ES2553853T3 - Prensa de conformación mecánica - Google Patents
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Abstract
Prensa de conformación mecánica con un accionamiento (1) de prensa, a través del cual está acoplado mecánicamente un punzón de prensa con un accionamiento (2), en la que el accionamiento (2) comprende al menos un servomotor eléctrico, presentando el accionamiento (1) de prensa entre un árbol (20) de accionamiento del servomotor y un árbol (30) secundario para el punzón de prensa una relación de transmisión que varía con regulación continua, presentando el accionamiento (1) de prensa un engranaje (3) de manivela de arrastre, que comprende el árbol (30) secundario configurado como árbol (30) de excéntrica para el punzón de prensa y un piñón (31) del árbol intermediario, estando dispuesto el árbol (30) secundario excéntricamente con respecto al piñón (31) del árbol intermediario y acoplado a través de una manivela de arrastre con el piñón (31) del árbol intermediario, y estando dispuesta al menos una etapa (4) de transmisión entre el accionamiento (2) y el piñón (31) del árbol intermediario, caracterizada porque el árbol (30) de excéntrica comprende dos excéntricas (32) y el piñón (31) del árbol intermediario está dispuesto entre las dos excéntricas (32), estando dispuesta una biela (34) que acciona el punzón de prensa intercalando un disco (33) de excéntrica de manera ajustable sobre la excéntrica (32) del árbol (30) de excéntrica, y encontrándose la etapa (4) de transmisión engranada con el accionamiento (2) y con el piñón (31) del árbol intermediario.
Description
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DESCRIPCION
Prensa de conformacion mecanica
La invencion se refiere a una prensa de conformacion mecanica con un engranaje de prensa a traves del cual un punzon de prensa esta acoplado mecanicamente con un accionamiento, comprendiendo el accionamiento al menos un servomotor electrico.
Una prensa de conformacion de este tipo se conoce, por ejemplo, por el documento DE 10 2004 009 256 B4.
El documento W0-A-2006104000 divulga una prensa de conformacion mecanica con las caractensticas del preambulo de la reivindicacion 1.
Una prensa de conformacion de este tipo presenta una estructura compleja con muchos elementos constructivos. La invencion se basa en el objetivo de facilitar una prensa de conformacion mecanica del tipo mencionado al principio que presente una estructura especialmente sencilla con el menor numero posible de elementos constructivos.
Para resolver el objetivo sobre el que se basa la invencion, la invencion proporciona la prensa de conformacion mecanica de acuerdo con la reivindicacion 1, que esta dotada de un engranaje de prensa a traves del cual esta acoplado mecanicamente un punzon de prensa con un accionamiento, comprendiendo el accionamiento al menos un servomotor electrico y presentando el engranaje de prensa entre un arbol de accionamiento del servomotor y un arbol secundario para el punzon de prensa una relacion de transmision que vana con regulacion continua. Como resultado puede conseguirse que el arbol secundario que acciona el punzon de prensa presente una velocidad angular variante si un arbol de accionamiento del servomotor gira con una velocidad angular fundamentalmente constante. Mediante la excitacion y accionamiento del servomotor con velocidad de giro fundamentalmente constante es posible de esta manera una flexibilizacion de la carrera del punzon. El servomotor electrico de alta potencia se caracteriza por un par de torsion elevado y puede emplearse como accionamiento principal. Esta flexibilizacion de la carrera de punzon permite nuevas posibilidades tecnologicas en el ambito de la conformacion, troquelado y estampado. El movimiento giratorio del servomotor se transforma con ayuda del engranaje de prensa en un movimiento de translacion del punzon de prensa. El servomotor puede funcionar en el caso de una velocidad angular fundamentalmente constante de manera especialmente eficiente en el funcionamiento continuo, evitandose potencias perdidas que se producen, por ejemplo, mediante aceleracion y frenado repetidos del motor y del engranaje de prensa en conjunto. Mediante la relacion de transmision que vana con regulacion continua del engranaje de prensa puede conseguirse que el punzon de prensa se ralentice justo en la zona de conformacion de la prensa de conformacion mecanica, de manera que pueden alcanzarse velocidades de impacto menores, emisiones de sonido menores y duraciones de herramienta mas largas. Como resultado la prensa de conformacion mecanica del tipo mencionado al principio presenta una estructura especialmente sencilla con un numero de elementos constructivos extremadamente pequeno de manera que se resuelve el objetivo sobre el que se basa la invencion.
Ha demostrado ser ventajoso si el engranaje de prensa presenta un engranaje de multiples manivelas. Mediante el engranaje de multiples manivelas puede efectuarse de manera sencilla una relacion de transmision del engranaje de prensa que vana con regulacion continua.
De acuerdo con la invencion el engranaje de prensa presenta un engranaje de manivela de arrastre. En esta realizacion la relacion de transmision del engranaje de prensa que vana con regulacion continua puede realizarse en muy poco espacio de construccion.
De acuerdo con la invencion el engranaje de manivela de arrastre comprende el arbol secundario para el punzon de prensa y un pinon del arbol intermediario, estando dispuesto el arbol secundario excentricamente con respecto al pinon del arbol intermediario y estando acoplado a traves de una manivela de arrastre con el pinon del arbol intermediario.
Por ello puede realizarse un engranaje de manivela de arrastre en una forma de construccion muy compacta y de manera especialmente sencilla.
De acuerdo con la invencion el arbol secundario esta configurado como arbol de excentrica. El arbol de excentrica realiza la transmision basica del engranaje de prensa.
Dado que la manivela de arrastre actua directamente sobre el arbol de excentrica como arbol secundario la transmision basica del engranaje de prensa puede multiplicarse de manera sencilla con la relacion de transmision del engranaje de manivela de arrastre que vana con regulacion continua, pudiendo ajustarse la relacion de transmision total del engranaje de prensa segun el curso deseado a traves de la carrera de punzon.
Ha demostrado ser asequible si la relacion de transmision del engranaje de prensa en la zona de la conformacion de la prensa de conformacion se aumenta. Por ello el punzon de prensa se ralentiza en la zona de conformacion, pudiendo alcanzarse una velocidad de arrastre ralentizada y un recorrido de trabajo elevado antes del punto muerto inferior.
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En un perfeccionamiento ventajoso de la invencion el punzon de prensa esta acoplado con el accionamiento sin dispositivo de acoplamiento. As^ puede realizarse durante toda la carrera del punzon un accionamiento continuo del punzon de prensa. Ademas el numero de elementos constructivos puede reducirse adicionalmente cuando se renuncia a un dispositivo de acoplamiento.
De acuerdo con la invencion una biela que acciona el punzon de prensa puede ajustarse sobre la excentrica del arbol de excentrica intercalando un disco excentrico. Por ello puede ajustarse de manera sencilla la relacion de transmision total del engranaje de prensa.
Ha demostrado ser util si el pinon del arbol intermediario esta dispuesto en el centro entre las dos excentricas. Con ello se origina un denominado accionamiento central, en el que la potencia de accionamiento se transmite a la excentrica por el engranaje de transmision intermedia desde el centro de la prensa a traves de los arboles de excentrica. En el caso de un accionamiento lateral el accionamiento sigue en un lado lateralmente junto a las excentricas. El par de torsion que va a transmitirse provoca una torsion del arbol de excentrica. Esta torsion tiene como consecuencia angulos de torsion de la excentrica de diferente tamano. Los angulos de torsion de diferente tamano provocan una posicion inclinada del punzon de prensa. Mediante un accionamiento entre las dos excentricas puede evitarse este efecto. En un perfeccionamiento ventajoso de la invencion el engranaje de transmision intermedia puede estar dispuesto en el centro entre las excentricas. Entonces, en ambas excentricas se producen angulos de torsion de igual tamano y direccion. Una inclinacion del punzon de prensa puede evitarse con ello de manera eficaz.
De acuerdo con la invencion esta dispuesta al menos una etapa de transmision entre el accionamiento y el pinon del arbol intermediario.
Por ello el par de torsion que actua sobre el pinon del arbol intermediario puede adaptarse exactamente a las necesidades respectivas de manera que pueden alcanzarse resultados de funcionamiento optimos. En una realizacion preferida el arbol de accionamiento del servomotor se gira con velocidad de giro mas elevada que el pinon del arbol intermediario y/o el arbol secundario para el punzon de prensa. En el caso de un accionamiento de gran potencia correspondiente tambien es posible acoplar el accionamiento directamente con el pinon del arbol intermediario.
De acuerdo con la invencion la etapa de transmision se encuentra engranada con el accionamiento y/o el pinon del arbol intermediario. Con ello puede efectuarse una transmision sin resbalamientos.
Puede demostrarse como ventajoso si la etapa de transmision se forma preferiblemente a traves de un engranaje recto de una etapa. Asf un engranaje puede fabricarse de manera especialmente sencilla.
Ha demostrado ser de ayuda si el servomotor electrico se acciona a traves de toda la carrera de punzon en el mismo sentido de giro. Por ello el servomotor electrico se somete a menos esfuerzo y puede accionarse con menor potencia.
Un aspecto preferido de la invencion se refiere a un procedimiento para accionar una prensa de conformacion mecanica de acuerdo con una de las realizaciones anteriores, en el que el servomotor electrico se acciona mediante toda la carrera de punzon con velocidad de giro sustancialmente igual. Con ello se evitan modificaciones en la velocidad de giro que requieren mucha energfa y el servomotor puede funcionar de manera especialmente eficiente en el funcionamiento continuo.
La realizacion y aplicacion preferidas de la invencion se describe detalladamente a continuacion con referencia a los dibujos.
Breve descripcion de los dibujos
La figura 1 muestra una representacion en perspectiva del accionamiento de prensa de acuerdo con la invencion. Descripcion detallada del ejemplo de realizacion preferido
La invencion se refiere a una prensa de conformacion mecanica con un engranaje de prensa continuo o bien sin dispositivo de acoplamiento, a traves del cual esta acoplado mecanicamente un punzon de prensa con un accionamiento. El accionamiento comprende al menos un servomotor electrico con un arbol de accionamiento, presentando el engranaje de prensa entre un arbol de accionamiento del servomotor y un arbol secundario para el punzon de prensa una relacion de transmision variable con regulacion continua, de manera que el arbol secundario presenta una velocidad angular variante cuando el arbol de accionamiento del servomotor se gira con una velocidad angular fundamentalmente constante.
La prensa de conformacion dispone de una carcasa que presenta una carcasa de engranaje y una pieza de cabezal de prensa. La carcasa de prensa que facilita los lugares de almacenamiento para las partes de engranaje, y el punzon de prensa no estan representados para una mayor claridad.
La figura 1 muestra una representacion en perspectiva del accionamiento 1 de prensa de acuerdo con la invencion
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para una prensa de conformacion mecanica.
El accionamiento de prensa comprende en el presente caso dos servomotores 2 electricos con un arbol 20 de accionamiento en cada caso y un pinon 21 de accionamiento. Los pinones 21 de accionamiento de los servomotores 2 electricos estan acoplados con el engranaje 1 de prensa.
El accionamiento 1 de prensa comprende un engranaje intermedio, un engranaje 3 de manivela de arrastre y un engranaje de manivela de empuje. El engranaje intermedio comprende una etapa 4 de transmision configurada como engranaje recto, con una corona 41 dentada grande y una corona 42 dentada pequena. La corona 41 dentada grande se encuentra engranada con los pinones 21 de accionamiento del servomotor 2 electrico, y la corona 42 dentada pequena se encuentra engranada con el pinon 31 del arbol intermediario del engranaje 3 de manivela de arrastre.
El engranaje 3 de manivela de arrastre comprende un arbol 30 secundario para el/los punzones de prensa y el pinon 31 del arbol intermediario. El arbol 30 secundario esta dispuesto excentricamente con respecto al pinon 31 del arbol intermediario y acoplado a traves de una manivela de arrastre (no representada) de manera continua con el pinon 31 del arbol intermediario, de manera que el arbol 30 secundario presenta una velocidad angular variante cuando el pinon 31 del arbol intermediario se gira con una velocidad angular fundamentalmente constante.
El arbol 30 secundario que esta configurado como arbol de excentrica forma un engranaje de manivela de empuje y comprende dos excentricas 32 sobre las cuales estan alojadas de manera giratoria bielas 34 intercalando discos 33 de excentrica. Las bielas 34 estan unidas de manera conocida con una matriz de extrusion no representada que esta guiada de manera que puede moverse deslizandose verticalmente en la pieza de cabezal de prensa de la carcasa. Los discos 33 de excentrica pueden ajustarse preferiblemente con respecto al arbol 30 de excentrica. El pinon 31 del arbol intermediario esta dispuesto en el centro entre las dos excentricas 32.
Los arboles 20 de accionamiento de los servomotores 2, la etapa 4 de transmision, el pinon 31 de arbol intermediario y el arbol 30 de excentrica estan dispuestos preferiblemente fundamentalmente paralelos unos a otros, estando dispuesta la etapas 4 de transmision, el pinon 31 de arbol intermediario y el arbol 30 de excentrica en lugares de almacenamiento respectivos de manera estacionaria en la carcasa de la prensa de conformacion y alojados de manera giratoria.
A continuacion se explica con mas detalle el modo de accion y el modo de funcionamiento de la invencion.
Durante el funcionamiento de la prensa 1 de conformacion de acuerdo con la invencion el accionamiento se realiza a traves de los servomotores 2 electricos que se giran con una velocidad angular fundamentalmente constante en el mismo sentido de giro. La potencia de los servomotores 2 electricos se aplica a traves de la etapa 4 de transmision en el pinon 31 del arbol intermediario que esta acoplado con el arbol 30 de excentrica a traves de una manivela de arrastre con relacion de transmision que vana con regulacion continua. La manivela de arrastre provoca que el arbol 31 de excentrica presente una velocidad angular variante cuando el pinon 31 del arbol intermediario se gira con una velocidad angular fundamentalmente constante, aumentandose la relacion de transmision en la zona de la conformacion de la prensa 1 de conformacion. Mediante el giro del arbol 30 de excentrica se aplica la potencia de los servomotores 2 electricos sobre la excentrica 32 que transmiten la potencia entonces en cada caso a la biela 34 asignada. A traves de las bielas 34 se realiza entonces el accionamiento del punzon de prensa no representado. Mediante el accionamiento central del arbol 30 de excentrica el angulo de torsion para las dos excentricas 34 con respecto al pinon 31 de arbol intermediario es fundamentalmente igual, de manera que se impide una posicion torcida del punzon de prensa no representado.
La invencion se basa en la idea de que los servomotores 2 de gran potencia se emplean como accionamiento principal de manera que, mediante la excitacion del servomotor, es posible una flexibilizacion de la carrera de punzon. El movimiento giratorio de los servomotores 2 se transforma con ayuda del engranaje 1 de prensa continuo con relacion de transmision que vana con regulacion continua a un movimiento de traslacion del punzon de prensa.
En oposicion a las servo-prensas con engranajes de excentrica en las que debido a la relacion de transmision constante no existe ninguna transformacion optima del momento de motor existente en la fuerza de conformacion o capacidad de trabajo de la prensa necesarias se aumenta la relacion de transmision en la prensa de conformacion de acuerdo con la invencion en la zona de la conformacion.
Las siguientes ventajas resultan mediante la invencion:
La relacion de transmision del engranaje de manivela de empuje (arbol de excentrica) como transmision basica del accionamiento de prensa se multiplica con la relacion de transmision del engranaje de manivela de arrastre que vana mediante el angulo de manivela.
La flexibilizacion de la carrera del punzon de prensa se realiza mediante la excitacion directa de los servomotores que funcionan como motores principales.
En el intervalo de angulo de manivela de 120° a 180°, es decir en la zona de la conformacion se aumenta la relacion
de transmision a traves el engranaje de manivela de arrastre. Con ello se consigue que aumente el recorrido del esfuerzo de compresion nominal de la prensa en momentos de torsion dados de los servomotores. Asf el recorrido de esfuerzo de compresion nominal de una prensa de 6300 kN en accionamiento de excentrica convencional asciende a 7,6 mm, y en el caso de una servo-prensa con engranaje de manivela de arrastre integrado a 10,5 mm 5 antes del punto muerto inferior. Para el proceso de conformacion tecnologico se proporciona en el empleo de servomotores iguales una capacidad de trabajo nominal mas elevada.
No se presenta ninguna articulacion con juegos adicional en el flujo de fuerza de la prensa por lo que puede alcanzarse la misma rigidez de la configuracion de accionamiento que en las prensas de excentrica.
A traves de toda la carrera de punzon puede realizarse un accionamiento continuo. Un funcionamiento reversible en 10 el accionamiento de prensa no es necesario.
Como resultado se mejora notablemente el balance energetico total del accionamiento de prensa y se reduce notablemente el numero de elementos constructivos.
Claims (8)
- 51015202530REIVINDICACIONES1. Prensa de conformacion mecanica con un accionamiento (1) de prensa, a traves del cual esta acoplado mecanicamente un punzon de prensa con un accionamiento (2), en la que el accionamiento (2) comprende al menos un servomotor electrico, presentando el accionamiento (1) de prensa entre un arbol (20) de accionamiento del servomotor y un arbol (30) secundario para el punzon de prensa una relacion de transmision que vana con regulacion continua, presentando el accionamiento (1) de prensa un engranaje (3) de manivela de arrastre, que comprende el arbol (30) secundario configurado como arbol (30) de excentrica para el punzon de prensa y un pinon (31) del arbol intermediario, estando dispuesto el arbol (30) secundario excentricamente con respecto al pinon (31) del arbol intermediario y acoplado a traves de una manivela de arrastre con el pinon (31) del arbol intermediario, y estando dispuesta al menos una etapa (4) de transmision entre el accionamiento (2) y el pinon (31) del arbol intermediario, caracterizada porque el arbol (30) de excentrica comprende dos excentricas (32) y el pinon (31) del arbol intermediario esta dispuesto entre las dos excentricas (32), estando dispuesta una biela (34) que acciona el punzon de prensa intercalando un disco (33) de excentrica de manera ajustable sobre la excentrica (32) del arbol(30) de excentrica, y encontrandose la etapa (4) de transmision engranada con el accionamiento (2) y con el pinon(31) del arbol intermediario.
- 2. Prensa de conformacion mecanica de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada porque el accionamiento (1) de prensa presenta un engranaje (3) de multiples manivelas.
- 3. Prensa de conformacion mecanica de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la relacion de transmision del accionamiento (1) de prensa se aumenta en la zona de la conformacion de la prensa (1) de conformacion.
- 4. Prensa de conformacion mecanica de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el punzon de prensa esta acoplado con el accionamiento (2) sin acoplamiento.
- 5. Prensa de conformacion mecanica de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el pinon (31) de arbol intermediario esta dispuesto en el centro entre las dos excentricas (32).
- 6. Prensa de conformacion mecanica de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la etapa (4) de transmision se forma mediante preferiblemente un engranaje recto de una etapa.
- 7. Prensa de conformacion mecanica de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el servomotor (2) electrico se acciona a traves de toda la carrera de punzon en el mismo sentido de giro.
- 8. Procedimiento para el accionamiento de una prensa de conformacion mecanica de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el servomotor (2) electrico se acciona a traves de toda la carrera de punzon con la velocidad de giro fundamentalmente igual.
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