ES2937057T3 - Sistema de accionamiento hidráulico para un aparato de troquelado - Google Patents

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Abstract

Una primera bomba (3) de tipo reversible conectada a las cámaras de empuje (22) y dispuesta para enviar aceite a una presión de alimentación (PA) al menos en una de dichas cámaras de empuje (22) para empujar el respectivo pistón (21) a lo largo de una dirección de trabajo y permitiendo que la herramienta de punzonado (51) asociada con ella interactúe con la pieza de trabajo (100), o succione aceite de al menos dicha cámara de empuje (22) para permitir que el pistón respectivo (21) se mueva a lo largo de una dirección de retorno y la herramienta de punzonado (51) desenganchándose y alejándose de la pieza de trabajo (100); una pluralidad de válvulas selectoras (4), estando cada válvula selectora asociada a un respectivo cilindro hidráulico (2), interpuestas entre la primera bomba (3) y la cámara de empuje (22) y activables en apertura para conectar la primera bomba (3) a la cámara de empuje (22) para accionar el cilindro hidráulico (2); (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de accionamiento hidráulico para un aparato de troquelado
La invención se refiere a máquinas herramienta para mecanizar piezas de metal y/o láminas de metal y, en particular, se refiere a un sistema de accionamiento hidráulico que puede instalarse en un aparato de troquelado de múltiples prensas de una máquina de troquelado para accionar una pluralidad de herramientas de troquelado de manera separada e independiente.
Se conocen máquinas de troquelado que están equipadas con aparatos de troquelado de múltiples prensas o múltiples herramientas, es decir, que comprenden una pluralidad de herramientas de troquelado o troqueles dispuestos adyacentes y uno al lado del otro en una o más filas, por ejemplo, para formar una estructura de matriz con filas paralelas, y accionados linealmente de manera separada e independiente para interactuar con la pieza a trabajar desde prensas respectivas, que consisten en accionadores lineales, normalmente, cilindros hidráulicos. En este tipo de máquina, el aparato de troquelado comprende todas las herramientas necesarias para ejecutar en secuencia las mecanizaciones necesarias en la pieza. De esta manera, no es necesario realizar operaciones de cambio de herramientas durante el ciclo de producción, permitiendo por lo tanto eliminar detenciones para la sustitución de herramientas (aumentando por lo tanto la productividad de la máquina) y dispositivos automáticos para configurar y sustituir las herramientas (simplificando la estructura de la máquina). Para realizar las mecanizaciones correctamente en la pieza, es necesario comprobar la posición, el desplazamiento o recorrido y la velocidad a lo largo de un eje de trabajo respectivo, generalmente vertical, de cada herramienta de troquelado, ya que estos parámetros dependen y son una función del espesor y el tipo de material de la pieza a trabajar y/o el tipo de mecanización a realizar.
Para accionar y controlar de manera precisa el movimiento de las herramientas, los aparatos de troquelado conocidos están dotados de sistemas de accionamiento hidráulicos capaces de alimentar y, por lo tanto, accionar de manera separada e independiente los cilindros hidráulicos cuyos émbolos están conectados a las herramientas respectivas y las mueven, para producir una única mecanización o una pluralidad de mecanizaciones en la pieza en la misma fase de trabajo.
Los sistemas de accionamiento hidráulicos comprenden generalmente una o más bombas hidráulicas accionadas por un motor eléctrico, que suministran a alta presión (hasta 300 bares) fluido hidráulico (aceite) a un circuito de suministro conectado entre cada cilindro hidráulico mediante baipases y válvulas de regulación de presión adecuados. Mediante dichas válvulas, es por lo tanto posible seleccionar el cilindro hidráulico, que es la herramienta a accionar, la dirección de movimiento del émbolo del cilindro (es decir, un recorrido de trabajo o un recorrido de retorno del émbolo/herramienta) y la presión de suministro del cilindro hidráulico, es decir, la fuerza de troquelado que la herramienta ejerce sobre la pieza a trabajar. La alta presión (hasta 300 bares) con la que la bomba hidráulica alimenta el circuito de suministro se calcula para asegurar que el cilindro o cilindros hidráulicos del aparato de troquelado ejercen la fuerza de troquelado máxima sobre las piezas a trabajar.
No obstante, en los procesos de mecanización habituales, solamente una pequeña parte (aproximadamente el 20%) de las mecanizaciones realizadas sobre las piezas requiere la aplicación de la fuerza de troquelado máxima, es decir, la presión de suministro máxima para los cilindros hidráulicos, siendo la presión de suministro normalmente necesaria mucho más pequeña (60-100 bar).
Un inconveniente de los sistemas de accionamiento hidráulicos mencionados anteriormente es por lo tanto su alto consumo de energía (necesaria para bombear el aceite en el circuito de suministro a alta presión) y su baja eficiencia energética en general (la presión del aceite debe reducirse de hecho en la mayor parte de mecanizaciones).
Otro inconveniente de dichos sistemas de accionamiento hidráulicos consiste en el hecho de que, debido a la presión de suministro elevada y las disipaciones térmicas debidas a la reducción de presión en las válvulas de control de los cilindros hidráulicos, el aceite se calienta y, por lo tanto, debe ser enfriado mediante medios de enfriamiento adecuados, lo que hace que el aparato de troquelado sea más complejo y caro.
DE 102011114241 describe una unidad de accionamiento hidráulica que tiene una fuente de presión hidráulica y válvulas de control hidráulicas principales. Las válvulas de control hidráulicas principales están conectadas hidráulicamente a cilindros hidráulicos sobre la fuente de presión hidráulica. La unidad de accionamiento hidráulica está dotada de acumuladores de presión hidráulicos equipados para suministrar presiones de accionamiento hidráulico desde la fuente de presión hidráulica a los cilindros hidráulicos. Los acumuladores de presión hidráulicos están conectados directamente a los cilindros hidráulicos haciendo un baipás con respecto a las válvulas de control hidráulicas principales.
EP 1445042 describe un cabezal de accionamiento de múltiples prensas para una máquina de troquelado de láminas de metal con control numérico que comprende una pluralidad de prensas hidráulicas cercanas entre sí y cada una formada por un cilindro hidráulico en donde desliza un émbolo respectivo, y una pluralidad de troqueles que son accionados por los émbolos respectivos. Los émbolos están agrupados en grupos de émbolos asociados a un transductor de posición individual respectivo con conexión mecánica unidireccional, de modo que el transductor sigue el movimiento de troquelado de uno cualquiera de dichos émbolos mientras los otros émbolos permanecen en reposo. Además, al menos uno de los émbolos está acoplado a varios troqueles a través de un selector para controlar cada vez el movimiento de troquelado de un troquel seleccionado de uno de dichos troqueles. Los émbolos están conectados funcionalmente a dichos troqueles de modo que los troqueles siguen rígidamente el movimiento de dichos émbolos de troquelado y tienen unos recorridos de retorno controlados de una manera independiente con respecto a la posición de los émbolos.
WO 2017/216737 describe un sistema para controlar un accionador de un pistón de una prensa y comprende: un grupo motor que acciona un grupo de bombeo, un pistón que está conectado hidráulicamente mediante un sistema hidráulico al grupo motor y/o grupo de bombeo y que es accionado de manera móvil entre un primer recorrido de aproximación a una pieza a trabajar, y un segundo recorrido de trabajo de la pieza a trabajar, y un tercer recorrido de retorno desde una pieza trabajada.
Un objetivo de la presente invención consiste en mejorar los sistemas de accionamiento hidráulicos conocidos para aparatos de troquelado de múltiples prensas.
Otro objetivo consiste en dar a conocer e implementar un sistema de accionamiento hidráulico para un aparato de troquelado de múltiples prensas que tiene un consumo de energía reducido y una elevada eficiencia energética. Otro objetivo consiste en implementar un sistema de accionamiento hidráulico que permite que el aparato de troquelado realice de manera óptima los procesos de troquelado, en particular, capaz de accionar y controlar la posición, desplazamiento y velocidad de cada herramienta de troquelado a lo largo de un eje de trabajo respectivo de manera precisa y exacta.
Otro objetivo consiste en dar a conocer un sistema de accionamiento hidráulico para un aparato de troquelado de múltiples prensas que es sencillo y de bajo coste con unas dimensiones y requisitos de espacio reducidos y compactos.
Estos y otros objetivos se consiguen mediante un sistema de accionamiento hidráulico según una de las reivindicaciones descritas más adelante.
Es posible mejorar la comprensión e implementación de la invención haciendo referencia a los dibujos adjuntos, que muestran algunas realizaciones ilustrativas y no limitativas de la misma, en donde:
- la figura 1 es un diagrama del sistema de accionamiento hidráulico de la invención asociado a un aparato de troquelado en una configuración inactiva;
- la figura 2 es el diagrama de la figura 1 que ilustra el sistema de accionamiento hidráulico y el aparato de troquelado en una configuración de trabajo en donde dos cilindros hidráulicos son accionados para mover herramientas de troquelado respectivas contra una pieza a trabajar;
- la figura 3 es el diagrama de la figura 1 que ilustra el sistema de accionamiento hidráulico y el aparato de troquelado en otra configuración de trabajo en donde una única herramienta de troquelado es accionada para actuar sobre la pieza.
Con referencia a la figura 1, la misma muestra el sistema 1 de accionamiento hidráulico de la invención asociable a un aparato 50 de troquelado de múltiples prensas para accionar una pluralidad de herramientas 51 de troquelado de dicho aparato 50 de troquelado a lo largo de ejes A de trabajo respectivos de manera separada e independiente para que las herramientas 51 de troquelado interactúen con una pieza 100 a trabajar, estando dispuesta esta última en una matriz 52 de troquelado del aparato 50 de troquelado. Las herramientas 51 de troquelado, en una cantidad de cuatro en la realización ilustrada, también pueden ser superiores en cantidad y estar dispuestas en una o más filas una al lado de la otra para formar una estructura de matriz de herramientas 51 de troquelado.
El sistema 1 de accionamiento hidráulico comprende una pluralidad de cilindros o gatos hidráulicos 2, cada uno asociado y dispuesto para accionar una herramienta 51 de troquelado respectiva. En detalle, cada cilindro hidráulico 2 comprende un émbolo 21 respectivo que define una cámara 22 de empuje y una cámara 23 de retorno dentro del cilindro y está asociado a una herramienta 51 de troquelado respectiva para mover esta última a lo largo del eje A de trabajo. Más precisamente, el émbolo 21 comprende un cuerpo principal deslizable dentro del cilindro hidráulico 2 respectivo para formar las dos cámaras 22, 21 de volumen variable y un vástago que sale del cilindro hidráulico 2 y está conectado a la herramienta 51 de troquelado correspondiente mediante medios de conexión del aparato 50 de troquelado, conocidos y no mostrados en las figuras.
El sistema 1 de accionamiento hidráulico comprende además una primera bomba 3 conectada a las cámaras 22 de empuje de los cilindros hidráulicos 2, en particular, mediante un circuito 12 de suministro formado por una pluralidad de conductos de suministro. La primera bomba 3 es de tipo reversible y está dispuesta para enviar aceite a presión al interior de una o más de las cámaras 22 de empuje, para empujar los émbolos 21 respectivos a lo largo de una dirección de trabajo y permitir que las herramientas 51 de troquelado asociadas a los mismos interactúen con la pieza 100, en una fase de accionamiento, o para absorber aceite desde dichas cámaras 22 de empuje para permitir que los émbolos 21 respectivos se muevan a lo largo de una dirección de retorno, opuesta a la dirección de trabajo, para separar y alejar las herramientas 51 de troquelado de la pieza 100, en una fase de absorción. En particular, en la fase de accionamiento, la primera bomba 3 envía aceite a una presión PA de suministro que es función de una fuerza de troquelado deseada que las herramientas de troquelado deben ejercer sobre la pieza 100 para realizar la mecanización requerida.
El sistema 1 de accionamiento hidráulico comprende un depósito 15 de aceite, a presión atmosférica, que está conectado a una boca de la primera bomba 3 a través de un circuito 14 de descarga, estando conectada la otra boca de la primera bomba 3 a los cilindros hidráulicos 2 a través del circuito 12 de suministro. En la fase de accionamiento, la primera bomba 3 extrae aceite del depósito 15 y lo envía a presión a los cilindros hidráulicos 2; en la fase de absorción, la primera bomba 3 vierte en el depósito 15 el aceite absorbido por los cilindros hidráulicos 2. El sistema 1 de accionamiento hidráulico también incluye una pluralidad de válvulas 4 de selector, en particular, insertadas en el circuito 12 de suministro, cada una interpuesta entre la primera bomba 3 y la cámara 22 de empuje de un cilindro hidráulico 2 respectivo y activable en apertura para disponer la primera bomba 3 en conexión de fluidos con la cámara 22 de empuje para accionar el cilindro hidráulico 2 y la herramienta 51 de troquelado correspondiente en la dirección de trabajo.
Un acumulador 5 hidráulico o presurizado está conectado a las cámaras 23 de retorno de los cilindros hidráulicos 2, en particular, mediante un circuito 13 de retorno formado por una pluralidad de conductos de retorno. El acumulador hidráulico 5, de tipo conocido y, por lo tanto, no descrito en mayor detalle, está dispuesto para mantener el aceite a una presión de precarga predefinida en las cámaras 23 de retorno de los cilindros, en particular, para mover a lo largo de la dirección de retorno uno o más émbolos 21 de los cilindros hidráulicos 2 que se accionan selectivamente activando las válvulas selectoras 4 correspondientes.
Debe observarse que la presión de precarga del aceite en las cámaras 23 de retorno de los cilindros hidráulicos 2 confiere una mayor rigidez a estos últimos y al circuito 12 de suministro y al circuito 13 de retorno, es decir, a la totalidad del sistema 1 de accionamiento hidráulico, que, de esta manera, es más reactivo y preciso en los movimientos de los émbolos 21 y, por lo tanto, de las herramientas 51 de troquelado durante las mecanizaciones realizadas en la pieza 100.
También debe observarse que, en cada cilindro hidráulico 2, la fuerza de troquelado que la herramienta 51 de troquelado es capaz de ejercer sobre la pieza 100 viene determinada por la diferencia entre una fuerza de empuje en la dirección de trabajo obtenida en la cámara 22 de empuje a partir del aceite a la presión de suministro que actúa sobre el émbolo 21 y la fuerza contraria opuesta en la dirección de retorno obtenida en la cámara 23 de retorno a partir del aceite a la presión de precarga que actúa sobre el émbolo 21.
El sistema 1 de accionamiento hidráulico comprende un motor eléctrico 6 controlado por una unidad 10 de control, por ejemplo, la unidad de control del aparato 50 de troquelado, y dispuesto para accionar la primera bomba 3 de tipo reversible en ambas direcciones de giro y de manera que la primera bomba 3 suministra un caudal definido de aceite a presión. Más precisamente, la unidad 10 de control regula el funcionamiento del motor eléctrico 10, en particular, variando el par, velocidad y aceleración de giro del eje 6a del motor que acciona la primera bomba 3 según las condiciones de trabajo, tal como, por ejemplo, el número de herramientas 51 de troquelado (es decir, cilindros hidráulicos 2) a accionar, la fuerza de troquelado a ejercer sobre la pieza 100 a trabajar (es decir, la presión de suministro del aceite a los cilindros hidráulicos). Con tal fin, el sistema 1 de accionamiento hidráulico comprende una pluralidad de detectores 17 de presión insertados en el circuito 12 de suministro, cada uno asociado a un cilindro hidráulico 2 respectivo y capaz de medir la presión del aceite en la cámara 3 de empuje. Los detectores 17 de presión están conectados a la unidad 10 de control para enviar a la misma señales relacionadas con las presiones detectadas.
En la realización mostrada en las figuras, el sistema 1 de accionamiento hidráulico de la invención comprende una segunda bomba 7, también de tipo reversible, acoplada y conectada a la primera bomba 3, en particular, mediante un eje de transmisión, y sustancialmente idéntica a la primera bomba 3. Las dos bombas 3, 7 son accionadas por el mismo motor eléctrico 6 controlado por la unidad 10 de control para girar conjuntamente a la misma velocidad y suministrar un caudal definido de aceite a presión a los cilindros hidráulicos 2.
En una variante del sistema 1 de accionamiento hidráulico de la invención no mostrada en las figuras, la primera bomba 3 y la segunda bomba 7 están integradas en una única bomba dotada de dos unidades de bombeo combinadas.
Una primera válvula diferencial 8 está interpuesta entre la segunda bomba 7 y las cámaras 22 de empuje de los cilindros hidráulicos 2 y activable cuando la presión PA de suministro supera una primera presión P1 de trabajo en al menos una de las cámaras 22 de empuje para conectar la segunda bomba 7 al depósito 15 de aceite para hacer un baipás con respecto a la segunda bomba 7 o disponerla en recirculación y permitir transferir toda la potencia del motor eléctrico 6 a la primera bomba 3, que es capaz de empujar y comprimir el aceite a valores de presión más altos. La primera válvula diferencial 8 es, por ejemplo, una válvula de tres vías insertada en el circuito 12 de suministro y conectada al depósito 15 a través de un primer conducto 16 de descarga. Por ejemplo, la primera válvula diferencial 8 es controlada y activada por la unidad 10 de control sobre la base de las señales de presión enviadas por los detectores 17 de presión. Alternativamente, la primera válvula diferencial 8 puede ser una servo válvula accionada por una válvula piloto activada por la presión del aceite en el circuito 12 de suministro.
El sistema 1 de accionamiento hidráulico comprende además una segunda válvula diferencial 9 interpuesta entre el acumulador hidráulico 5 y las cámaras 23 de retorno de los cilindros hidráulicos 2 y activable cuando la presión PA de suministro supera una segunda presión P2 de trabajo en al menos una de las cámaras 22 de empuje para conectar las cámaras 23 de retorno al depósito 15 y disponer este último en descarga, es decir, a presión atmosférica. De esta manera, aunque la presión PA de suministro del aceite en las cámaras 22 de empuje permanece constante, la fuerza de troquelado aumenta a medida que la presión en las cámaras 23 de retorno disminuye hasta el valor atmosférico. Por lo tanto, es posible de esta manera contener el valor de la presión PA de suministro y reducir el consumo de energía de la primera bomba 3.
El valor de la segunda presión P2 de trabajo es más alto que el de la primera presión P1 de trabajo.
La segunda válvula diferencial 9 es, por ejemplo, una válvula de tres vías insertada en el circuito 13 de retorno y conectada al depósito 15 a través de un segundo conducto 18 de descarga. Por ejemplo, la segunda válvula diferencial 9 es controlada y activada por la unidad 10 de control sobre la base de las señales de presión enviadas por los detectores 17 de presión. Alternativamente, la segunda válvula diferencial 9 puede ser una servo válvula accionada por una válvula piloto activada por la presión del aceite en el circuito 12 de suministro.
El funcionamiento del sistema 1 de accionamiento hidráulico de la invención asociado al aparato 50 de troquelado de múltiples prensas permite mover la herramienta o herramientas 51 de troquelado necesarias para realizar las mecanizaciones requeridas en la pieza 100, por ejemplo, dos en la configuración de trabajo ilustrativa de la figura 2, accionando los cilindros hidráulicos 2 respectivos. Estos últimos son accionados activando y abriendo las válvulas selectoras 4 correspondientes y accionando la primera bomba 3 y la segunda bomba 7 en una primera dirección de giro para enviar aceite a presión a las cámaras 22 de empuje. Más precisamente, el motor eléctrico 2 es controlado por la unidad 10 de control para girar las bombas en la primera dirección de giro con una velocidad y par definidos, de modo que las bombas 3, 7 suministran un caudal estable de aceite a una presión PA de suministro que está relacionada con la fuerza de troquelado a ejercer sobre la pieza 100, es decir, por la resistencia que esta última opone a la mecanización. Debido a que la fuerza de troquelado, que depende del tipo de herramienta usada (forma, tamaño, ...), la mecanización específica a realizar (fresado, corte, deformación, ...) y el material de la pieza 100, puede variar, en particular, aumentar durante la realización de la mecanización, también la presión PA de suministro puede variar (aumentar) dentro de las cámaras 22 de empuje, provocando así un aumento en el par o potencia que el motor eléctrico 6 debe suministrar a las bombas 3, 7 para que estas últimas suministren la presión Pa de suministro necesaria.
Debe observarse que la fuerza de troquelado, es decir, la fuerza efectiva ejecutada por el émbolo 21 en la herramienta 51 de troquelado, está determinada por la diferencia entre la fuerza de empuje a lo largo de la dirección de trabajo creada en la cámara 22 de empuje por el aceite a la presión PA de suministro que actúa sobre el émbolo 21 y la fuerza contraria a lo largo de la dirección de retorno creada en la cámara 23 de retorno, en conexión con el acumulador 5, a partir del aceite a la presión de precarga que actúa sobre el émbolo 21. También debe observarse que la presión de precarga del aceite en las cámaras 23 de retorno de los cilindros hidráulicos 2 confiere rigidez a estos últimos y al circuito 12 de suministro y al circuito 13 de retorno, es decir, a la totalidad del sistema 1 de accionamiento hidráulico que, de esta manera, es más reactivo y preciso. Una vez se han realizado las mecanizaciones sobre la pieza 100, las herramientas 51 de troquelado se separan y se alejan de esta última moviendo los émbolos 21 de los cilindros hidráulicos 2 respectivos en la dirección de retorno. Esto se consigue invirtiendo la dirección de giro del motor eléctrico 2, es decir, girando las bombas 3, 7 en la segunda dirección de giro opuesta, para absorber aceite de las cámaras 22 de empuje y transportarlo hacia el depósito 15. De esta manera, la presión del aceite en las cámaras 22 de empuje se reduce (a un valor cercano al de la presión atmosférica) permitiendo que el aceite contenido en las cámaras 23 de retorno a la presión de precarga (asegurada por el acumulador hidráulico 5) empuje los émbolos 21 en la dirección de retorno.
Debe observarse que el uso del acumulador hidráulico 5 para mover los émbolos 21 en la dirección de retorno permite simplificar y hacer más económico el sistema 1 de accionamiento hidráulico, ya que evita el uso de válvulas selectoras adicionales para transportar el aceite dispensado desde las bombas 3, 7 a las cámaras 23 de retorno. Además, el consumo de potencia del motor eléctrico 6 y de las bombas 3, 7, accionados sustancialmente para conectar las cámaras 22 de empuje al depósito 15, es mínimo e inferior al que sería necesario para que las bombas 3, 7 muevan los émbolos 21 en la dirección de retorno.
La figura 3 ilustra otra configuración de trabajo del sistema 1 de accionamiento hidráulico del aparato 50 de troquelado, que permite accionar una única herramienta 51 de troquelado activando la válvula selectora 4 correspondiente que permite que las bombas 3, 7 envíen el aceite a presión al cilindro hidráulico 2 respectivo. En esta configuración, en el recorrido del émbolo 21 y de la herramienta 51 de troquelado, la fuerza de troquelado aumenta progresivamente y con la misma la presión Pa de suministro dentro de la cámara 22 de empuje. Cuando se supera la primera presión P1 de trabajo, la segunda bomba 7 se dispone en recirculación, es decir, se conecta en suministro al depósito 15 de aceite para enviar el aceite a este último, activando la primera válvula diferencial 8. De esta manera, la segunda bomba 7 queda sustancialmente excluida del funcionamiento y toda la potencia del motor eléctrico 6 es suministrada a la primera bomba 3, que por lo tanto puede garantizar el aumento de presión PA de suministro necesario. Más precisamente, es posible aumentar la presión PA de suministro, con una reducción en el caudal del aceite, es decir, en la velocidad del émbolo 21, sustancialmente sin aumentar la potencia del motor eléctrico 6 o aumentándola solamente en un grado limitado, permitiendo por lo tanto contener el consumo de energía del sistema 1 de suministro en general.
Al ejecutar la mecanización, si la fuerza de troquelado aumenta adicionalmente y con la misma la presión PA de suministro dentro de la cámara 22 de empuje, cuando se supera la segunda presión P2 de trabajo, la segunda válvula diferencial 9 se activa, lo que dispone en conexión de fluido las cámaras 23 de retorno con el depósito 15, es decir, dispone las cámaras 23 de retorno en descarga, a presión atmosférica. De esta manera, la presión Pa de suministro del aceite en las cámaras 22 de empuje puede permanecer sustancialmente constante (e igual a la segunda presión P2 de trabajo) o aumentar limitadamente, pero la fuerza efectiva ejercida por el émbolo 21 en la dirección de trabajo, es decir, la fuerza de troquelado, aumenta considerablemente ya que la presión en las cámaras 23 de retorno disminuye hasta el valor atmosférico, es decir, la fuerza contraria del émbolo en la dirección de retorno disminuye. En otras palabras, al descargar las cámaras 23 de retorno mediante la segunda válvula diferencial 9, es posible aumentar considerablemente la fuerza de troquelado sin que sea necesario aumentar la presión PA de suministro o aumentar la potencia del motor eléctrico 2, permitiendo de este modo contener el consumo de energía.
También en este caso, una vez ha finalizado la mecanización de la pieza 100 a trabajar, la herramienta 51 de troquelado se separa y se aleja de la pieza 100 a trabajar moviendo el émbolo 21 en la dirección de retorno, en particular, girando las bombas 3, 7 en la segunda dirección de giro opuesta para absorber aceite de las cámaras 22 de empuje y transportarlo hacia el depósito 15 y desactivando la segunda válvula diferencial 9 para conectar las cámaras 23 de retorno al acumulador hidráulico 5 nuevamente. De esta manera, la presión del aceite en las cámaras 22 de empuje se reduce, permitiendo que el aceite contenido en las cámaras 23 de retorno a la presión de precarga (garantizada por el acumulador hidráulico 5) empuje los émbolos 21 en la dirección de retorno.
Por lo tanto, gracias al sistema 1 de suministro hidráulico de la invención asociable a un aparato 50 de troquelado de múltiples prensas, es posible accionar de manera precisa y exacta, individual e independientemente, una pluralidad de herramientas 51 de troquelado de dicho aparato de troquelado para realizar una o más mecanizaciones al mismo tiempo sobre la pieza 100. Más precisamente, activando las válvulas selectoras 4 es posible seleccionar los cilindros hidráulicos 2 a accionar para mover las herramientas 51 de troquelado respectivas.
Ajustando la velocidad de giro de las bombas 3, 7 actuando sobre el motor eléctrico 6 controlado por la unidad 10 de control, es posible ajustar el caudal y la presión de suministro del aceite en las cámaras 22 de empuje de los cilindros hidráulicos 2 y, por lo tanto, es posible controlar de manera precisa y exacta la posición, desplazamiento y velocidad de los émbolos 21 y las herramientas 51 de troquelado respectivas a lo largo de los ejes A de trabajo. La precisión y reactividad, es decir, la capacidad de reaccionar a las órdenes y los ajustes (cambios en el caudal y/o la presión del aceite en los cilindros) de los cilindros hidráulicos 2 y de la totalidad del sistema 1 de accionamiento hidráulico de la invención, también están aseguradas por la rigidez de este último obtenida, tal como ya se destacó, conectando las cámaras 23 de retorno de los cilindros hidráulicos 2 al acumulador hidráulico 5 que mantiene el aceite a una presión de precarga definida.
El acumulador hidráulico 5 que permite mover los émbolos 21 en la dirección de retorno también hace posible simplificar y hacer menos costoso el sistema 1 de accionamiento hidráulico, ya que evita el uso de válvulas selectoras adicionales para transportar el aceite suministrado por las bombas 3, 7 a las cámaras 23 de retorno y reduce el consumo de energía del motor eléctrico 6 y de las bombas 3, 7, que no deben suministrar aceite a presión para mover dichos émbolos 21 en la dirección de retorno.
El sistema 1 de accionamiento hidráulico de la invención tiene también un consumo de energía reducido y una elevada eficiencia energética gracias al uso de las dos válvulas diferenciales 8, 9 que se activan cuando la presión PA de suministro en los cilindros hidráulicos 2 alcanza respectivamente una primera presión P1 de trabajo y una segunda presión P2 de trabajo. Más precisamente, cuando la presión PA de suministro supera la primera presión P1 de trabajo, la segunda bomba 7 se dispone en recirculación, es decir, conectada en suministro al depósito 15 de aceite, activando la primera válvula diferencial 8, de modo que el motor eléctrico 6 acciona de hecho solamente la primera bomba 3. Por lo tanto, es posible garantizar el aumento necesario en la presión PA de suministro sin aumentar la potencia y, por lo tanto, el consumo de energía del motor eléctrico 6.
Cuando la presión PA de suministro supera la segunda presión P2 de trabajo la segunda válvula diferencial 9, que dispone las cámaras 23 de retorno y el depósito 15 en conexión de fluidos, también se activa. Por lo tanto, la presión PA de suministro del aceite en las cámaras 22 de empuje puede permanecer sustancialmente constante o aumentar limitadamente, ya que la fuerza efectiva ejercida sobre el émbolo 21 en la dirección de trabajo, es decir, la fuerza de troquelado, aumenta disminuyendo la presión en las cámaras 23 de retorno. La fuerza de troquelado aumenta sin necesidad de aumentar la presión Pa de suministro, es decir, de aumentar la potencia del motor eléctrico 2.
El sistema 1 de accionamiento hidráulico de la invención es por lo tanto más eficiente en consumo de energía que los sistemas de accionamiento conocidos para aparatos de troquelado de múltiples prensas.
Debe observarse que el sistema 1 de accionamiento hidráulico de la invención comprende un número limitado de válvulas y el uso de un acumulador hidráulico normalmente es sencillo y económico y tiene unas dimensiones y requisitos de espacio reducidos y compactos.
El método según la invención para accionar de manera separada e independiente una pluralidad de herramientas 51 de troquelado del aparato 50 de troquelado de múltiples prensas dotado del sistema 1 de accionamiento hidráulico descrito anteriormente e ilustrado en las figuras 1 a 3 comprende:
- seleccionar al menos una herramienta 51 de troquelado para su accionamiento activando en apertura la válvula selectora 4 respectiva que está interpuesta entre la primera bomba 3, de tipo reversible y dispuesta para suministrar aceite a la presión PA de suministro, y el cilindro hidráulico 2 que actúa sobre la herramienta 51 de troquelado seleccionada;
- accionar la primera bomba 3 en una primera dirección de giro para enviar aceite a presión a una cámara 22 de empuje del cilindro hidráulico 2 para empujar el émbolo 21 del mismo a lo largo de una dirección de trabajo y permitir que la herramienta 51 de troquelado seleccionada asociada al mismo realice una mecanización en la pieza 100; - una vez se ha realizado dicha mecanización, accionar la primera bomba 3 en una segunda dirección de giro opuesta para absorber aceite de la cámara 22 de empuje, siendo empujado el émbolo 21 a lo largo de una dirección de retorno para permitir que la herramienta 51 de troquelado se separe y se aleje de la pieza 100 mediante aceite a presión enviado a la cámara 23 de retorno del cilindro hidráulico 1 mediante un acumulador hidráulico 5.
El método también comprende, durante el accionamiento de la primera bomba 3, accionar además una segunda bomba 7, en particular, acoplada y conectada a la primera bomba 3, en la primera dirección de giro, para enviar aceite a la cámara 22 de empuje del cilindro hidráulico 2 hasta una primera presión P1 de trabajo, por encima de la que la segunda bomba reversible 7 se dispone en recirculación conectándola al depósito 15, en donde se envía el aceite, activando la primera válvula diferencial 8. También comprende, durante el accionamiento de la primera bomba reversible 3, conectar la cámara 23 de retorno del cilindro hidráulico 2 al depósito 15, activando la segunda válvula diferencial 9, cuando la presión del aceite en la cámara 22 de empuje supera una segunda presión P2 de trabajo.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Sistema (1) de accionamiento hidráulico asociable a un aparato (50) de troquelado de múltiples prensas para accionar una pluralidad de herramientas (51) de troquelado de dicho aparato (50) de troquelado a lo largo de ejes (A) de accionamiento respectivos de manera separada e independiente para interactuar con una pieza (100) a trabajar, comprendiendo el sistema (1) de accionamiento hidráulico:
- una pluralidad de cilindros hidráulicos (2), siendo asociable cada cilindro hidráulico a una herramienta (51) de troquelado respectiva y estando dotado de un émbolo (21) respectivo que define una cámara (22) de empuje y una cámara (23) de retorno dentro del cilindro hidráulico (2) y asociable a la herramienta (51) de troquelado correspondiente para mover esta última a lo largo del eje (A) de accionamiento respectivo;
- una primera bomba (3) de tipo reversible conectada a dichas cámaras (22) de empuje de dichos cilindros hidráulicos (2) y dispuesta para enviar aceite a una presión (Pa) de suministro al menos en una de dichas cámaras (22) de empuje en una fase de accionamiento para empujar el émbolo (21) respectivo a lo largo de una dirección de trabajo y permitir que la herramienta (51) de troquelado asociable al mismo interactúe con la pieza (100) a trabajar, o para absorber aceite desde al menos dicha cámara (22) de empuje en una fase de absorción para permitir que el émbolo (21) respectivo se mueva a lo largo de una dirección de retorno y dicha herramienta (51) de troquelado se separe y se aleje de dicha pieza (100) a trabajar;
- una pluralidad de válvulas selectoras (4), estando asociada cada válvula selectora a un cilindro hidráulico (2) respectivo, interpuesta entre dicha primera bomba (3) y la cámara (22) de empuje del cilindro hidráulico (2) y activable para disponer en conexión de fluidos la primera bomba (3) con la cámara (22) de empuje para accionar el cilindro hidráulico (2);
- un acumulador hidráulico (5) conectado a dichas cámaras (23) de retorno de dichos cilindros hidráulicos (2) y dispuesto para mantener en dichas cámaras (23) de retorno aceite a una presión de precarga definida, en particular, para mover a lo largo de la dirección de retorno al menos un émbolo (21) de un cilindro hidráulico (2) accionado activando la válvula selectora (4) correspondiente.
2. Sistema (1) de accionamiento hidráulico según la reivindicación 1, que comprende un motor eléctrico (6) controlado por una unidad (10) de control y dispuesto para accionar dicha primera bomba (3) de tipo reversible en ambas direcciones de giro y de manera que suministra un caudal de aceite definido a una presión (Pa) de suministro definida.
3. Sistema (1) de accionamiento hidráulico según la reivindicación 2, que comprende una segunda bomba (7) de tipo reversible acoplada y conectada a dicha primera bomba (3), siendo accionadas dichas bombas (3, 7) por un mismo motor eléctrico (6) controlado por la unidad (10) de control y dispuesto para accionar dichas bombas (3, 7) en ambas direcciones de giro y de manera que suministran un caudal de aceite definido a una presión (Pa) de suministro determinada.
4. Sistema (1) de accionamiento hidráulico según la reivindicación 3, que comprende una primera válvula diferencial (8) interpuesta entre dicha segunda bomba (7) y dichas cámaras (22) de empuje y activable cuando dicha presión (Pa) de suministro supera una primera presión (P1) de trabajo en al menos una de dichas cámaras (22) de empuje para conectar dicha segunda bomba (7) a un depósito (15) de aceite, en particular, estando dicho depósito (15) a presión atmosférica.
5. Sistema (1) de accionamiento hidráulico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una segunda válvula diferencial (9) interpuesta entre dicho acumulador hidráulico (5) y dichas cámaras (23) de retorno y activable cuando dicha presión (Pa) de suministro supera una segunda presión (P2) de trabajo en al menos una de dichas cámaras (22) de empuje para conectar dichas cámaras (23) de retorno a un depósito (15) de aceite, en particular, estando dicho depósito (15) a presión atmosférica.
6. Sistema (1) de accionamiento hidráulico según las reivindicaciones 4 y 5, en donde dicha segunda presión (P2) de trabajo es más alta que dicha primera presión (P1) de trabajo.
7. Sistema (1) de accionamiento hidráulico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un depósito (15) de aceite desde donde se absorbe aceite mediante al menos dicha primera bomba (3) cuando se acciona en una primera dirección de giro para enviar aceite a la presión (Pa) de suministro a dichos cilindros hidráulicos (2) y en donde se envía aceite cuando dicha primera bomba (3) se acciona en una segunda dirección de giro opuesta para absorber aceite desde dichos cilindros hidráulicos (2).
8. Aparato (50) de troquelado de múltiples prensas que comprende un sistema (1) de accionamiento hidráulico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores para accionar una pluralidad de herramientas (51) de troquelado a lo largo de ejes (A) de accionamiento respectivos de manera separada e independiente.
9. Método para accionar de manera separada e independiente una pluralidad de herramientas (51) de troquelado de un aparato (50) de troquelado de múltiples prensas dotado de un sistema (1) de accionamiento hidráulico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende:
- seleccionar al menos una herramienta (51) de troquelado para su accionamiento activando una válvula selectora (4) respectiva interpuesta entre una primera bomba (3) que es de tipo reversible y dispuesta para suministrar aceite a una presión (Pa) de suministro, y un cilindro hidráulico (2) que actúa sobre dicha herramienta (51) de troquelado; - accionar dicha primera bomba (3) en una primera dirección de giro para enviar aceite a presión a una cámara (22) de empuje de dicho cilindro hidráulico (2) para empujar un émbolo (21) del mismo a lo largo de una dirección de trabajo y permitir que una herramienta (51) de troquelado asociada al mismo realice una mecanización en una pieza (100) a trabajar;
- una vez se ha realizado dicha mecanización, accionar dicha primera bomba (3) en una segunda dirección de giro opuesta para absorber aceite de dicha cámara (22) de empuje, siendo empujado dicho émbolo (21) a lo largo de una dirección de retorno por aceite a presión enviado a una cámara (23) de retorno de dicho cilindro hidráulico (1) mediante un acumulador hidráulico (5), para permitir que dicha herramienta (51) de troquelado se separe y se aleje de dicha pieza (100) a trabajar.
10. Método según la reivindicación 9, que comprende, durante dicho accionamiento de dicha primera bomba (3), accionar además en dicha primera dirección de giro una segunda bomba (7) de tipo reversible, en particular, acoplada y conectada a dicha primera bomba (3), para enviar aceite en dicha cámara (22) de empuje hasta una primera presión (P1) de trabajo, por encima de la que dicha segunda bomba (7) se conecta a un depósito (15) en donde dicha segunda bomba (7) envía el aceite, activando una primera válvula diferencial (8).
11. Método según la reivindicación 9 o 10, que comprende, durante dicho accionamiento de dicha primera bomba (3), conectar dicha cámara (23) de retorno a un depósito (15) de aceite activando una segunda válvula diferencial (9), cuando la presión (Pa) de suministro en dicha cámara (22) de empuje supera una segunda presión (P2) de trabajo.
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