ES2343700T3 - Dispositivo amortiguador de troquel con accionamiento hibrido modular. - Google Patents

Abstract

Dispositivo amortiguador de troquel (50) de una prensa de moldeo (51) para generar la fuerza de retención de una plancha (F53) entre un troquel inferior (5) y un troquel superior (3), con lo cual, el dispositivo amortiguador de troquel (50) comprende al menos un accionamiento híbrido (42), con lo cual, el accionamiento híbrido (52) actúa al menos sobre un soporte de la plancha (4) del troquel inferior (5), con lo cual, el accionamiento híbrido se encuentra formado por al menos un primer accionamiento (11, 103) y al menos un segundo accionamiento (14, 102), caracterizado porque, el primer accionamiento (11, 103) y el segundo accionamiento (14, 102) forman el módulo del amortiguador de troquel (9), con lo cual, el módulo del amortiguador de troquel (9) comprende un componente (12, 109) mediante el cual el soporte de la plancha (4) puede ser desplazado hacia arriba, con un movimiento ascendente (H), por al menos uno de los accionamientos (11, 14) o puede ser desplazado hacia abajo con un movimiento de descenso (L), con lo cual, una fuerza de presión, la cual, durante un proceso de estiramiento plástico puede ser transmitida por el troquel superior (3) sobre el componente (12, 109) y el cual, al producir un movimiento de descenso, puede ser bloqueado o desacelerado sólo por el primer accionamiento para evitar la sobrecarga del segundo accionamiento (14, 102), con lo cual, durante el movimiento de descenso, el componente (12, 109) puede ser desacoplado del segundo accionamiento (14, 102).

Description

Dispositivo amortiguador de troquel con accionamiento híbrido modular.

La presente invención hace referencia a un dispositivo amortiguador de troquel, el cual se encuentra realizado como un módulo en una combinación de accionamiento mediante fluido y accionamiento eléctrico y el cual, como dispositivo amortiguador de troquel en una prensa de moldeo, puede adecuarse a diferentes geometrías de las piezas a través de la utilización de uno o más módulos.

Estado de la técnica

En las prensas se utilizan dispositivos de estiramiento hidráulicos para el estiramiento plástico de planchas, los cuales se disponen en la mesa de prensa y, mediante planchas de impresión móviles en la mesa de prensa y mediante placas expulsoras, aplican una fuerza definida sobre el sujeta placas, el cual presiona el borde de la pieza estirada contra el troquel superior. Piezas estiradas complejas y de grandes superficies requieren de una regulación de la fuerza sobre el borde de la pieza estirada. Por la solicitud DE 3807683 A1 se conoce un dispositivo de estiramiento, el cual se compone de una pluralidad de cilindros de presión, los cuales actúan de forma independiente unos de otros y a cada cilindro de presión se le añade un lateral de presión, el cual aplica una fuerza individualmente regulable sobre el sujeta placas y el borde de la pieza estirada. En este caso, se presenta la desventaja de un elevado esfuerzo de control y regulación, los cuales deben ser accionados, en particular, mediante una sincronización efectiva al producirse una aceleración previa y una elevación y para realizar un bloqueo del dispositivo de estiramiento que debe ser diseñado a prueba de fallos. La utilización de controles hidráulicos de mayor complejidad requiere, durante el funcionamiento, de personal especialmente entrenado para el mantenimiento y el manejo del dispositivo amortiguador de
troquel.

Últimamente, se han dado a conocer dispositivos amortiguadores de troquel, los cuales emplean, exclusivamente, accionamientos eléctricos para el control de los movimientos del amortiguador y para la aplicación de la fuerza de retención opuesta. Por la solicitud DE 10 2005 028 903 A1 se conocen módulos de amortiguador de troquel, los cuales se componen de un servomotor eléctrico y de un mecanismo de transmisión de fuerzas para la transformación del movimiento de rotación en un movimiento ascendente y descendente y, mediante bloques del amortiguador, transmiten la fuerza deseada sobre el borde de la pieza estirada. En el caso de esta ejecución, se presenta la desventaja de que se requiere un gran espacio de instalación para el montaje del accionamiento eléctrico, en particular, cuando se requieren elevadas fuerzas nominales y cuando deben disponerse varios módulos dentro de la mesa de prensa. Asimismo, en el caso de prensas accionadas mecánicamente, es dificultoso mantener una fuerza de retención opuesta lo suficientemente elevada en un área de inversión de la leva mediante accionamiento eléctrico cuando la velocidad de movimiento se aproxima a un valor cero.

Los sistemas híbridos representan un buen compromiso de elevada densidad de potencia, una ventaja esencial de los sistemas de accionamiento hidráulicos, y un buen mantenimiento, así como un buen control y regulación, una propiedad particular de los accionamientos eléctricos, tal como se ha conocido por la solicitud WO 2006/000188 A1. De este modo, cilindros de penetración, los cuales actúan de forma hidráulica, se encargan de la aplicación de la fuerza de retención opuesta durante el proceso de estiramiento y, al menos un cilindro eléctrico se ocupa del control y de la regulación de los movimientos del amortiguador fuera del flujo de fuerza con el accionamiento de la prensa. Este dispositivo amortiguador de troquel con accionamiento híbrido, sin embargo, sólo admite de manera condicional un modo de ejecución en forma de un módulo, puesto que ambas formas de accionamiento se encuentran concentradas a lo largo de un eje. A su vez, los dispositivos amortiguadores de troquel accionados eléctricamente conocidos hasta el momento, en comparación con los amortiguadores de troquel hidráulicos, no disponen de una protección suficiente contra sobrecargas. De esta manera, por ejemplo, al accionamiento eléctrico no le es posible regular una gran diferencia de velocidad existente en el momento del choque de la leva de la prensa sobre el dispositivo amortiguador de troquel, de modo que aceleraciones elevadas actúan sobre las inercias de la masa del mecanismo de transmisión de la fuerza, de modo tal que, las fuerzas elevadas así producidas, pueden dañar a dicho mecanismo.

Los amortiguadores de troquel neumáticos son también utilizados desde hace largo tiempo en la técnica de conformación de metales. En prensas que actúan de modo sencillo, se encuentran cilindros neumáticos dentro del área de la mesa de prensa. Estos cilindros neumáticos actúan, por lo general, mediante una caja intermedia de moldeo de presión y mediante pernos de presión sobre un sujeta placas. Los espacios de presión, usualmente, se encuentran unidos a un acumulador de presión de gran volumen, el cual reduce el aumento de presión hacia un punto de inversión inferior. Los amortiguadores de troquel neumáticos consisten en sistemas cerrados y no presentan otras posibilidades de control más allá de la pre-regulación de fuerzas. Los amortiguadores son desplazados a través de la leva de la prensa y lo siguen inmediatamente en el movimiento descendente, con lo cual, la fuerza en el movimiento descendente es igual a la fuerza en el movimiento ascendente. Lo que se presenta como sencillo en los amortiguadores neumáticos se complica en forma considerable en el caso de elevadas velocidades de expulsión y de estiramiento y, en el caso de elevadas fuerzas de estiramiento, se requiere un gran diámetro del pistón o una gran longitud de construcción, condicionado a través de la conexión en serie de varios pistones. La porción de masa que se ha desplazado genera, con velocidades de estiramiento en aumento, elevadas fuerzas de inercia, las cuales se adicionan sin control a la fuerza del amortiguador al momento del comienzo del estiramiento.

Para determinar las desventajas del amortiguador de troquel se implementan, por separado, también cilindros de nitrógeno en la técnica de conformación de metales. En "La implementación del sistema de resorte de gas dinas-nitro en lugar de resortes de acero, de bandas, planchas, tubos 11-1974" se encuentran descritos los campos de aplicación de cilindros de nitrógeno semejantes. Los cilindros de nitrógeno actúan en forma similar a un resorte mecánico, pero presentan algunas ventajas. Por ejemplo, mediante los resortes de nitrógeno se actúa desde el inicio a toda velocidad. Además, mediante el recorrido del resorte, el aumento de la fuerza es esencialmente menor que en los resortes convencionales. Otra ventaja de los resortes de nitrógeno consiste en una densidad de fuerza muy elevada. Existen diferentes formas constructivas en el caso de cilindros de nitrógeno empleados en la técnica de conformación de metales. En los así llamados sistemas de cámara única, el pistón y el émbolo del pistón forman una sola unidad. La hermetización tiene lugar aquí en el pistón. En el émbolo del pistón se encuentra una rasqueta. La cámara superior se encuentra, de este modo, abierta hacia la atmósfera. El sistema de cámara única se caracteriza por una breve elevación y por una curva de fuerza progresiva. Si un sistema semejante es conectado a un volumen acumulador externo se hace referencia, entonces, a un sistema de tanques. En un sistema de tanque es posible adecuar el aumento de fuerza resorte a los requerimientos mediante el recorrido del resorte.

Objeto y Ventaja de la invención

Tomando como base el estado de la técnica, es objeto de la presente invención el mejorar de modo tal un dispositivo de amortiguador de troquel con accionamiento híbrido, que se proporcione una protección contra sobrecargas, segura y de fácil construcción, para uno de los accionamientos, y que se reduzca, además, el espacio de construcción requerido para un módulo de amortiguador de troquel individual.

Este objeto se alcanzará a partir de las características del preámbulo de la reivindicación 1 a través de las características significativas de la reivindicación 1. A través de las características mencionadas en las reivindicaciones dependientes, son posibles ejecuciones y perfeccionamientos ventajosos de la presente invención.

En el dispositivo amortiguador de troquel conforme a la invención, el primer y el segundo accionamiento forman un módulo del amortiguador de troquel, con lo cual, el módulo del amortiguador de troquel comprende un componente, mediante el cual, el soporte de la plancha de, al menos uno, de los accionamientos puede ser desplazado hacia arriba con un movimiento ascendente o puede ser desplazado hacia abajo con un movimiento de descenso, con lo cual, una fuerza de presión, la cual, durante un proceso de estiramiento puede ser transmitida por el troquel superior sobre el componente y el cual, al producir un movimiento de descenso, puede ser bloqueado o desacelerado sólo por el primer accionamiento para evitar la sobrecarga del segundo accionamiento, con lo cual, durante el movimiento de descenso, el componente puede ser desacoplado del segundo accionamiento. De este modo, se logra una protección segura contra sobrecargas del segundo accionamiento con respecto a fuerzas y a movimientos, los cuales parten del troquel superior. De esta manera, puede renunciarse, para el segundo accionamiento, a costosas medidas de protección o a un costoso dimensionamiento de cargas a través del troquel superior. El punto fundamental de la presente invención reside en integrar al segundo accionamiento en el accionamiento híbrido de modo tal que, sin afectar de modo alguno al cumplimiento de sus funcionalidades, en particular, a un control y a una regulación sensibles de un movimiento ascendente del soporte de la plancha, éste pueda ser desacoplado, sin embargo, sin fuerzas, así como sin movimientos, con los cuales el troquel superior, mediante el soporte de la plancha, actúe sobre el accionamiento híbrido, así como sobre el módulo. Un desacoplamiento semejante se alcanza mecánicamente a través de un piñón libre, el cual actúa en la dirección de movimiento, entre el segundo accionamiento y el componente, el cual, directa o indirectamente se encuentra acoplado al soporte de la plancha. El piñón libre protege al segundo accionamiento contra sobrecargas, puesto que éstas no pueden ser transmitidas al segundo accionamiento a través de la función del piñón libre.

La presente invención prevé, en particular, disponer de un accionamiento eléctrico con su mecanismo de transmisión de fuerzas en un eje con respecto a un cilindro hidráulico o a un cilindro de nitrógeno o a un cilindro con resorte mecánico o a un accionamiento similar, y el atravesar el émbolo del pistón mediante el mecanismo de transmisión de fuerzas del accionamiento eléctrico y, producir una relación de causa-efecto en el émbolo del pistón, directa o indirectamente, en particular, mediante una caja intermedia de moldeo de presión, con el soporte de la plancha. De esta manera, se alcanza una forma de construcción particularmente compacta, puesto que un componente del primer accionamiento, en particular el émbolo de un pistón, es utilizado como una relación de causa-efecto con respecto a los componentes conectados posteriormente, y no debe ser realizado de forma doble, tal como es el caso para los accionamientos híbridos conocidos.

Por consiguiente, la gran ventaja de esta disposición reside en que el accionamiento eléctrico, al cual se denomina también como segundo accionamiento, no presenta ninguna conexión indirecta, así como ninguna conexión, la cual transmita todas las fuerzas y movimientos al soporte de la plancha, así como a la caja intermedia de moldeo de presión y, al momento del choque de la leva de la prensa sobre el soporte de la plancha, así como en caso de sobrecarga. El accionamiento eléctrico actúa, preferentemente, mediante un mecanismo con elementos fileteados de rodillo o esféricos sobre un collar del émbolo del pistón del cilindro hidráulico.

En el movimiento descendente, el émbolo del pistón se acelera previamente hasta que la leva de la prensa se sobrepone en el soporte de la plancha, así como en el sujeta placas. En este momento, el sistema hidráulico, el cual se compone de un cilindro, de una válvula proporcional dispuesta sobre el lado de salida de flujo y de un transductor de presión, así como de una válvula de retención dispuesta sobre el lado de alimentación y de un acumulador de baja presión, se encuentra activo y se opone a la leva con una fuerza definida. La fuerza es aplicada a través de una presión regulada en el cilindro, la cual actúa sobre la superficie del pistón. La generación de la presión se efectúa de forma pasiva a través de un desplazamiento mediante aceite contra una válvula proporcional. El accionamiento eléctrico actúa detrás del émbolo del pistón y no debe, forzosamente, encontrarse en una relación de causa-efecto con respecto a éste. La protección contra sobrecargas es proporcionada, tal como es usual para amortiguadores de troquel hidráulicos, a través de una válvula adicional de limitación de presión dispuesta sobre el lado de salida de flujo.

En el punto de inversión inferior de la leva, así como del dispositivo amortiguador de troquel, se establece el contacto entre el accionamiento eléctrico y el émbolo del pistón. Después de la finalización del desplazamiento mediante aceite, la presión del acumulador de baja presión actúa en el cilindro mediante la válvula de retención y presiona al émbolo del pistón con su collar contra el accionamiento eléctrico. En estas condiciones tiene lugar el movimiento ascendente, el cual se lleva a cabo nuevamente a través del accionamiento eléctrico. De manera conveniente, el valor del acumulador de baja presión es regulado de modo tal, que la suma de las fuerzas de la masa y las fuerzas de flujo, así como las fuerzas requeridas para la elevación de la pieza estirada, pueden ser aplicadas sobre el troquel inferior. Un sistema de medición de desplazamiento colocado en la base del cilindro detecta en forma directa el movimiento del émbolo del pistón y proporciona el valor al dispositivo de regulación del accionamiento eléctrico.

El dimensionamiento del accionamiento eléctrico se orienta, igualmente, de acuerdo al valor de la fuerza de allí resultante, la cual corresponde aproximadamente de un 100% a un 20% de la fuerza nominal del cilindro. Ésta es una ventaja adicional para reducir el espacio de montaje en comparación con los dispositivos amortiguadores de troquel accionados sólo eléctricamente. La reducida fuerza nominal requerida del accionamiento eléctrico posibilita un dimensionamiento favorable de los elementos de transmisión de fuerza, conduce a momentos de inercia de masa más reducidos, a una mejor dinámica del accionamiento y, al mismo tiempo, reduce la generación de calor. A través de la estricta división de tareas del sistema hidráulico y eléctrico se presentan las conocidas ventajas de un sistema híbrido: la producción de la fuerza de retención opuesta requerida para el estiramiento se efectúa a través del sistema hidráulico con sus elevadas densidades de potencia y su modo de ejecución compacto y, los movimientos del dispositivo amortiguador de troquel son llevados a cabo sin encontrarse en contacto con el punzón de prensa y son ejecutados a través del accionamiento eléctrico simple. En el sistema hidráulico se suprimen, por ejemplo, las válvulas adicionales diseñadas a prueba de fallos, puesto que los movimientos peligrosos pueden ser impedidos con seguridad, a través de medios sencillos, por el accionamiento eléctrico.

La presente invención también prevé, para el primer accionamiento, la utilización de un cilindro de nitrógeno, en lugar de un cilindro hidráulico o un cilindro mecánico. Se origina, de este modo, un módulo de amortiguador de nitrógeno como accionamiento híbrido, así como módulo del amortiguador de troquel, el cual se compone de un accionamiento eléctrico y de un cilindro de nitrógeno, el cual, durante el proceso de formación, actúa en forma similar a un resorte. En una forma de ejecución preferente, la masa de nitrógeno permanece constante en el cilindro, durante el funcionamiento del módulo del amortiguador de nitrógeno, ya que el cilindro puede ser desacoplado del abastecimiento de nitrógeno durante el funcionamiento. De este modo, el sistema de abastecimiento de nitrógeno, el cual se compone, esencialmente, de un acumulador de baja presión, de un acumulador de alta presión y de un multiplicador de presión, sirve para la regulación previa de una fuerza resorte a través del llenado, así como del evacuado de nitrógeno fuera del funcionamiento. Si bien la cantidad de nitrógeno dentro del cilindro no se modifica durante el proceso de conformación, el sistema completo del módulo del amortiguador de troquel, puede, sin embargo, ser accionado de una manera regulada. La regulación se efectúa a través de una superposición de la fuerza resorte del nitrógeno y de una fuerza, la cual resulta del accionamiento eléctrico. Durante la conversión, el accionamiento eléctrico, por ejemplo, puede generar una fuerza, la cual se opone a la fuerza resorte del nitrógeno. De este modo, puede ser reducida, durante el proceso de estiramiento, a través del accionamiento eléctrico. En el movimiento ascendente puede nuevamente lograrse un efecto de frenado a través del accionamiento eléctrico. Puede ser realizada una recuperación de energía en la marcha ascendente a través del funcionamiento generador del electromotor. Mediante estas posibilidades de regulación técnica, el dispositivo amortiguador de troquel puede garantizar una funcionalidad completa, tal como la aceleración previa, la retención hacia abajo, la elevación sin sujeción y la amortiguación en el final de la trayectoria.

Otra ventaja de la conformación, conforme a la invención, del dispositivo amortiguador de troquel como módulo de amortiguador de nitrógeno reside en la posibilidad de hacer funcionar al amortiguador de troquel desacoplado del abastecimiento de nitrógeno. Esto posibilita la construcción de dispositivos amortiguadores de troquel multipunto, los cuales pueden ser dispuestos tanto en la mesa de prensa como directamente sobre la mesa corrediza.

Otros detalles y ventajas de la presente invención resultan del ejemplo de ejecución, el cual se representa mediante los dibujos.

Los dibujos muestran:

Figura 1: prensa con dispositivo amortiguador de troquel;

Figura 2: construcción principal de un módulo amortiguador de troquel;

Figura 3: ciclo de movimiento de un dispositivo amortiguador de troquel;

Figura 4: construcción principal de otro módulo amortiguador de troquel;

Figuras 5, 6: representaciones detalladas del módulo amortiguador de troquel representado en la figura 3 en diferentes posiciones del émbolo del pistón y del husillo.

Descripción de los ejemplos de ejecución

En la figura 1 se representa una construcción esquemática de una prensa de moldeo 51 para el estiramiento de piezas de gran superficie 10, las cuales, por ejemplo, se encuentran realizadas como planchas 53 de plástico o de chapa. La prensa dispone de un accionamiento mecánico 1, el cual desplaza hacia arriba y hacia abajo la leva 2 con el troquel superior 3. En la mesa de prensa 8 se encuentra dispuesto un dispositivo amortiguador de troquel 50 con accionamientos híbridos 52, el cual se compone de una caja intermedia de moldeo de presión 7 verticalmente desplazable en la mesa de prensa 8 y de varios módulos del amortiguador de troquel 9, así como de accionamientos híbridos 52. Sobre la caja intermedia de moldeo de presión 7 se encuentran ubicados pernos de presión 6, los cuales sostienen el soporte de plancha 4 con la pieza estirada 10 y los cuales actúan desde abajo sobre la pieza estirada 10 con una fuerza de retención de la plancha F53. Después de la colocación de la leva 2, el troquel superior 3, mediante la pieza estirada 10, entra en contacto con el soporte de plancha 4 y desplaza a éste contra los pernos de presión 6, la caja intermedia de moldeo de presión 7 y los módulos del amortiguador de troquel 9, los cuales soportan a la caja intermedia de moldeo de presión 7. Cada módulo amortiguador de troquel 9 se opone al movimiento de la leva con una fuerza regulable, deformando de esta manera, de forma definida, el borde de la pieza estirada entre el soporte de plancha 4 y el troquel superior 3. De este modo, puede ser controlado, así como regulado en forma apropiada, el flujo del material de la pieza estirada 10 en el molde de imprenta formado a través del troquel superior 3 y el troquel inferior 5.

En la figura 2 se muestra la construcción principal de un módulo amortiguador de troquel 9. El sistema hidráulico se compone de un émbolo buzo del cilindro 11 realizado como un cilindro hidráulico con un émbolo del pistón 12 con perfil de eje estriado 13, un sistema de medición de desplazamiento 32 dispuesto del lado de la base, así como con la válvula proporcional 21 y la válvula de limitación de presión 22 dispuestas en la línea de salida 24 y el transformador de medición de presión. También pertenecen a este sistema las válvulas de retención 27 y 29, el acumulador del pistón 28 y una bomba 26 con una válvula para la limitación de presión 31. El cilindro hidráulico 12 forma un primer accionamiento. Un accionamiento eléctrico 14, el cual forma un segundo accionamiento, presenta un rotor 15 conformado como un eje hueco y un freno de seguridad de la presión del resorte 16. Un mecanismo para la transformación del movimiento de rotación del rotor 15 en un movimiento ascendente y descendente del émbolo del pistón 12 es un mecanismo con elementos esféricos, el cual se encuentra compuesto por un husillo 18, el cual se encuentra unido en forma continua al pistón del émbolo 12, y por la tuerca del husillo 17, la cual se encuentra firmemente unida al rotor 15. Mediante el collar 19 del émbolo del pistón 12, el husillo 18 se encuentra unido en forma continua con el émbolo del pistón en su movimiento ascendente con el collar 55. Un mecanismo anti-rotación 20, el cual se encuentra unido a la carcasa del motor de eje ahuecado, así como par-motor 14, fija el émbolo del pistón 13 mediante el perfil de eje estriado y posibilita de este modo la conversión de un movimiento de rotación en un movimiento de traslación.

La bomba 26, mediante una válvula de retención 27, llena el acumulador del pistón 28 con aceite hidráulico a un valor de presión, el cual corresponde a la suma de las fuerzas máximas de masa y de corriente y a la fuerza necesaria para la elevación de la pieza estirada 10 desde el contorno del troquel inferior 5. El aceite oleohidráulico excedente es reconducido al tanque, por ejemplo, mediante una válvula de limitación de presión. En el caso de valores de presión elevados se emplea en este lugar, por motivos energéticos, una válvula para la regulación del almacenamiento. Una válvula de retención 29 une al acumulador del pistón 28 con una línea de alimentación 30 del cilindro 11 e impide un reflujo desde el cilindro. La presión que actúa sobre el pistón 12 eleva el émbolo del pistón 13 y presiona a éste en su collar 19 contra el husillo 18 del mecanismo con elementos esféricos. A través de un dispositivo de control, el cual no se encuentra representado, pero el cual es generalmente conocido, el accionamiento eléctrico es dirigido de modo tal, que el émbolo del pistón puede ser conducido en la posición deseada. Un sistema de medición de desplazamiento 32 situado en la base del cilindro detecta en forma directa el movimiento del émbolo del pistón y proporciona el valor efectivo al controlador. En el caso del movimiento ascendente, el accionamiento hidráulico suministra la energía requerida. La posición, sin embargo, es determinada generalmente a través del accionamiento eléctrico. La válvula proporcional 21 permanece cerrada. Para el movimiento descendente, en cambio, el accionamiento eléctrico suministra la energía de movimiento y posiciona al émbolo del pistón hasta que la leva no entre en contacto con el soporte de la plancha. De esta manera, la válvula proporcional 21 debe desbloquear la descarga desde el cilindro. Para que no efluya innecesariamente aceite de presión desde el acumulador, en el cilindro es regulado un valor por encima de la presión del acumulador. El valor de presión efectivo lo proporciona el transductor de presión 23.

Tan pronto como la leva entra en contacto con el soporte de la plancha, se efectúa el control del valor de presión predeterminado para el proceso de estiramiento. La colocación de la leva es detectada a través de la comparación de las posiciones de la leva y de los émbolos de pistón de los módulos del amortiguador de troquel. En el caso de velocidades diferenciales más elevadas es también posible detectar la colocación de la leva a través de un aumento de presión en el cilindro.

En el caso de una falla del circuito de control de presión o de la válvula proporcional 21, una válvula de limitación de presión 21, dispuesta en el lado de salida, impide una sobrecarga del cilindro y de los elementos mecánicos de transmisión de energía.

Otra falla puede originarse, por ejemplo, a través de una deficiencia del abastecimiento de corriente para el accionamiento eléctrico, la cual se consideraba hasta ahora como crítica, en particular brevemente antes del choque de la leva. Puesto que, debido al trayecto de marcha en inercia y a la energía almacenada de la leva, la leva no se detiene a tiempo, ésta es colocada velozmente sobre el soporte de plancha. Debido a que los elementos de transmisión de energía del dispositivo amortiguador de troquel, a causa de motivos de espacio y de equipamiento, no pueden ser concebidos sobre la fuerza nominal de la leva, se prevé la generación de daños. Por este motivo no se encuentra una unión continua entre el accionamiento eléctrico 14 y el émbolo del pistón 13 en una dirección de movimiento inducido en sentido opuesto a la leva, de modo que el émbolo del pistón puede continuar moviéndose por la leva con energía limitada hidráulicamente mientras se bloquea el accionamiento eléctrico.

Un bloqueo de los movimientos del dispositivo amortiguador de troquel en dirección ascendente, diseñado a prueba de fallos, es posible con la ayuda del freno de seguridad de la presión del resorte 16. El momento de frenado es aplicado a través del efecto de resorte sobre el rotor 15 del motor. En forma adicional, pueden ser impedidos rápidamente movimientos descendentes a través de la utilización de válvulas diseñadas a prueba de fallos en la línea de salida 24 del cilindro. De este modo, en forma opcional, la válvula proporcional 21 puede ser ejecutada como una válvula a prueba de fallos.

La figura 3 describe un ciclo completo de movimiento del dispositivo amortiguador de troquel con accionamiento híbrido. Por fuera del área de estiramiento, el accionamiento eléctrico se encarga del posicionamiento del dispositivo amortiguador de troquel. Preferentemente, esto tiene lugar en forma sincrónica con respecto al movimiento de la leva, mientras que al par-motor, así como al motor de eje ahuecado, le son predeterminados los valores deseados de posición correspondientes en función del ángulo de la manivela del accionamiento de la prensa. Dentro del área de estiramiento, el accionamiento eléctrico del émbolo del pistón marcha en inercia, siendo el émbolo del pistón accionado a través de la leva en esta sección. Esto puede tener lugar a través de la limitación de la corriente del motor o del momento de rotación, para mantenerse en contacto con el émbolo del pistón con una fuerza reducida o a través de la utilización de un sistema de medición de desplazamiento adicional, el cual detecta la posición del husillo. A través de la comparación de ambos valores de posición puede continuarse sin contacto el seguimiento del husillo en una distancia
reducida.

En el punto de inversión inferior de la prensa, nuevamente el accionamiento eléctrico se ocupa de la dirección de los movimientos del amortiguador y eleva, por ejemplo, la caja intermedia de moldeo de presión del dispositivo amortiguador de troquel, retrasada con respecto al movimiento del husillo, para posibilitar la extracción de la pieza estirada y, a continuación, llevando nuevamente al dispositivo a la posición inicial.

El accionamiento almohadillado representa un caso especial, donde la primera etapa del movimiento a plena marcha del dispositivo amortiguador de troquel se efectúa hasta el inicio de la fase de frenado en contacto con la leva. Para que los émbolos del pistón puedan ser aplicados contra el soporte de plancha y la leva con la fuerza del sistema hidráulico, el accionamiento eléctrico es dirigido por encima del collar 19 en referencia al sistema de medición de desplazamiento de la leva con una distancia reducida, hasta el inicio de la fase de frenado.

Debido a la buena regulación del accionamiento eléctrico, es posible una sincronización de varios módulos del amortiguador de troquel, de modo que se posibilitan diferentes variantes de disposición y combinaciones.

En la figura 4 puede observarse la construcción principal de otro módulo del amortiguador de troquel 101 conforme a la invención. Tal como se ha descrito anteriormente, el módulo del amortiguador de troquel se compone, fundamentalmente, de dos partes, es decir, del accionamiento eléctrico 102, al cual en general también se lo denomina como segundo accionamiento y de un resorte 103, al cual en general también se lo denomina como primer accionamiento. El resorte 103, preferentemente, se encuentra realizado como un cilindro de nitrógeno, con lo cual, la fuerza resorte del resorte 103 se opone a la fuerza de presión. La fuerza resorte del cilindro de nitrógeno 103 puede ser regulada, así como ajustada previamente, a través del llenado, así como del evacuado de nitrógeno mediante una unidad de abastecimiento de nitrógeno 104. Esta unidad de abastecimiento de nitrógeno 104 se compone de un acumulador de baja presión 105, en el cual puede ser evacuado el nitrógeno excedente, de un acumulador de alta presión 106, desde el cual puede ser llenado con nitrógeno adicional el cilindro de nitrógeno 3, de un multiplicador de presión 107 y de una válvula electromagnética de mando forzado. La unidad de abastecimiento de nitrógeno 104 puede encontrarse dispuesta tanto directamente en el cilindro de nitrógeno 103, así como también por fuera de la prensa como una estación de abastecimiento separada. En el ejemplo de ejecución descrito en la figura 4, el accionamiento eléctrico 102 se compone de un motor de eje ahuecado 108. El mecanismo para la transformación del movimiento de rotación en un movimiento ascendente-descendente del émbolo del pistón 109 es un tornillo de transmisión o en forma de bola o esférico 110, el cual se encuentra compuesto por un husillo ahuecado 18, el cual se encuentra unido en forma continua al émbolo del pistón 109 y por una tuerca del husillo 17, la cual se encuentra firmemente unida a un rotor 15 del motor de eje ahuecado 108. Mediante un collar 19 del émbolo del pistón 109, el husillo 18 con su collar 55 se encuentra en contacto continuo con el émbolo del pistón 109 durante su movimiento descendente. Un mecanismo anti-rotación 111 fija el émbolo del pistón 109 sobre un perfil de eje estriado 13 y posibilita, de este modo, la conversión de un movimiento de rotación en un movimiento de traslación. La fuerza de accionamiento de este movimiento de traslación se superpone con la fuerza resorte del cilindro de nitrógeno 103. Si bien el cilindro de nitrógeno 103 representa un sistema cerrado durante el funcionamiento, a través de esta superposición pueden ser solucionadas todas las tareas de regulación para amortiguadores de troquel conocidas en el estado de la técnica.

Las figuras 5 y 6 muestran representaciones detalladas del módulo del amortiguador de troquel 9 mostrado en la figura 3, el cual, esencialmente, se encuentra formado por un accionamiento híbrido 52, en diferentes posiciones del émbolo del pistón 12 y del husillo ahuecado 18. El accionamiento híbrido sirve, en particular, para la generación y el control de una fuerza de retención de la plancha, mediante la cual una pieza estirada, así como una plancha, es presionada contra el troquel superior durante el proceso de estiramiento. En comparación con la posición del accionamiento híbrido mostrada en la figura 3, el émbolo del pistón 12, en la figura 5, desciende con un movimiento descendente L en una dirección de la flecha y'. Un movimiento descendente L semejante del émbolo del pistón 12, el cual por lo general también se denomina como componente 12, resulta, por ejemplo, en el transcurso de un proceso de estiramiento, a través de un movimiento descendente del troquel superior, el cual actúa directamente sobre el émbolo del pistón 12. El movimiento descendente L del émbolo del pistón 12 a lo largo de su eje a tiene lugar independientemente de una posición del husillo ahuecado 18 del accionamiento eléctrico 14. Un movimiento relativo entre el husillo ahuecado 18 y el perfil de eje estriado 13 del émbolo del pistón 12 tiene lugar sin impedimentos, puesto que el husillo ahuecado 18 puede deslizarse sin frenos hacia arriba y hacia abajo sobre el perfil de eje estriado 13 del émbolo del pistón 12 en dirección del eje a. El husillo ahuecado 18 es accionado mediante la tuerca del husillo 17 sobre el perfil de eje estriado 13 del émbolo del pistón 12 en dirección y, así como y', pudiendo desplazarse libremente, pero sin poder rotar por su eje longitudinal a con respecto al émbolo del pistón 12. En la posición mostrada en la figura 5, en la cual el émbolo del pistón 12 desciende con respecto al husillo ahuecado 18 del segundo accionamiento, el collar 19, el cual se encuentra formado en el émbolo del pistón 12, puede ser particularmente bien reconocido. Mediante este collar 19 anular observado en dirección y', el émbolo del pistón 12 da con un collar 55 anular opuesto del husillo ahuecado 18, tal como se muestra a modo de ejemplo en las figuras 3 y 6. El accionamiento eléctrico, así como segundo accionamiento14, forma con su husillo 18 un tope 54 altamente regulable para el primer accionamiento, así como para el émbolo del pistón 12 del cilindro 11. En la posición del accionamiento híbrido 52 representada en la figura 6, el accionamiento eléctrico 14 ha impulsado hacia abajo su husillo 18 en la dirección de la flecha y' a lo largo del eje a, de modo que el husillo 18 se apoya con su collar 55 sobre el collar 19 del émbolo del pistón 12. De este modo, el émbolo del pistón 12, en la posición mostrada, se encuentra asegurado contra otro movimiento ascendente H en dirección y. Otro movimiento ascendente H del émbolo del pistón 12 es regulado, así como controlado, a través del accionamiento eléctrico 14, el cual se desplaza hacia arriba con su husillo 18 del modo predeterminado a través de la regulación. Naturalmente, al accionamiento eléctrico 14 le es también posible el presionar hacia abajo, con su husillo 18, al émbolo del pistón 12 del accionamiento hidráulico formado por el cilindro 11, por ejemplo, para corregir una posición hacia abajo en dirección de la flecha y'. En este caso, preferentemente, se reduce la fuerza del cilindro 11, mediante la cual el émbolo del pistón 12 presiona hacia arriba en la dirección de flecha y. Independientemente de la posición del husillo 18, el émbolo del pistón 12 puede descender en cualquier momento en la dirección y' sin cargar al accionamiento 14 durante el descenso. Con ello, el accionamiento 14, al cual también se denomina como segundo accionamiento, se encuentra protegido, sin costosas inversiones técnicas o de regulación, frente a sobrecargas, hasta el momento tan perjudiciales para los dispositivos amortiguadores de troquel. El émbolo del pistón 12, el cual es un componente 56 del cilindro 11 y el cual forma el primer accionamiento, es utilizado también por el accionamiento eléctrico 14, el cual forma el segundo accionamiento, para el accionamiento directo o indirecto del soporte de la plancha.

La presente invención no se restringe al ejemplo de ejecución descrito y representado. La misma abarca también todas las conformaciones competentes dentro del marco del pensamiento inventivo.

Para varios módulos del amortiguador de troquel puede emplearse, por ejemplo, un espacio común de presión del nitrógeno, con lo cual, varios módulos del amortiguador de troquel se encuentran unidos al espacio de presión común. Este espacio común de presión del nitrógeno puede consistir también en un espacio ahuecado a prueba de escape bajo presión en la mesa móvil, con lo cual, este espacio de presión se prevé, en especial, para un abastecimiento de varios módulos del amortiguador de troquel. En forma alternativa, la presente invención prevé, asimismo, la disposición de la unidad de abastecimiento de nitrógeno por fuera de la prensa como estación de ensamblaje. La invención prevé, además, regular la cantidad de nitrógeno dentro del cilindro de nitrógeno.

En otra conformación ventajosa del dispositivo amortiguador de troquel 101 conforme la invención, la cantidad de nitrógeno dentro del cilindro de nitrógeno 103 no puede ser sólo modificada como proceso de ensamblaje, sino que también debe ser regulada durante el funcionamiento.

La caja intermedia de moldeo de presión 7, representada en la figura 1, puede, a modo de ejemplo, estar realizada en divisiones. En este caso, los módulos del amortiguador de troquel 9 conformes a la invención, no actúan sobre una caja intermedia de moldeo de presión común 7, sino sobre segmentos individuales de la caja intermedia de moldeo de presión. Nuevamente, estos segmentos actúan mediante uno o varios pernos de presión 6 sobre el soporte de plancha 4.

En otra variante, puede renunciarse por completo a la caja intermedia de moldeo de presión 7. Los émbolos del pistón de los módulos del amortiguador de troquel 9 conformes a la invención, actúan, de este modo, directa o indirectamente sobre el soporte de plancha 4 mediante pernos de presión 6. El soporte de plancha 4 puede ser realizado tanto como un soporte convencional o como un soporte de plancha de segmentos elásticos.

En una conformación ventajosa de la presente invención, los módulos del amortiguador de troquel 9 se encuentran integrados a la mesa móvil, la cual puede ser desplazada. Esto significa que los módulos del amortiguador de troquel 9 y los medios de transmisión de fuerzas, así como de movimientos correspondientes, se ubican en el cuerpo de la mesa móvil y pueden ser elevados, así como bajados, con la mesa móvil durante un cambio de troqueles.

Además, la presente invención prevé la conformación del soporte de la plancha (4) como un soporte de plancha de segmentos elásticos. Se prevé, asimismo, la integración de los módulos del amortiguador de troquel en una o varias mesas de prensa. A su vez, la presente invención prevé la realización, por un accionamiento común, de las funciones de accionamiento eléctricas de varios módulos del amortiguador de troquel a través de medios adecuados de transmisión de movimientos. Se prevé, además, la realización, por un accionamiento común, de las funciones de accionamiento hidráulicas de varios módulos del amortiguador de troquel a través de medios adecuados de transmisión de movimientos. Igualmente, la presente invención prevé el control o la regulación en común y/o por separado de las funciones de accionamiento eléctricas de varios módulos del amortiguador de troquel. Conforme a la invención, se prevé, además, el control o la regulación en común y/o por separado de las funciones de accionamiento hidráulicas de varios módulos del amortiguador de troquel. Para una mayor seguridad, se prevé un bloqueo del dispositivo amortiguador de troquel en dirección ascendente mediante un freno de seguridad de presión del resorte. Finalmente, se prevé el impedir movimientos de descenso rápidos del dispositivo amortiguador de troquel mediante válvulas diseñadas a prueba de fallas en la línea de salida del cilindro.

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Lista de referencias

1

accionamiento mecánico

2

leva

3

troquel superior

4

soporte de plancha, así como soporte de chapa

5

troquel inferior

6

perno de presión

7

caja intermedia de moldeo de presión

8

mesa móvil

9

módulos del amortiguador de troquel

10

pieza estirada

11

cilindro, cilindro buzo (primer accionamiento)

12

pistón

13

perfil de eje estriado

14

accionamiento eléctrico (segundo accionamiento)

15

rotor

16

freno de seguridad de la presión del resorte

17

tuerca de la husillo

18

husillo

19

collar

20

mecanismo anti-rotación

21

válvula proporcional

22

válvula limitadora de presión

23

transformador de medición de presión

24

línea de salida

25

tanque

26

bomba

27

válvula de retención

28

acumulador del pistón

29

válvula de retención

30

línea de alimentación

31

limitación de presión

32

sistema de medición de desplazamiento

50

dispositivo del amortiguador de troquel

51

prensa de moldeo

52

accionamiento híbrido

53

plancha, así como chapa

54

tope altamente regulable

55

collar anular en 18

56

componente de 11

101

módulos del amortiguador de troquel

102

accionamiento eléctrico (segundo accionamiento)

103

resorte, cilindro de nitrógeno (primer accionamiento)

104

unidad de abastecimiento de nitrógeno

105

acumulador de baja presión

106

acumulador de alta presión

107

multiplicador de presión

108

motor de eje hueco

109

émbolo del pistón

110

tornillo de transmisión o en forma de bola o esférico

111

mecanismo anti-rotación

F53

fuerza de retención de la plancha

A

eje, así como eje longitudinal de 12

H

movimiento ascendente de 12

L

movimiento descendente de 12

a

eje, así como eje longitudinal de 12

Claims (15)

1. Dispositivo amortiguador de troquel (50) de una prensa de moldeo (51) para generar la fuerza de retención de una plancha (F53) entre un troquel inferior (5) y un troquel superior (3), con lo cual, el dispositivo amortiguador de troquel (50) comprende al menos un accionamiento híbrido (42), con lo cual, el accionamiento híbrido (52) actúa al menos sobre un soporte de la plancha (4) del troquel inferior (5), con lo cual, el accionamiento híbrido se encuentra formado por al menos un primer accionamiento (11, 103) y al menos un segundo accionamiento (14, 102), caracterizado porque, el primer accionamiento (11, 103) y el segundo accionamiento (14, 102) forman el módulo del amortiguador de troquel (9), con lo cual, el módulo del amortiguador de troquel (9) comprende un componente (12, 109) mediante el cual el soporte de la plancha (4) puede ser desplazado hacia arriba, con un movimiento ascendente (H), por al menos uno de los accionamientos (11, 14) o puede ser desplazado hacia abajo con un movimiento de descenso (L), con lo cual, una fuerza de presión, la cual, durante un proceso de estiramiento plástico puede ser transmitida por el troquel superior (3) sobre el componente (12, 109) y el cual, al producir un movimiento de descenso, puede ser bloqueado o desacelerado sólo por el primer accionamiento para evitar la sobrecarga del segundo accionamiento (14, 102), con lo cual, durante el movimiento de descenso, el componente (12, 109) puede ser desacoplado del segundo accionamiento (14, 102).

2. Dispositivo amortiguador de troquel conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque, el movimiento ascendente (H), el cual puede ser producido a través del primer accionamiento (11, 103), puede ser controlado, así como regulado, a través del segundo accionamiento (14, 102) en la dirección del troquel superior (3), con lo cual, particularmente, el segundo accionamiento (14, 102) forma un tope (54) altamente regulable con respecto al componente (12, 109) y, con lo cual, particularmente, el movimiento ascendente del componente (12, 109) puede ser ajustado de modo preciso a través del segundo accionamiento (14, 102).

3. Dispositivo amortiguador de troquel conforme a una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque, el componente (12, 109), durante el movimiento ascendente (H), sólo puede ser accionado a través del primer accionamiento (11, 103), con lo cual, en particular, el componente (12, 109) es una pieza componente (56) del primer accionamiento (11, 103) y, en particular, se encuentra conformado como un émbolo de un pistón (12, 109).

4. Dispositivo amortiguador de troquel conforme a una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque, los accionamientos (11, 14; 103, 102), los cuales forman el accionamiento híbrido (52), presentan diferentes propiedades, especialmente con respecto a la clase de accionamiento y/o a las fuerzas de accionamiento.

5. Dispositivo amortiguador de troquel conforme a una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque, el componente (12, 109) puede efectuar una reducción mediante el segundo accionamiento (14, 102), en particular, contra una fuerza opuesta reducida del primer accionamiento (11, 103).

6. Dispositivo amortiguador de troquel conforme a una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque, la aplicación de la presión y el movimiento del soporte de la plancha (4) es generado por uno o varios módulos del amortiguador de troquel (9), con lo cual, los módulos del amortiguador de troquel (9) se componen de al menos dos accionamientos (11, 14; 103, 102), cuyas direcciones de movimiento y de fuerza se sitúan sobre un eje (a), con lo cual, particularmente los módulos del amortiguador de troquel (9) se componen de un accionamiento eléctrico (14) y de un accionamiento hidráulico (11) o, con lo cual, los módulos del amortiguador de troquel (9) se componen de un accionamiento eléctrico (102) y de un resorte (103), con lo cual, el resorte consiste, en especial, en un cilindro de nitrógeno y, con lo cual, en particular, el cilindro de nitrógeno (103) presenta una cámara presurizada cerrada, con lo cual, en particular, el cilindro de nitrógeno (103) puede ser conectado a un acumulador de baja presión (5) y/o a un acumulador de alta presión (106).

7. Dispositivo amortiguador de troquel conforme a la reivindicación 6, caracterizado porque, los módulos del amortiguador de troquel (9) se componen de un accionamiento eléctrico (102) y de un resorte (103), con lo cual, el resorte (103) es, particularmente, un resorte mecánico.

8. Dispositivo amortiguador de troquel conforme a una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque, durante el proceso de formación, entre el segundo accionamiento (14, 102), el cual, en particular, se encuentra realizado como un accionamiento eléctrico (14, 102) y el émbolo del pistón (12, 109) no se encuentra una unión continua en una dirección de movimiento opuesta a la leva (2), con lo cual, preferentemente, el accionamiento eléctrico (14, 102) actúa sobre un collar (19) del émbolo del pistón (12) del cilindro (11, 103), en particular de un cilindro hidráulico (11) o de un cilindro de nitrógeno (103) o de un cilindro con resorte mecánico.

9. Dispositivo amortiguador de troquel conforme a una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque, el segundo accionamiento (14, 102), el cual, particularmente, se encuentra conformado como un accionamiento eléctrico (14, 102), actúa sobre el collar (19) del émbolo del pistón (12) mediante un tornillo de transmisión o en forma de bola o esférico (17, 18, 110), o porque el segundo elemento de accionamiento, el cual, en particular, se encuentra realizado como un accionamiento eléctrico (14, 102) se encuentra, particularmente, conformado como un accionamiento eléctrico (14, 102) y, en especial, es un motor de eje hueco o un par-motor.

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10. Dispositivo amortiguador de troquel conforme a una de las reivindicaciones 3-9, caracterizado porque, en el émbolo del pistón (12, 109) se encuentra colocado un perfil de eje estriado (13), mediante el cual un mecanismo anti-rotación (20, 111) impide una rotación del émbolo del pistón (12, 109) sobre el eje longitudinal (a) del émbolo del pistón (12, 109).

11. Dispositivo amortiguador de troquel conforme a una de las reivindicaciones 6-9, caracterizado porque, los módulos del amortiguador de troquel (9), mediante una caja intermedia de moldeo de presión común (7) y mediante un perno de presión (6), actúan sobre el soporte de la plancha (4) o porque, preferentemente, los módulos del amortiguador de troquel (9), mediante al menos dos segmentos de la caja intermedia de moldeo de presión y mediante un perno de presión (6), actúan sobre el soporte de la plancha (4) o porque, preferentemente, los módulos del amortiguador de troquel (9) actúan directamente sobre el soporte de la plancha (4), con lo cual, en particular, el soporte de la plancha (4) se encuentra conformado como un soporte de plancha de segmentos elásticos.

12. Dispositivo amortiguador de troquel conforme a una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque, los módulos del amortiguador de troquel (9) se encuentran integrados en una o varias mesas móviles, con lo cual, en particular, las funciones del accionamiento eléctrico de varios módulos del amortiguador de troquel (9) se encuentran realizadas a través de un medio adecuado de transmisión de movimiento por un accionamiento común y, con lo cual, en particular, las funciones del accionamiento hidráulico de varios módulos del amortiguador de troquel (9) se encuentran realizados a través de un medio adecuado de transmisión de movimiento por un accionamiento común.

13. Dispositivo amortiguador de troquel conforme a una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque, las funciones del accionamiento eléctrico de varios módulos del amortiguador de troquel (9) son controladas o reguladas en forma individual o conjunta y/o porque, preferentemente, las funciones del accionamiento hidráulico de varios módulos del amortiguador de troquel (9) son controladas o reguladas en forma individual o conjunta.

14. Dispositivo amortiguador de troquel conforme a una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque, los módulos del amortiguador de troquel (9) posibilitan un bloqueo hacia arriba del dispositivo amortiguador de troquel mediante un freno de seguridad de la presión del resorte (16).

15. Dispositivo amortiguador de troquel conforme a una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque, mediante válvulas diseñadas a prueba de fallos en la línea de salida del cilindro (11, 103) se impiden movimientos de descenso rápidos del dispositivo amortiguador de troquel.