores de troquel, que son accionados de manera hidráulica y neumática tienen en común el elevado coste de control y de regulación para conseguir las funciones de desplazamiento y de fuerza, deseadas.

Recientemente se han dado a conocer amortiguadores de troquel, en los que se generan estas funciones de desplazamiento y de fuerza por medio de accionamiento eléctricos, de control numérico. La publicación EP 10 82 185 B1 divulga una prensa de embutición con la corredera de la prensa accionada por medio de un husillo roscado y de una tuerca del husillo así como con amortiguador de troquel. En esta realización se consigue el movimiento del amortiguador de troquel, exclusivamente, por medio de accionamientos eléctricos, que se encuentran en conexión con el asiento de presión a través de la tuerca del husillo y del husillo roscado. Todos los accionamiento están acoplados entre si en ausencia de deslizamiento. Esta solución tiene, ciertamente, la ventaja de que se reduce el coste de regulación con respecto al de los amortiguadores de troquel conocidos, hidráulicos y neumáticos, sin embargo, mantiene aún algunos inconvenientes.

Un inconveniente es, con seguridad, el que están acoplados entre sí los accionamientos eléctricos para el amortiguador de troquel. Las exigencias actuales, especialmente en el caso de la industria del automóvil, con respecto a una prensa transformadora requieren una distribución variable de la presión sobre el asiento de presión. Esto queda impedido como consecuencia del acoplamiento de los accionamientos.

Además, se ha divulgado que se sincroniza el movimiento del amortiguador de troquel por medio de árboles eléctricos, por un lado, entre la corredera y el amortiguador de troquel y, por otro lado, entre varios servomotores, asociados con el amortiguador de troquel. En este caso puede fijarse la fuerza de embutición necesaria con ayuda de la modificación del momento motor durante el proceso de embutición. No se han divulgado ni el dispositivo, necesario para ello, ni las etapas del procedimiento, necesarias para la regulación. En principio, entran en consideración, para la regulación de tales dispositivos, dos variantes diferentes, una regulación dependiente de la fuerza y una regulación dependiente del desplazamiento.

En el caso de una regulación dependiente de la fuerza se detecta la fuerza de cojín amortiguador por medio de un captador de presión en cada punto de presión del cojín amortiguador. Los captadores de fuerza pueden ser, por ejemplo, captadores de la dilatación, piezoeléctricos o resistivos. Alternativamente, la fuerza del cojín amortiguador puede detectarse, indirectamente, por medio de la corriente del motor de los servomotores. A continuación se comparan, por medio de un dispositivo de control numérico, las fuerzas detectadas con valores teóricos, que han sido registrados, y se activan los servomotores de manera correspondiente.

En el caso de una regulación en función del desplazamiento, un control calcula un denominado disco de levas de posición, electrónico, que contiene el transcurso teórico de la posición del cojín amortiguador en función de la posición de la corredera. El disco de levas de posición se memoriza en el control en forma de una tabla, de una función matemática o de una combinación de ambas. La posición del cojín amortiguador queda influenciada por una regulación de la posición, que recibe su valor teórico a partir del disco de levas de posición, seleccionado de acuerdo con la posición actual de la corredera. El servomotor, activado por medio de un amplificador de potencia, y el asiento de presión, en conexión de trabajo, siguen al disco de levas de posición.

En el caso del dispositivo, divulgado en la publicación EP 1 082 185 B1 no es posible una regulación de este tipo, en función del desplazamiento, debido a la cadena de transmisión del movimiento rígida, prácticamente sin juego, entre el motor y el asiento de presión. Los saltos discontinuos de fuerza, debidos a la rígida disposición entre la corredera y el amortiguador de troquel, tal como, por ejemplo en el caso de la aplicación del útil superior sobre el portachapas o en el caso de un trabajo continuo, no pueden compensarse mediante la ingeniería de la regulación. Por lo tanto, se transmitirían las solicitaciones, tipo impulso, directamente hasta las piezas mecánicas, lo cual conduciría a una fracaso o, al menos, a una reducción de la duración de vida.

Puesto que son muy elevadas las masas reducidas del momento de inercia del motor sobre el amortiguador de troquel o bien sobre el asiento de presión, es problemática, del mismo modo, una regulación del dispositivo divulgado en función de la fuerza.

Cometido y ventajas de la invención

La invención tiene como cometido desarrollar, a partir del estado de la técnica, un dispositivo con amortiguador de troquel con accionamientos eléctricos mediante control numérico, que posibilite una regulación de la fuerza de embutición en función del desplazamiento. Además, debe conseguirse la posibilidad de asegurar una protección contra las sobrecargas del dispositivo con amortiguador de troquel. Especialmente, esto debe realizarse con un coste de construcción tan bajo como sea posible.

Esta tarea se resuelve a partir de un dispositivo con amortiguador de troquel según la parte introductoria de la reivindicación 1, por medio de los puntos característicos de la reivindicación 1.

En las reivindicaciones dependientes se han realizado desarrollos ventajosos y mejoras del dispositivo con amortiguador de troquel, descrito en la reivindicación principal.

La invención se base en la idea central de montar en la cadena de transmisión del movimiento, formada por el motor, el husillo roscado, la tuerca del husillo y el asiento de presión, un cojín amortiguador hidráulico, que sea capaz de absorber y de compensar los impactos y las inexactitudes de regulación.

De manera ventajosa, este cojín amortiguador hidráulico se encuentra entre la tuerca del husillo y el asiento de presión y está constituido por una cavidad cilíndrica, hueca, que se ha configurado como superficie de anillo para pistones. En la misma se encuentra un fluido, que se encuentra en comunicación con el acumulador de presión por medio de un conducto hidráulico y que es impulsado a presión. Esta presión puede ser modificada por medio de un ajuste adecuado de la presión. El amortiguador de troquel se someterá a una aceleración previa, durante una carrera de la prensa, antes de que se produzca la colocación del útil superior sobre el portachapas de tal manera, que la velocidad relativa entre el útil superior y el portachapas sea lo mas baja posible. En la práctica existirá siempre un movimiento relativo mínimo. Este actúa como impulso de colisión sobre el dispositivo con amortiguador de troquel, con inclusión de todos los elementos del accionamiento, lo cual conduce a una reducción de la duración de vida de las piezas correspondientes. Sin embargo, si está presente un cojín amortiguador hidráulico entre el asiento de presión y la tuerca del husillo, como en el caso del dispositivo con amortiguador de troquel, según la invención, podrán compensarse estas colisiones. De este modo, el dispositivo con amortiguador de troquel, según la invención, proporciona una mejora de la duración de vida de todas las piezas del accionamiento.

De manera opcional, el cojín amortiguador hidráulico, según la invención, podrá disponerse en la cadena de transmisión del movimiento, anteriormente descrita, en una posición diferente a la situada entre el asiento de presión y la tuerca del husillo. Otro punto de montaje adecuado está situado, por ejemplo, entre el cojinete del accionamiento y un asiento, que está rígidamente unido con la mesa de la prensa.

Además de la amortiguación de las colisiones, anteriormente descrita, el dispositivo con amortiguador de troquel puede estar dotado también, con una protección contra las sobrecargas. Para ellos se conectará el cojín amortiguador hidráulico con una válvula limitadora de la presión. Esta válvula limitadora de la presión posibilita una inyección del cojín amortiguador hidráulico en presencia de una presión predeterminable y ajustable. Este valor de ajuste debe dimensionarse de tal manera, que sea posible tanto un funcionamiento normal del amortiguador de troquel como, también, que se protejan las piezas del dispositivo con amortiguador de troquel contra un deterioro o una destrucción como consecuencia de una sobrecarga. El tamaño del cojín amortiguador de aceite debe dimensionarse en este caso de tal manera, que le quede a la prensa tiempo suficiente para detenerse.

El cojín amortiguador hidráulico puede substituirse también por un cojín amortiguador neumático, de manera alternativa a la de la realización precedentemente descrita, o por un elemento constituido por material con elasticidad permanente. Cuando se utilice un material con elasticidad permanente, existe la posibilidad de influenciar o bien de establecer la elasticidad por medio de una tensión previa.

En otro desarrollo ventajoso, no solamente puede ajustarse previamente la presión en el cojín amortiguador hidráulico, como se ha descrito precedentemente, sino que, también, puede controlarse o regularse. La regulación de los servomotores, en función del desplazamiento, puede superponerse así, a través del cojín amortiguador hidráulico, con una regulación en función de la presión o bien en función de la fuerza.

Otros detalles y ventajas de la invención se desprenden del ejemplo de realización representado por medio de las figuras.

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Se muestra:

en la figura 1 una representación esquemática de la prensa transformadora con amortiguador de troquel,

en la figura 2 una representación esquemática del dispositivo con amortiguador de troquel,

en la figura 3 una vista en detalle del husillo roscado con tuerca del husillo y el cojín amortiguador hidráulico.

Descripción de un ejemplo de realización

La figura 1 muestra una representación esquemática de una prensa transformadora 19. Puede verse la corredera 20, el útil superior e inferior 21, 22, así como el portachapas 23. El portachapas 23 se encuentra en conexión de trabajo con el amortiguador de troquel 1 a través de pernos de presión 24. La figura 2 muestra una vista a mayor escala del amortiguador de troquel 1.

La figura 2 muestra una representación esquemática de la zona de la mesa de una prensa transformadora con el dispositivo con amortiguador de troquel 1, según la invención. Puede verse una parte del montante 2, la riostra flexible 3 y la mesa 4. El dispositivo con amortiguador de troquel 1 está rígidamente unido con la mesa 4, en la zona inferior, por medio del cojinete del accionamiento 5 y del soporte 6. El cojinete del accionamiento 5 sirve para el alojamiento del servomotor 7 con el husillo roscado 8, montado sobre el mismo. El husillo roscado 8 se encuentra en conexión de trabajo con la tuerca del husillo 9, que, por su parte, está unida con el asiento de presión 7 a través de un
alojamiento 10.

Así pues, mediante la rotación del husillo roscado 8, por medio del servomotor 7, localmente fijo, se desplazan verticalmente la tuerca del husillo 9, el alojamiento 10 y, finalmente, el asiento de presión 11. Durante este movimiento se conduce al asiento de presión 11 en la mesa 4 por medio de la guía 12. Inmediatamente antes del proceso de embutición, antes de que se asiente el útil superior sobre el portachapas, que no ha sido representado en este caso, se somete a una aceleración previa al asiento de presión 11, que se encuentra en conexión de trabajo con el portachapas, en el sentido de la flecha 13. Por regla general, se someterá al portachapas a una aceleración previa por parte del amortiguador de troquel tal que, en el momento de la aplicación del útil superior, la velocidad relativa con respecto al portachapas sea, aproximadamente, de un 10 hasta un 15% de la velocidad absoluta del útil superior. En el momento en que se verifica el asiento, esta velocidad relativa conduce a un impulso de colisión, que es transmitido hasta el alojamiento 10 a través del asiento de presión 11.

En el caso del dispositivo con amortiguador de troquel 1, según la invención, representado en este caso, este impulso de colisión no es transmitido directamente por el alojamiento 10 hasta la tuerca del husillo 9 y, por lo tanto, tampoco hasta el husillo roscado 8, como ocurre en el caso de las solucione conocidas, sino que es transmitido hasta un cojín amortiguador hidráulico 14.

En la figura 3 se ha representado con mayor detalle la disposición del cojín amortiguador hidráulico 14. La tuerca del husillo 9 está rígidamente unida con una pieza intermedia 15. La pieza intermedia 15 cumple la función de una protección contra la torsión para la tuerca del husillo 9. Entre el alojamiento 10 y la pieza intermedia 15 se encuentra una cavidad hueca, que está rellena, en este ejemplo de realización, con un fluido. Esta cavidad hueca, rellena con fluido, que constituye el cojín amortiguador hidráulico, según la invención, está conectada con un acumulador de presión 7 a través de un conducto hidráulico 16. La presión reinante puede elegirse de antemano o bien puede modificarse por medio de una grifería para el ajuste de la presión 18.

La invención no está limitada al ejemplo de realización descrito y representado. Ésta abarca, también, todos los desarrollos profesionales en el ámbito de la idea según la invención. A modo de ejemplo, podrán reemplazarse el acumulador de presión 7 y la grifería para el ajuste de la presión 18, como ya se ha descrito, por un circuito regulador de la presión. Otra variante consistiría en equipar al cojín amortiguador hidráulico 14 con una válvula de sobrepresión y, de este modo, realizar una protección contra las sobrecargas.

Lista de los números de referencia

1.

Dispositivo con amortiguador de troquel

2.

Montante

3.

Riostra flexible

4.

Mesa

5.

Cojinete del accionamiento

6.

Soporte

7.

Servomotor

8.

Husillo roscado

9.

Tuerca del husillo

10.

Alojamiento

11.

Asiento de presión

12.

Conducción

13.

Sentido de la flecha

14.

Cojín amortiguador hidráulico

15.

Pieza intermedia

16.

Conducto hidráulico

17.

Acumulador de presión

18.

Grifería para el ajuste de la presión

19.

Prensa

20.

Macho

21.

Parte superior del útil

22.

Parte inferior del útil

23.

Portachapas

24.

Pernos de presión

Claims (11)

1. Dispositivo con amortiguador de troquel para una prensa para la mecanización de metales, destinado a la regulación de una fuerza del portachapas entre la parte inferior del útil y la parte superior del útil, verificándose la presurización y el movimiento de un portachapas o bien de un asiento de presión, en conexión de trabajo con el portachapas, por medio de uno o varios accionamientos electromotirizados, habiéndose dispuesto en una cadena para la transmisión del movimiento, al menos, un elemento elástico (14) entre el motor de accionamiento (7) y el asiento de presión (11), empleándose como elemento elástico un cojín amortiguador hidráulico (14) que se monta entre el alojamiento (10) y la pieza intermedia (15) rígidamente unida con la tuerca de husillo (9).

2. Dispositivo con amortiguador de troquel según la reivindicación 1, caracterizado porque el cojín amortiguador hidráulico (14) se encuentra en conexión de trabajo con un acumulador de presión (17).

3. Dispositivo con amortiguador de troquel según una o varias de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque el cojín amortiguador hidráulico (14) se encuentra en conexión de trabajo con un acumulador de presión (17) y con una grifería (18) para el ajuste de la presión y porque la presión reinante puede ser regulada.

4. Dispositivo con amortiguador de troquel según una o varias de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el cojín amortiguador hidráulico (14) se encuentra en conexión de trabajo con una válvula limitadora de la presión.

5. Dispositivo con amortiguador de troquel según una o varias de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el volumen del cojín amortiguador hidráulico (14) se elige de tal manera, que pueda evitarse una sobrecarga de las piezas de accionamiento (7, 8, 9, 15, 10) en el momento de la desconexión de la válvula limitadora de la presión.

6. Dispositivo con amortiguador de troquel según una o varias de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se acelera la tuerca roscada (9) en el sentido de la flecha (13) en caso de sobrecarga.

7. Dispositivo con amortiguador de troquel según una o varias de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque puede controlarse o regularse la presión en el cojín amortiguador hidráulico (14) por medio de un circuito de regulación, que se encuentra en conexión de trabajo con el cojín amortiguador hidráulico (14).

8. Dispositivo con amortiguador de troquel según una o varias de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el cojín amortiguador hidráulico (14) puede montarse entre el cojinete de accionamiento (5) y el soporte (6).

9. Dispositivo con amortiguador de troquel según una o varias de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque puede emplearse un cojín amortiguador neumático como elemento elástico.

10. Dispositivo con amortiguador de troquel según una o varias de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque puede emplearse un elemento de material con elasticidad permanente como elemento elástico.

11. Dispositivo con amortiguador de troquel según una o varias de las 15 reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el elemento de material con elasticidad permanente está sometido a una tensión previa.