IT201800009060A1

IT201800009060A1 - Sistema di azionamento idraulico per un apparato di punzonatura

Info

Publication number: IT201800009060A1
Application number: IT102018000009060A
Authority: IT
Inventors: Claude Lucien Battheu; Ruggero Battaglia
Original assignee: Salvagnini Italia Spa
Priority date: 2018-10-01
Filing date: 2018-10-01
Publication date: 2020-04-01
Also published as: JP7048821B2; CN112789125A; PL3860777T3; DK3860777T3; CN112789125B; EP3860777A1; EP3860777B1; WO2020070614A1; KR20210069695A; FI3860777T3; US20220032356A1; KR102468111B1; JP2022502263A; ES2937057T3; BR112021003348A2

Description

Sistema di azionamento idraulico per un apparato di punzonatura L’invenzione concerne macchine utensili per la lavorazione di pezzi e/o lamiere metalliche ed in particolare riguarda un sistema di azionamento idraulico installabile su apparato di punzonatura multi-pressa di una macchina punzonatrice per azionare in modo separato e indipendente una pluralità di utensili di punzonatura.

Sono note macchine punzonatrici provviste di apparati di punzonatura multi-pressa o multi-utensile ossia comprendenti una pluralità di utensili di punzonatura o punzoni disposti adiacenti ed affiancati su una o più file, ad esempio per formare una struttura a matrice a file parallele, ed azionati linearmente in modo separato ed indipendente per interagire con il pezzo da lavorare da rispettive presse, costituite da attuatori lineari, tipicamente cilindri idraulici. In tale tipologia di macchina, gli apparati di punzonatura comprendono tutti gli utensili necessari ad eseguire in sequenza le lavorazioni richieste sul pezzo. In questo modo, non è necessario eseguire operazioni di cambio utensile durante il ciclo di produzione, ciò consentendo di eliminare sia le soste per la sostituzione degli utensili (aumentando così la produttività della macchina) sia i dispositivi automatici di allestimento e sostituzione degli utensili (semplificando la struttura della macchina). Per eseguire correttamente le lavorazioni sul pezzo è necessario controllare di ciascun utensile di punzonatura la posizione, lo spostamento o corsa e la velocità lungo un rispettivo asse operativo, generalmente verticale, poiché tali parametri dipendono e sono funzione dello spessore e del tipo di materiale del pezzo da lavorare e/o dalla tipologia di lavorazione da eseguire.

Per azionare e controllare con precisione il movimento degli utensili, gli apparati di punzonatura noti sono provvisti di sistemi di azionamento idraulico in grado di alimentare e dunque azionare in modo separato e indipendente i cilindri idraulici i cui pistoni sono collegati a e muovono i rispettivi utensili, in modo da realizzare sul pezzo in una stessa fase operativa una singola lavorazione oppure una pluralità di lavorazioni.

I sistemi di azionamento idraulico noti comprendono generalmente una o più pompe idrauliche azionate da un motore elettrico, le quali alimentano con fluido idraulico (olio) ad elevata pressione (fino a 300 bar) un circuito di alimentazione collegato a ciascun cilindro idraulico tramite opportune valvole di derivazione e di regolazione della pressione. Per mezzo delle suddette valvole, è possibile quindi selezionare il cilindro idraulico, ossia l’utensile, da azionare, la direzione di movimentazione del pistone del cilindro (ossia una corsa di lavoro oppure una corsa di ritorno del pistone/utensile) e la pressione di alimentazione del cilindro idraulico, ossia la forza di punzonatura che l’utensile esercita sul pezzo in lavorazione. L’elevata pressione (fino a 300 bar) con la quale la pompa idraulica alimenta il circuito di alimentazione è calcolata per garantire che uno o più cilindri idraulici dell’apparato di punzonatura esercitino la massima forza di punzonatura sui pezzi in lavorazione.

Tuttavia negli abituali processi di lavorazione solo una minima parte (20% circa) delle lavorazioni eseguite sui pezzi richiede l’applicazione della massima forza di punzonatura ossia della massima pressione di alimentazione per i cilindri idraulici, la pressione di alimentazione normalmente richiesta essendo molto più ridotta (60-100 bar).

Uno svantaggio dei suddetti sistemi di azionamento idraulico risiede quindi nei loro elevati consumi energetici (necessari per pompare l’olio nel circuito di alimentazione ad elevata pressione) e nella loro complessiva bassa efficienza energetica (nella maggior parte delle lavorazioni la pressione dell’olio deve essere infatti ridotta).

Un altro svantaggio di tali sistemi di azionamento idraulico risiede nel fatto che a causa dell’elevata pressione di alimentazione e delle dissipazioni termiche dovute alla riduzione di pressione nelle valvole di regolazione dei cilindri idraulici, l’olio si riscalda e deve essere quindi raffreddato da opportunamente mezzi di raffreddamento, che rendono l’apparato di punzonatura più complesso e costoso.

Sono noti altresì apparati di punzonatura nei quali ciascun cilindro idraulico è alimentato e controllato da una rispettiva pompa idraulica tramite un circuito di alimentazione chiuso e sprovvisto di valvole. La pompa idraulica è del tipo reversibile ossia azionabile nei due sensi di rotazione in modo da muovere il pistone del cilindro, e quindi l’utensile, nella corsa di lavoro oppure nella corsa di ritorno inviando l’olio in pressione rispettivamente ad una camera superiore di spinta oppure ad una camera inferiore di ritorno. La pompa idraulica è in particolare azionata da un motore elettrico controllato elettronicamente (tipicamente mediante inverter) in modo cambiare il verso di rotazione e variare automaticamente la pressione di alimentazione del cilindro idraulico in funzione delle esigenze di utilizzo (forza di punzonatura), ciò consentendo di contenere i consumi energetici e di aumentare l’efficienza complessiva dell’apparato di punzonatura.

Nel caso di apparati di punzonatura multi-pressa aventi una pluralità di punzoni e relativi cilindri idraulici disposti adiacenti ed affiancati a formare una struttura a matrice a file parallele, questa soluzione risulta tuttavia molto costosa ed ingombrante giacché per un azionamento separato ed indipendente dei punzoni è necessaria per ciascuno dei cilindri idraulici una pompa con relativi motore elettrico e circuito di alimentazione.

Uno scopo della presente invenzione è migliorare i sistemi di azionamento idraulico noti per apparati di punzonatura multi-pressa.

Un altro scopo è fornire realizzare un sistema di azionamento idraulico per un apparato di punzonatura multi-pressa avente ridotti consumi energetici e elevata efficienza energetica. Un ulteriore scopo è realizzare un sistema di azionamento idraulico che permetta all’apparato di punzonatura di eseguire in modo ottimale i processi di punzonatura, in particolare in grado di azionare e controllare in modo preciso ed accurato posizione, spostamento e velocità di ciascun utensile di punzonatura lungo un rispettivo asse operativo.

Un ulteriore scopo è fornire un sistema di azionamento idraulico per apparato di punzonatura multi-pressa che sia semplice ed economico e con dimensioni e ingombri ridotti e contenuti.

Questi scopi ed altri sono conseguiti da un sistema di azionamento idraulico secondo una delle rivendicazioni di seguito riportate.

L’invenzione potrà essere meglio compresa ed attuata con riferimento agli allegati disegni che ne illustrano alcune forme esemplificative e non limitative di attuazione, in cui:

- la figura 1 è uno schema del sistema di azionamento idraulico dell’invenzione associato ad un apparato di punzonatura in una configurazione non operativa;

- la figura 2 è lo schema di figura 1 che illustra il sistema di azionamento idraulico e l’apparato di punzonatura in una configurazione operativa in cui due cilindri idraulici sono azionati per movimentare rispettivi utensili di punzonatura contro un pezzo da lavorare;

- la figura 3 è lo schema di figura 1 che illustra il sistema di azionamento idraulico e l’apparato di punzonatura in un’ulteriore configurazione operativa in cui un solo utensile di punzonatura è azionato per operare sul pezzo.

Con riferimento alla figura 1, è illustrato il sistema di azionamento idraulico 1 dell’invenzione associabile ad un apparato di punzonatura multi-pressa 50 per azionare in modo separato ed indipendente una pluralità di utensili di punzonatura 51 del suddetto apparato di punzonatura 50 lungo rispettivi assi di lavoro A in modo tale che gli utensili di punzonatura 51 interagiscano con un pezzo 100 da lavorare, quest’ultimo posizionato su una matrice di punzonatura 52 dell’apparato di punzonatura 50. Gli utensili di punzonatura 51, in numero di quattro nella forma di realizzazione illustrata, possono essere anche in numero superiore e disposti su una più file affiancate in modo da formare una struttura a matrice di utensili di punzonatura 51.

Il sistema di azionamento idraulico 1 comprende una pluralità di cilindri o martinetti idraulici 2 ciascuno dei quali associato e disposto per azionare un rispettivo utensile di punzonatura 51. Nel dettaglio, ciascun cilindro idraulico 2 comprende un rispettivo pistone 21 definente all’interno del cilindro una camera di spinta 22 ed una camera di ritorno 23 e associato ad un rispettivo utensile di punzonatura 51 per movimentare quest’ultimo lungo l’asse operativo A. Più precisamente, il pistone 21 comprende un corpo principale scorrevole all’interno del rispettivo cilindro idraulico 2 per formare le due camere 22, 21 di volume variabile ed uno stelo che fuoriesce dal cilindro idraulico 2 ed è connesso al relativo utensile di punzonatura 51 tramite mezzi di connessione dell’apparato di punzonatura 50, noti ed non illustrati nelle figure.

Il sistema di azionamento idraulico 1 comprende, inoltre, una prima pompa 3 connessa alle camere di spinta 22 dei cilindri idraulici 2, in particolare mediante un circuito di alimentazione 12 formato da una pluralità di condotti di alimentazione. La prima pompa 3 è di tipo reversibile e disposta per mandare olio in pressione in una o più delle camere di spinta 2, così da spingere i rispettivi pistoni 21 lungo una direzione di lavoro e consentire agli utensili di punzonatura 51 ad essi associati di interagire con il pezzo 100, in una fase di azionamento, oppure richiamare olio da dette camere di spinta 22, per consentire ai rispettivi pistoni 21 di muoversi lungo una direzione di ritorno, opposta alla direzione di lavoro, per il disimpegno e allontanamento degli utensili di punzonatura 51 dal pezzo 100, in una fase di richiamo. In particolare, nella fase di azionamento la prima pompa 3 invia olio ad una pressione di alimentazione PA che è funzione di una desiderata forza di punzonatura che gli utensili di punzonatura devono esercitare sul pezzo 100 per realizzare la richiesta lavorazione.

Il sistema di azionamento idraulico 1 comprende un serbatoio 15 dell’olio, a pressione atmosferica, che è collegato ad una bocca della prima pompa 3 tramite un circuito di scarico 14, l’altra bocca della prima pompa 3 essendo collegata ai cilindri idraulici 2 tramite il circuito di alimentazione 12. Nella fase di azionamento, la prima pompa 3 aspira olio dal serbatoio 15 e lo invia in pressione ai cilindri idraulici 2; nella fase di richiamo, la prima pompa 3 riversa nel serbatoio 15 l’olio richiamato dai cilindri idraulici 2.

Il sistema di azionamento idraulico 1 include altresì una pluralità di valvole selettrici 4, in particolare inserite nel circuito di alimentazione 12, ciascuna delle quali interposta tra la prima pompa 3 e la camera di spinta 22 di un rispettivo cilindro idraulico 2 e attivabile in apertura per porre in collegamento di flusso la prima pompa 3 alla camera di spinta 22 in modo da azionare il cilindro idraulico 2 ed il relativo utensile di punzonatura 51 nella direzione di lavoro.

Un accumulatore idraulico o pressurizzato 5 è collegato alle camere di ritorno 23 dei cilindri idraulici 2, in particolare mediante un circuito di ritorno 13 formato da una pluralità di condotti di ritorno. L’accumulatore idraulico 5, di tipo noto e non descritto pertanto ulteriormente nei dettagli, è disposto per mantenere nelle camere di ritorno 23 dei cilindri l’olio ad una definita pressione di precarico, in particolare per muovere lungo la direzione di ritorno uno o più pistoni 21 dei cilindri idraulici 2 che sono selettivamente azionati attivando le corrispondenti valvole selettrici 4.

Da notare che la pressione di precarico dell’olio nelle camere di ritorno 23 dei cilindri idraulici 2 conferisce maggiore rigidità a questi ultimi ed ai circuiti di alimentazione 12 e di ritorno 13 ossia all’intero sistema di azionamento idraulico 1 che risulta in questo modo più reattivo e preciso nei movimenti dei pistoni 21 e quindi degli utensili di punzonatura 51 durante le lavorazioni sul pezzo 100.

Si noti, inoltre, che in ciascun cilindro idraulico 2 la forza di punzonatura che l’utensile di punzonatura 51 è in grado di esercitare sul pezzo 100 è data dalla differenza tra una forza di spinta nella direzione di lavoro ottenuta nella camera di spinta 22 dall’olio alla pressione di alimentazione agente sul pistone 21 e un’opposta forza di contrasto nella direzione di ritorno ottenuta nella camera di ritorno 23 dall’olio alla pressione di precarico agente sul pistone 21.

Il sistema di azionamento idraulico 1 comprende un motore elettrico 6 comandato da un’unità di controllo 10, ad esempio l’unità di controllo dell’apparato di punzonatura 50, e disposto per azionare la prima pompa 3 di tipo reversibile in entrambi i versi di rotazione e, in modo tale da che essa eroghi una definita portata di olio in pressione. Più precisamente, l’unità di controllo 10 regola il funzionamento del motore elettrico 10, in particolare variando coppia di rotazione, velocità e accelerazione dell’albero motore 6a che aziona la prima pompa 3 in funzione delle condizioni operative, quali ad esempio numero degli utensili di punzonatura 51 (ossia dei cilindri idraulici 2) da azionare, forza di punzonatura da esercitare sul pezzo 100 (ossia pressione di alimentazione dell’olio ai cilindri idraulici). A tale scopo il sistema di azionamento idraulico 1 comprende una pluralità di sensori di pressione 17 inseriti nel circuito di alimentazione 12, ciascuno dei quali associato ad un rispettivo cilindro idraulico 2 ed in grado di misurare una pressione dell’olio nella camera di spinta 3. I sensori di pressione 17 sono collegati all’unità di controllo 10 per inviare ad essa segnali relativi alle pressioni rilevate.

Nella forma di realizzazione illustrata nelle figure, il sistema di azionamento idraulico 1 dell’invenzione comprende una seconda pompa 7, anch’essa del tipo reversibile, accoppiata e connessa alla prima pompa 3, in particolare mediante un albero di trasmissione e sostanzialmente identica alla prima pompa 3. Le due pompe 3, 7 sono azionate dallo stesso motore elettrico 6 comandato dall’unità di controllo 10 in modo da ruotare insieme alla stessa velocità ed erogare una definita portata di olio in pressione ai cilindri idraulici 2.

In una variante del sistema di azionamento idraulico 1 dell’invenzione non illustrata nelle figure, la prima pompa 3 e la seconda pompa 7 sono integrate in un’unica pompa provvista di due gruppi pompanti abbinati.

Una prima valvola differenziale 8 è interposta tra la seconda pompa 7 e le camere di spinta 22 dei cilindri idraulici 2 ed è attivabile quando la pressione di alimentazione PA supera una prima pressione di lavoro P1 in almeno una delle camere di spinta 22 per collegare la seconda pompa 7 al serbatoio 15 di olio così da mettere in by-pass o ricircolo la seconda pompa 7 e consentire di trasferire tutta la potenza del motore elettrico 6 alla prima pompa 3 in grado di spingere e comprimere l’olio a valori di pressione più elevati. La prima valvola differenziale 8 è, ad esempio, una valvola a tre vie inserita nel circuito di alimentazione 12 e collegata al serbatoio 15 tramite un primo condotto di scarico 16. La prima valvola differenziale 8 è, ad esempio, controllata ed attivata dall’unità di controllo 10 sulla base dei segnali di pressione inviati dai sensori di pressione 17. In alternativa, la prima valvola differenziale 8 può essere una servo-valvola azionata da una valvola pilota attivata dalla pressione dell’olio nel circuito di alimentazione 12.

Il sistema di azionamento idraulico 1 comprendente, inoltre, una seconda valvola differenziale 9 interposta tra l’accumulatore idraulico 5 e le camere di ritorno 23 dei cilindri idraulici 2 e attivabile quando la pressione di alimentazione PA supera una seconda pressione di lavoro P2 in almeno una delle camere di spinta 22 in modo da collegare le camere di ritorno 23 al serbatoio 15 e mettere queste ultime in scarico ossia alla pressione atmosferica. In tal modo, pur rimanendo costante la pressione di alimentazione PA dell’olio nelle camere di spinta 22, aumenta la forza di punzonatura dal momento che diminuisce fino al valore atmosferico la pressione nelle camere di ritorno 23. È quindi possibile in questo modo contenere il valore della pressione di alimentazione PA e ridurre i consumi energetici della prima pompa 3.

Il valore della seconda pressione di lavoro P2 è maggiore di quello della prima pressione di lavoro P1.

La seconda valvola differenziale 9 è, ad esempio, una valvola a tre vie inserita nel circuito di ritorno 13 e collegata al serbatoio 15 tramite un secondo condotto di scarico 18. La seconda valvola differenziale 9 è, ad esempio, controllata ed attivata dall’unità di controllo 10 sulla base dei segnali di pressione inviati dai sensori di pressione 17. In alternativa, la seconda valvola differenziale 9 può essere una servo-valvola azionata da una valvola pilota attivata dalla pressione dell’olio nel circuito di alimentazione 12.

Il funzionamento del sistema di azionamento idraulico 1 dell’invenzione associato all’apparato di punzonatura multi-pressa 50 prevede di movimentare l’utensile o gli utensili di punzonatura 51 necessari ad eseguire le richieste lavorazioni sul pezzo 100, ad esempio due nella configurazione operativa esemplificativa di figura 2, azionando i rispettivi cilindri idraulici 2. Questi ultimi sono azionati attivando in apertura le corrispondenti valvole selettrici 4 e azionando la prima pompa 3 e la seconda pompa 7 in un primo verso di rotazione in modo da mandare olio in pressione alle camere di spinta 22. Più precisamente, il motore elettrico 2 viene comandato dall’unità di controllo 10 in modo da ruotare le pompe nel primo verso di rotazione con una definita velocità e coppia in modo che le pompe 3, 7 eroghino una stabilita portata di olio ad una pressione di alimentazione PA che è legata alla forza di punzonatura da esercitare sul pezzo 100 ossia dalla resistenza che quest’ultimo oppone alla lavorazione. Poiché la forza di punzonatura, che dipende dal tipo di utensile utilizzato (forma, dimensione, …), dalla specifica lavorazione da eseguire (foratura, taglio, deformazione, …) e dal materiale del pezzo 100, può variare, in particolare aumentare durante l’esecuzione della lavorazione, anche la pressione di alimentazione PA può variare (aumentare) all’interno delle camere di spinta 22 ciò determinando un aumento della coppia o potenza che il motore elettrico 6 deve fornire alle pompe 3, 7 affinché queste ultime forniscano la richiesta pressione di alimentazione PA.

Si noti che la forza di punzonatura ossia la forza effettiva esercitata dal pistone 21 sull’utensile di punzonatura 51 è data dalla differenza tra la forza di spinta lungo la direzione di lavoro data nella camera di spinta 22 dall’olio alla pressione di alimentazione PA agente sul pistone 21 e la forza di contrasto lungo la direzione di ritorno fornita nella camera di ritorno 23, collegata all’accumulatore 5, dall’olio alla pressione di precarico agente sul pistone 21.

È bene notare inoltre che la pressione di precarico dell’olio nelle camere di ritorno 23 dei cilindri idraulici 2 conferisce rigidità a questi ultimi ed ai circuiti di alimentazione 12 e di ritorno 13 ossia all’intero sistema di azionamento idraulico 1 che risulta in questo modo più reattivo e preciso.

Eseguite le lavorazioni sul pezzo 100, gli utensili di punzonatura 51 sono disimpegnati e allontanati da quest’ultimo muovendo i pistoni 21 dei rispettivi cilindri idraulici 2 nella direzione di ritorno. Ciò viene realizzato, invertendo il verso di rotazione del motore elettrico 2 ossia ruotando le pompe 3, 7 nel secondo opposto verso di rotazione in modo da richiamare olio dalle camere di spinta 22 e convogliarlo verso il serbatoio 15. In questo modo si riduce la pressione dell’olio nelle camere di spinta 22 (ad un valore prossimo a quello della pressione atmosferica) consentendo all’olio contenuto nelle camere di ritorno 23 alla pressione di precarico (assicurata dall’accumulatore idraulico 5) di spingere i pistoni 21 nella direzione di ritorno.

Da rilevare che l’impiego dell’accumulatore idraulico 5 per muovere i pistoni 21 nella direzione di ritorno consente di semplificare e rendere più economico il sistema di azionamento idraulico 1 giacché evita l’impiego di ulteriori valvole selettrici per convogliare l’olio erogato dalle pompe 3, 7 alle camere di ritorno 23. Inoltre, i consumi energetici del motore elettrico 6 e delle pompe 3, 7, azionate sostanzialmente per collegare le camere di spinta 22 al serbatoio 15, sono minimi ed inferiori a quelli che sarebbero necessari alle pompe 3, 7 per muovere i pistoni 21 nella direzione di ritorno.

La figura 3 illustra un’altra configurazione operativa del sistema di azionamento idraulico 1 e dell’apparato di punzonatura 50, che prevede l’azionamento di un solo utensile di punzonatura 51 attivando la corrispondente valvola selettrice 4 che permette alle pompe 3, 7 di inviare l’olio in pressione al rispettivo cilindro idraulico 2. In questa configurazione, nella corsa del pistone 21 e dell’utensile di punzonatura 51 la forza di punzonatura cresce progressivamente e con essa la pressione di alimentazione PA all’interno della camera di spinta 22. Al superamento della prima pressione di lavoro P1 la seconda pompa 7 è posta in ricircolo ossia è collegata in mandata al serbatoio 15 di olio per inviare l’olio a quest’ultimo, attivando la prima valvola differenziale 8. In questo modo, la seconda pompa 7 è sostanzialmente esclusa dal funzionamento e tutta la potenza del motore elettrico 6 è erogata alla prima pompa 3 che può quindi garantire il richiesto aumento della pressione di alimentazione PA. Più precisamente, è possibile incrementare la pressione di alimentazione PA, con una riduzione della portata dell’olio ossia della velocità del pistone 21, sostanzialmente senza incrementare al potenza del motore elettrico 6 o solo limitatamente, ciò permettendo di contenere i consumi energetici dell’intero sistema di alimentazione 1. Procedendo nella lavorazione, se la forza di punzonatura cresce ulteriormente e con essa la pressione di alimentazione PA all’interno della camera di spinta 22, al superamento della seconda pressione di lavoro P2 viene attivata la seconda valvola differenziale 9 che pone in collegamento di flusso le camere di ritorno 23 al serbatoio 15 ossia mette queste ultime in scarico, alla pressione atmosferica. In tal modo, la pressione di alimentazione PA dell’olio nelle camere di spinta 22 può rimanere sostanzialmente costante (e pari alla seconda pressione di lavoro P2) o aumentare limitatamente, ma la forza effettiva esercitata al pistone 21 nella direzione di lavoro, ossia la forza di punzonatura, aumenta considerevolmente dal momento che diminuisce fino al valore atmosferico la pressione nelle camere di ritorno 23 ossia diminuisce la forza di contrasto del pistone nella direzione di ritorno. In altre parole, ponendo in scarico le camere di ritorno 23 mediante la seconda valvola differenziale 9 è possibile incrementare notevolmente la forza di punzonatura senza necessità di incrementare la pressione di alimentazione PA ossia di aumentare la potenza del motore elettrico 2, ciò permettendo di contenere i consumi energetici.

Anche in questo caso, terminata la lavorazione sul pezzo 100, l’utensile di punzonatura 51 è disimpegnato e allontanato dal pezzo 100 muovendo il pistone 21 nella direzione di ritorno, in particolare, ruotando le pompe 3, 7 nel secondo opposto verso di rotazione in modo da richiamare olio dalle camere di spinta 22 e convogliarlo verso il serbatoio 15 e disattivando la seconda valvola differenziale 9 in modo da collegare nuovamente le camere di ritorno 23 all’accumulatore idraulico 5. In questo modo, si riduce la pressione dell’olio nelle camere di spinta 22 e si consente all’olio contenuto nelle camere di ritorno 23 alla pressione di precarico (garantita dall’accumulatore idraulico 5) di spingere i pistoni 21 nella direzione di ritorno.

Grazie al sistema di alimentazione idraulico 1 dell’invenzione associabile ad un apparato di punzonatura multi-pressa 50 è quindi possibile azionare in modo preciso ed accurato, singolarmente e indipendentemente, una pluralità di utensili di punzonatura 51 del suddetto apparato di punzonatura per eseguire una o più lavorazioni nello stesso tempo sul pezzo 100. Più precisamente, attivando le valvole selettrici 4 si possono selezionare il o i cilindri idraulici 2 da azionare per movimentare i rispettivi utensili di punzonatura 51.

Regolando la velocità di rotazione delle pompe 3, 7 agendo sul motore elettrico 6 comandato dall’unità di controllo 10, è possibile regolare la portata e la pressione di alimentazione dell’olio nelle camere di spinta 22 dei cilindri idraulici 2 e quindi è possibile controllare in modo preciso ed accurato posizione, spostamento e velocità dei pistoni 21 e dei rispettivi utensili di punzonatura 51 lungo gli assi operativi A. La precisione e la reattività, ossia la capacità di reagire ai comandi e alle regolazioni (variazioni di portata e/o pressione dell’olio nei cilindri), dei cilindri idraulici 2 e dell’intero sistema di azionamento idraulico 1 dell’invenzione, è altresì assicurata dalla rigidità di quest’ultimo ottenuta, come già evidenziato, collegando le camere di ritorno 23 dei cilindri idraulici 2 all’accumulatore idraulico 5 che mantiene l’olio ad una definita pressione di precarico.

L’accumulatore idraulico 5 che permette di muovere i pistoni 21 nella direzione di ritorno consente inoltre di semplificare e rendere più economico il sistema di azionamento idraulico 1 giacché evita l’impiego di ulteriori valvole selettrici per convogliare l’olio erogato dalle pompe 3, 7 alle camere di ritorno 23 e riduce i consumi energetici del motore elettrico 6 e delle pompe 3, 7 che non debbono erogare olio in pressione per muovere suddetti pistoni 21 nella direzione di ritorno.

Il sistema di azionamento idraulico 1 dell’invenzione presenta inoltre ridotti consumi energetici e elevata efficienza energetica grazie all’impiego delle due valvole differenziali 8, 9 che vengono attivate quando la pressione di alimentazione PA nei cilindri idraulici 2 raggiunge rispettivamente una prima pressione di lavoro P1 ed una seconda pressione di lavoro P2. Più precisamente, quando la pressione di alimentazione PA supera la prima pressione di lavoro P1 la seconda pompa 7 è posta in ricircolo ossia collegata in mandata al serbatoio 15 di olio, attivando la prima valvola differenziale 8, in modo il motore elettrico 6 di fatto azioni solo la prima pompa 3. È quindi possibile garantire il richiesto aumento della pressione di alimentazione PA senza aumentare la potenza e quindi il consumo energetico del motore elettrico 6.

Quando la pressione di alimentazione PA supera la seconda pressione di lavoro P2 viene attivata anche la seconda valvola differenziale 9 che pone in collegamento di flusso le camere di ritorno 23 al serbatoio 15. In tal modo, la pressione di alimentazione PA dell’olio nelle camere di spinta 22 può rimanere sostanzialmente costante o aumentare limitatamente, giacché la forza effettiva esercitata al pistone 21 nella direzione di lavoro, ossia la forza di punzonatura, aumenta diminuendo la pressione nelle camere di ritorno 23. Si incrementa la forza di punzonatura senza necessità di aumentare la pressione di alimentazione PA ossia di aumentare la potenza del motore elettrico 2.

Il sistema di azionamento idraulico 1 dell’invenzione risulta pertanto più efficiente nel consumo energetico rispetto ai sistemi di azionamento noti per apparati di punzonatura multi-pressa.

Da notare anche che il sistema di azionamento idraulico 1 dell’invenzione che comprende un numero limitato di valvole ed l’impiego di un normale accumulatore idraulico risulta semplice ed economico e con dimensioni e ingombri ridotti e contenuti.

Il metodo secondo l’invenzione per azionare in modo separato ed indipendente una pluralità di utensili di punzonatura 51 dell’apparato di punzonatura multi-pressa 50 provvisto del sistema di azionamento idraulico 1 sopra descritto e illustrato nelle figure da 1 a 3 prevede di:

- selezionare almeno un utensile di punzonatura 51 da azionare attivando in apertura la rispettiva valvola selettrice 4 che è interposta tra la prima pompa 3, di tipo reversibile e disposta per erogare olio alla pressione di alimentazione PA, e il cilindro idraulico 2 agente sull’utensile di punzonatura 51 selezionato;

- azionare la prima pompa 3 in un primo verso di rotazione per mandare olio in pressione in una camera di spinta 22 del cilindro idraulico 2 in modo da spingere il pistone 21 di quest’ultimo lungo una direzione di lavoro e consentire all’utensile di punzonatura 51 selezionato e ad esso associato di eseguire una lavorazione sul pezzo 100;

- eseguita detta lavorazione, azionare la prima pompa 3 in un secondo opposto verso di rotazione per richiamare olio dalla camera di spinta 22, il pistone 21 essendo spinto lungo una direzione di richiamo, per consentire all’utensile di punzonatura 51 di disimpegnarsi e allontanarsi dal pezzo 100, da olio in pressione inviato alla camera di ritorno 23 del cilindro idraulico 1 da un accumulatore idraulico 5.

Il metodo prevede altresì durante l’azionamento della prima pompa 3 di azionare anche una seconda pompa 7, in particolare accoppiata e connessa alla prima pompa 3, nel primo verso di rotazione per mandare olio alla camera di spinta 22 del cilindro idraulico 2 fino ad una prima pressione di lavoro P1, superata la quale la seconda pompa reversibile 7 è posta in ricircolo collegandola al serbatoio 15, in cui viene inviato l’olio, attivando la prima valvola differenziale 8.

Durante l’azionamento della prima pompa reversibile 3 è previsto, inoltre, di collegare la camera di ritorno 23 del cilindro idraulico 2 al serbatoio 15, attivando la seconda valvola differenziale 9, quando la pressione dell’olio nella camera di spinta 22 supera una seconda pressione di lavoro P2.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Sistema di azionamento idraulico (1) associabile ad un apparato di punzonatura multipressa (50) per azionare in modo separato ed indipendente una pluralità di utensili di punzonatura (51) di detto apparato di punzonatura (50) lungo rispettivi assi operativi (A) in modo da interagire con un pezzo (100) da lavorare, comprendente: - una pluralità di cilindri idraulici (2) ciascuno dei quali associato ad un rispettivo utensile di punzonatura (51) e provvisto di un rispettivo pistone (21) definente all’interno del cilindro idraulico (2) una camera di spinta (22) ed una camera di ritorno (23) e associato al corrispondente utensile di punzonatura (51) per movimentare quest’ultimo lungo il rispettivo asse operativo (A); - una prima pompa (3) connessa a dette camere di spinta (22) di detti cilindri idraulici (2) e disposta per mandare olio ad una pressione di alimentazione (PA) almeno in una di dette camere di spinta (22), così da spingere il rispettivo pistone (21) lungo una direzione di lavoro e consentire all’utensile di punzonatura (51) ad esso associato di interagire con il pezzo (100), oppure richiamare olio da almeno detta camera di spinta (22), per consentire al rispettivo pistone (21) di muoversi lungo una direzione di ritorno e a detto utensile di punzonatura (51) di disimpegnarsi e allontanarsi da detto pezzo (100); - una pluralità di valvole selettrici (4) ciascuna delle quali associata ad un rispettivo cilindro idraulico (2), interposta tra detta prima pompa (3) e la camera di spinta (22) del cilindro idraulico (2) e attivabile per porre in collegamento di flusso la prima pompa (3) alla camera di spinta (22) in modo da azionare il cilindro idraulico (2); - un accumulatore idraulico (5) collegato a dette camere di ritorno (23) di detti cilindri idraulici (2) e disposto per mantenere in dette camere di ritorno (23) olio ad una definita pressione di precarico, in particolare per muovere lungo la direzione di ritorno almeno un pistone (21) di un cilindro idraulico (2) azionato attivando la corrispondente valvola selettrice (4).
2. Sistema di azionamento idraulico (1) secondo la rivendicazione 1, comprendente un motore elettrico (6) comandato da un’unità di controllo (10) e disposto per azionare detta prima pompa (3) di tipo reversibile in entrambi i versi di rotazione e in modo tale che essa eroghi una definita portata di olio ad una stabilita pressione di alimentazione (PA).
3. Sistema di azionamento idraulico (1) secondo la rivendicazione 2, comprendente una seconda pompa (7) di tipo reversibile accoppiata e connessa a detta prima pompa (3), dette pompe (3, 7) essendo azionate da uno stesso motore elettrico (6) comandato da un’unità di controllo (10) e disposto per azionare dette pompe (3, 7) in entrambi i versi di rotazione e in modo tale che esse eroghino una definita portata di olio ad una stabilita pressione di alimentazione (PA).
4. Sistema di azionamento idraulico (1) secondo la rivendicazione 3, comprendente una prima valvola differenziale (8) interposta tra detta seconda pompa (7) e dette camere di spinta (22) e attivabile quando detta pressione di alimentazione (PA) supera una prima pressione di lavoro (P1) in almeno una di dette camere di spinta (22) in modo da collegare detta seconda pompa (7) ad un serbatoio (15) di olio, in particolare detto serbatoio (15) essendo a pressione atmosferica.
5. Sistema di azionamento idraulico (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente una seconda valvola differenziale (9) interposta tra detto accumulatore idraulico (5) e dette camere di ritorno (23) e attivabile quando detta pressione di alimentazione (PA) supera una seconda pressione di lavoro (P2) in almeno una di dette camere di spinta (22) in modo da collegare dette camere di ritorno (23) ad un serbatoio (15) di olio, in particolare detto serbatoio (15) essendo a pressione atmosferica.
6. Sistema di azionamento idraulico (1) secondo le rivendicazioni 4 e 5, in cui detta seconda pressione di lavoro (P2) è maggiore di detta prima pressione di lavoro (P1).
7. Sistema di azionamento idraulico (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente un serbatoio (15) di olio dal quale viene aspirato olio da almeno detta prima pompa (3) quando azionata in un primo verso di rotazione per mandare olio alla pressione di alimentazione (PA) a detti cilindri idraulici (2) e nel quale viene riversato olio quando detta prima pompa (3) è azionata in un opposto secondo verso di rotazione per richiamare olio da detti cilindri idraulici (2).
8. Apparato di punzonatura multi-pressa (50) comprendente un sistema di azionamento idraulico (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti per azionare in modo separato ed indipendente una pluralità di utensili di punzonatura (51) lungo rispettivi assi operativi (A).
9. Metodo per azionare in modo separato ed indipendente una pluralità di utensili di punzonatura (51) di un apparato di punzonatura multi-pressa (50) provvisto di un sistema di azionamento idraulico (1) secondo una delle rivendicazioni da 1 a 8, comprendente: - selezionare almeno un utensile di punzonatura (51) da azionare attivando una rispettiva valvola selettrice (4) interposta tra una prima pompa (3), di tipo reversibile e disposta per erogare olio ad una pressione di alimentazione (PA), ed un cilindro idraulico (2) agente su detto utensile di punzonatura (51); - azionare detta prima pompa (3) in un primo verso di rotazione per mandare olio in pressione in una camera di spinta (22) di detto cilindro idraulico (2) in modo da spingere un pistone (21) di quest’ultimo lungo una direzione di lavoro e consentire ad un utensile di punzonatura (51) ad esso associato di eseguire una lavorazione su un pezzo (100); - eseguita detta lavorazione, azionare detta prima pompa (3) in un secondo opposto verso di rotazione per richiamare olio da detta camera di spinta (22), detto pistone (21) essendo spinto lungo una direzione di richiamo, per consentire a detto utensile di punzonatura (51) di disimpegnarsi e allontanarsi da detto pezzo (100), da olio in pressione inviato ad una camera di ritorno (23) di detto cilindro idraulico (1) da un accumulatore idraulico (5).
10. Metodo secondo la rivendicazione 9, comprendente durante detto azionare detta prima pompa (3) azionare inoltre in detto primo verso di rotazione una seconda pompa (7) di tipo reversibile, in particolare accoppiata e connessa a detta prima pompa (3), per mandare olio in detta camera di spinta (22) fino ad una prima pressione di lavoro (P1), superata la quale detta seconda pompa (7) è collegata ad un serbatoio (15) in cui essa invia l’olio, attivando una prima valvola differenziale (8).
11. Metodo secondo la rivendicazione 9 oppure 10, comprendente durante detto azionare detta prima pompa (3) collegare detta camera di ritorno (23) ad un serbatoio (15) di olio, attivando una seconda valvola differenziale (9), quando la pressione di alimentazione (PA) in detta camera di spinta (22) supera una seconda pressione di lavoro (P2).