IT202100023789A1 - Pressa multifunzione per la realizzazione di particolari metallici - Google Patents

Description

Pressa multifunzione per la realizzazione di particolari metallici

DESCRIZIONE

Settore della Tecnica

La presente invenzione concerne una pressa multifunzione per la realizzazione di particolari metallici. Pi? particolarmente, l?invenzione riguarda una pressa multifunzione per la realizzazione di particolari metallici quali, ad esempio, quelli destinati alla costruzione di veicoli, mediante tranciatura fine o altri processi similari.

La presente invenzione si colloca nel settore dello stampaggio dei materiali metallici e, pi? particolarmente, nel settore delle macchine e presse oleodinamiche per lo stampaggio di materiali metallici.

Arte nota

Il processo di tranciatura avviene in genere mediante l?impiego di uno stampo in grado di eseguire un taglio a perimetro chiuso su un nastro di lamiera.

Per la realizzazione di elementi in lamiera di spessore ridotto, tipicamente fino ad un massimo di 15 mm, e per l?ottenimento di elevate precisioni, viene oggi largamente impiegato il processo di ?tranciatura fine? (TF), in inglese ?Fine Blanking?.

A differenza del processo convenzionale di tranciatura, nella tranciatura fine ? prevista, in posizione opposta a quella del punzone figura principale, l?azione di un contropunzone chiamato estrattore. Inoltre, in opposizione alla matrice, agisce un premilamiera dotato di opportuno bordino di tenuta materiale, la cui funzione ? quella di opporsi allo stiramento della lamiera verso la parte cava della matrice. Nella tranciatura fine, inoltre, rispetto al processo di tranciatura convenzionale, la velocit? relativa di taglio o di lavoro del punzone rispetto alla matrice ? programmabile e controllata e l?azionamento che muove lo stampo ? posto nella parte inferiore della macchina con movimento della slitta pressa dal basso verso l?alto.

Con riferimento alle Figg. da 1a a 1h ? illustrato schematicamente un ciclo di tranciatura fine eseguito in una pressa di TF secondo l?arte nota dotata di stampo per tranciatura fine (11) del tipo a punzone fisso. Nell?esempio illustrato, lo stampo (11) comprende un semi-stampo superiore (11a) ed un semi-stampo inferiore (11b). Il semistampo superiore (11a) comprende a sua volta un punzone figura principale superiore (15), un estrattore sfridi superiore (13) ed un premilamiera (17); il semi-stampo inferiore (11b) comprende a sua volta una matrice principale inferiore (19), un contro punzone o estrattore inferiore (21) ed un punzone interno inferiore (23).

Nell?esempio illustrato, il punzone figura principale superiore (15) ? solidale al semistampo superiore (11a) che rimane fermo durante il processo di stampaggio, mentre la matrice principale inferiore (19) ? solidale al semi-stampo inferiore (11b), che ? montato sulla slitta inferiore mobile della pressa. Conseguentemente, in accordo con questa disposizione, il movimento verticale verso l?alto della slitta della pressa, e quindi della matrice principale inferiore (19) solidale ad essa, determina un corrispondente arretramento verticale del premilamiera (17) associato al semi-stampo superiore e la penetrazione del punzone figura principale superiore (15) nel materiale (MT) con formazione del pezzo all?interno della matrice principale inferiore (19) e conseguente relativo arretramento del contro-punzone o estrattore inferiore (21).

Riferendoci anche alla Fig.2, il premilamiera (17) ? associato ad un cuscino idraulico superiore (25) detto cuscino ?Premilamiera?, il contro-punzone inferiore (21) ? associato ad un cuscino idraulico inferiore (27) detto cuscino ?Controstampo? e la slitta ? associata ad un cilindro idraulico principale (29) e ad un cilindro di chiusura rapida (31).

Riferendoci nuovamente alle Figg.1a-1h i movimenti degli organi principali della pressa durante il ciclo di TF possono essere cos? sintetizzati (la sequenza delle lettere a-h corrisponde alla sequenza delle figure):

a) lo stampo (11) ? aperto e la slitta della pressa si trova nel punto morto inferiore (PMI) insieme alla matrice (19), al contro-punzone o estrattore inferiore (21) ed al punzone interno inferiore (23);

b) il movimento a salire della slitta porta la matrice (19), il contro-punzone (21) ed il punzone inferiore (23) contro il materiale (MT) da tranciare (ad es. un particolare in lamiera) con all?inizio un movimento di avvicinamento rapido, generato dal cilindro (31) di chiusura rapida dello stampo (11), seguito da un movimento di avvicinamento pi? lento, detto di palpatura, a protezione dello stampo contro la rottura dovuta alla eventuale presenza indesiderata di oggetti estranei nello stampo stesso (ad esempio pezzi o sfridi non evacuati precedentemente); questi movimenti sono realizzati con l?utilizzo della pressione dell?olio ? nella prima fase per le corse di avvicinamento e palpatura quella inferiore, detta ?bassa pressione? e successivamente per le corse di incisione bordino e poi di tranciatura quella superiore, detta ?alta pressione? ? di tutti e tre gli effetti della pressa per ottenere il bloccaggio del materiale (MT) tra il semistampo inferiore (11b) e superiore (11a) imprimendo nel materiale MT il bordino (17a) sporgente dal premilamiera (17);

c) lo stampo (11) viene chiuso e comincia la tranciatura con formazione della figura dentro la matrice (19), con mantenimento sul premilamiera (17) e sul contropunzone inferiore (21) delle forze di contropressione FR e FG mediante i corrispondenti cuscini idraulici (25,27);

d) il materiale (MT) viene tranciato durante l?avanzamento della slitta della pressa e quindi della matrice (19) con relativo punzone interno (23) verso il punto morto superiore (PMS) e corrispondente arretramento del premilamiera (17) con relativo estrattore sfridi superiore (13) ed analogo arretramento del contropunzone inferiore (21); al termine della tranciatura la slitta ha raggiunto il punto morto superiore (PMS);

e) lo stampo viene riaperto con discesa della slitta;

f) il premilamiera (17) viene fatto avanzare insieme all?estrattore sfridi superiore (13) per l?espulsione del materiale (MT) e dello sfrido (SF);

g) il contro-punzone inferiore (21) avanza ed espelle il pezzo ottenuto (PZ); h) pezzo (PZ) e sfrido (SF) vengono evacuati, ad esempio mediante getti di aria compressa e lo scheletro (SH) del materiale tranciato viene avviato all?uscita della pressa per essere tagliato mediante una cesoia posta a valle dello stampo (11).

Le attuali presse di tranciatura fine sono in genere macchine oleodinamiche a tre o pi? effetti, in cui il moto degli stessi ? provocato da un gruppo motore-pompa centralizzato. L?olio in pressione ? distribuito ai vari effetti attraverso un circuito idraulico molto complesso dotato di servo-valvole che modulano la pressione e la portata dell?olio ad ogni singola utenza e che realizzano il ciclo di lavoro tipico della tranciatura fine, consistente in una fase di avvicinamento rapido, una fase di palpatura, una fase di tranciatura ed una fase di ritorno nella configurazione di partenza.

Una tipica pressa per tranciatura fine, realizzata in accordo con la concezione oleodinamica dell?arte nota, comprende una centrale oleodinamica principale di alimentazione della potenza idraulica ed un circuito molto complesso di distribuzione dell?olio alle varie utenze della pressa. La centrale di alimentazione ? equipaggiata con gruppi pompa azionati da relativi motori elettrici per la messa in pressione dell?olio nel circuito di distribuzione. L?olio ? prelevato e ricircolato in una vasca e viene filtrato e raffreddato mediante corrispondenti filtri e scambiatori di calore. Tipicamente sono previsti tre gruppi pompa di cui due di potenza - a pressioni differenti, dette ?alta? e ?bassa' - per azionare le utenze della pressa ed uno per mantenere costantemente in circolazione l?olio all?interno del filtro e dello scambiatore di calore.

Il circuito idraulico assolve alla distribuzione dell?olio sia per l?azionamento degli effetti di potenza della pressa, che per il comando delle utenze complementari e accessorie. Il circuito comprende condotti rigidi in forma di tubi piegati di vario diametro con flange di collegamento saldate alle estremit? e raccordi flessibili idonei per alte pressioni (sopra i 300 bar). Il circuito di distribuzione risulta pertanto in genere alquanto ramificato sia all?esterno che all?interno della struttura della pressa.

La gestione del ciclo macchina della pressa di TF e delle varie funzionalit? complementari o accessorie viene comandata da un quadro elettrico comprendente un PLC o, nelle macchine pi? recenti, da un CNC, mediante gruppi logici di base, con circuiti molto complessi sia nella parte fluidica che in quella elettrica di comando e controllo. I gruppi logici di base comprendono blocchi e servo-valvole di modulazione della pressione e della portata corrispondenti, rispettivamente, alle forze e velocit? degli effetti della pressa.

In una pressa di TF del tipo noto sopra descritto il gruppo pompe ? sempre attivo, seppure a basso regime, anche in tutti gli intervalli di macchina ferma e durante le varie sospensioni di produzione legate a necessit? tecnico-produttive (inceppamenti, regolazioni, rotture stampi, inserimento materiale, cambio stampo?), o gestionali (pause di riposo e fisiologiche dell?addetto), sia per poter mantenere la funzionalit? dei necessari comandi manuali della pressa, che per consentire il raffreddamento e la filtrazione dell?olio; l?arresto delle pompe della pressa inoltre comporterebbe ad ogni riavvio tempi di preriscaldo olio lunghi e non accettabili.

La grande quantit? di attriti che si genera nel passaggio nei vari componenti e nelle tubazioni del circuito di distribuzione in cui l?olio circola provoca una notevole dissipazione di energia in calore. Per evitare il surriscaldamento dell?olio stesso il calore prodotto viene smaltito mediante impianti di raffreddamento specifici, come una rete industriale con torri evaporative e gruppi pompa di circolazione, o gruppi frigoriferi locali abbinati alle macchine, che richiedono comunque ulteriore consumo e dispendio di energia.

Una prima conseguenza indesiderata di questa architettura impiantistica standard nota per il funzionamento delle presse di TF deriva pertanto dalla scarsa efficienza energetica, comportando un consumo di energia elettrica molto elevato ed in buona parte inutile.

Le presse di TF di tipo noto sono inoltre soggette a rilevanti fenomeni di usura meccanica, in particolare a livello delle servo-valvole con conseguente perdita di prestazioni, e a rottura a fatica dei condotti del circuito di distribuzione, con conseguenti costi dovuti a fermi macchina per la riparazione, nonch? in generale per la manutenzione.

L?usura dei corpi valvola determina, inoltre, il decadimento delle prestazioni in particolare in relazione alla precisione di regolazione della pressione e portata dell?olio diretto ai vari effetti e quindi delle forze e delle velocit? richieste, parametri tecnologici che presiedono al corretto funzionamento del processo ed all?ottenimento di pezzi conformi alle specifiche richieste.

Le attuali presse di TF non consentono inoltre una risposta ?istantanea? degli effetti e questo limite, sommato alla sopra richiamata elevata dissipazione di energia meccanica in energia termica, limita le possibilit? di applicazione ed i tempi ciclo produttivi di questo genere di macchine.

Un primo scopo dell?invenzione ? quello di provvedere una pressa di tranciatura, in particolare di tranciatura fine, per l?ottenimento di particolari metallici, che non presenti gli inconvenienti dell?arte nota.

Un altro scopo dell?invenzione ? quello di provvedere una pressa multifunzione per la tranciatura ed altre operazioni di formatura 3D (tipo coniatura, piegatura, semi-tranciatura, estrusioni?) di particolari metallici, sia da nastro che su ripresa di pezzi gi? tranciati precedentemente, che permetta di ottenere in un?unica macchina movimenti della slitta, differenti da quelli del ciclo standard tipico di TF e che consentano l?utilizzo di nuove tipologie di stampi, permettendo la realizzazione di sistemi e linee di produzione integrate per produzioni pi? veloci ed economiche.

Una tipica linea di tranciatura fine di tipo noto ? configurata secondo un modello che prevede in genere: una linea di alimentazione nastri dotata di unit? di raddrizzatura a rulli, una pressa di TF oleodinamica a tre o pi? effetti, un sistema di raccolta, trasporto e separazione di pezzi e sfridi, una successiva macchina di lavaggio ed una cabina disposta attorno alla pressa per attenuare il rumore prodotto soprattutto dai getti d?aria utilizzati per l?evacuazione di pezzi e sfridi. La cabina ? inoltre in genere collegata ad un impianto di aspirazione centralizzato previsto per rimuovere la nebbia di olio sollevato e nebulizzato dai getti d?aria di evacuazione dei pezzi e degli sfridi.

Gli ambienti in cui opera una linea di TF del tipo suddetto sono pertanto tipicamente rumorosi, sporchi, disagevoli per la manutenzione e richiedono l?estrazione di grandi quantit? di aria che, nella stagione fredda, aumenta la necessit? di riscaldamento della fabbrica per il continuo ricambio dell?aria stessa.

Le linee realizzate secondo tecnica nota sono fortemente condizionate dall?implementazione dei sistemi descritti e generano costi importanti di installazione, gestione e manutenzione, e risultano vincolate alla realizzazione di pezzi con forme, dimensioni e caratteristiche idonee al tipo di stampi utilizzabili con il ciclo di lavoro pressa standard disponibile.

Un ulteriore scopo dell?invenzione ? pertanto quello di provvedere una pressa di TF che permetta l?allestimento di linee di produzione industriale pi? semplici e flessibili, non vincolate alla realizzazione di pezzi di forme, dimensioni e caratteristiche specifici, che permetta di abbattere i costi di installazione e di gestione e consenta l?adattamento alla lavorazione di pezzi con caratteristiche anche molto diverse fra loro.

Questi ed altri scopi sono ottenuti con la pressa come rivendicato nelle annesse rivendicazioni.

Descrizione dell?Invenzione

Vantaggiosamente, la pressa secondo l?invenzione ? basata su un sistema di azionamento decentralizzato, o localizzato, che elimina la necessit? di centralina idraulica, blocchi logici, servo-valvole e tubazioni complesse, riducendo cos? la complessit? e gli spazi di ingombro.

Vantaggiosamente, l?invenzione prevede l?utilizzo di singoli sistemi di azionamento elettroidrostatico (?Electrohydrostatic Actuation Systems? - EAS) costituiti da un motore brushless ed una pompa a pistoni radiali funzionanti in entrambe le direzioni, associati a ciascun effetto della pressa.

Secondo l?invenzione, vantaggiosamente, i sistemi di azionamento sono inoltre preferibilmente autonomi e gestiti singolarmente in modo indipendente l?uno dall?altro. Grazie a questa disposizione ? pertanto possibile regolare la forza, la velocit? e la posizione dei singoli effetti semplicemente mediante le relative unit? di controllo elettroniche, senza l?uso di servo-valvole ed in modo indipendente.

Convenientemente, la gestione dei sistemi di azionamento avviene mediante una centralina elettronica principale (ad esempio PLC o CNC) e le singole relative unit? di controllo opportunamente programmata per consentire la selezione del ciclo di lavorazione desiderato.

Rendendo indipendenti il controllo di corse, velocit? e pressioni di ogni effetto idraulico della pressa, ? vantaggiosamente possibile ottenere cicli di lavorazione molto versatili per la realizzazione di prodotti altrettanto diversificati con un?unica linea di TF.

Ulteriore vantaggio dell?invenzione deriva dalla possibilit? di sviluppo di nuove soluzioni tecniche a livello di stampi, con riduzione del consumo di materiale ed incremento prestazioni.

Secondo l?invenzione, i sistemi di azionamento elettroidrostatico sono inoltre vantaggiosamente equipaggiati con motori elettrici che utilizzano energia solo quando ? effettivamente necessario per l?attuazione delle fasi attive di movimentazione e lavoro, con un considerevole risparmio nei costi di esercizio, rispetto alle presse idrauliche tradizionali.

L?energia impiegata dai sistemi di azionamento elettroidrostatico durante i cicli di lavoro, risulta inoltre notevolmente inferiore a quella normalmente assorbita dalle presse idrauliche, grazie alla ridotta dissipazione di energia meccanica in energia termica.

Ulteriore vantaggio energetico dei sistemi di azionamento elettroidrostatico deriva dalla possibilit? di recuperare energia nelle fasi di lavoro in cui un effetto opera in contrapposizione ad un altro effetto.

Inoltre, i sistemi di azionamento elettroidrostatico presentano il vantaggio di garantire un?eccellente precisione di movimento e di conservare questa precisione nel tempo essendo poco soggetti ad usura.

I sistemi di azionamento elettroidrostatico impiegati nella pressa secondo l?invenzione sono preferibilmente equipaggiati con unit? motore-pompa elettroidrostatiche (?Electrohydrostatic Pump Unit? ? EPU) in grado di operare nei quattro quadranti delle macchine elettriche, cio? sia come motori che come generatori di potenza elettrica in entrambe le direzioni di rotazione. Inoltre, il motore elettrico che equipaggia le unit? motorepompa ? preferibilmente del tipo brushless.

Vantaggiosamente, l?adozione di queste unit? EPU per la generazione delle forze associate ai movimenti della pressa quali l?avvicinamento rapido slitta, il contrasto del premilamiera, lo scorrimento del contro-punzone inferiore ed il taglio del nastro, consente una straordinaria semplificazione dei circuiti sia di potenza che di comando, con una gestione della macchina totalmente elettrica.

Nella pressa di TF secondo l?invenzione il consumo di energia si verifica sostanzialmente solo nelle fasi di effettivo impegno dei vari effetti e proporzionalmente alla forza esercitata e alla velocit? reale di funzionamento. La riduzione del consumo di energia derivante dall?adozione dell?invenzione risulta conseguentemente drastico, quando confrontato con una pressa di TF di tipo standard.

A ci? si aggiunge il vantaggio derivante dal recupero di energia che avviene nelle fasi passive, tipicamente di premilamiera e contro-punzone inferiore durante la tranciatura fine e grazie all?impiego di unit? di azionamento suscettibili di recuperare energia dai movimenti passivi indotti esternamente secondo il principio di funzionamento a ?quattro quadranti?.

Vantaggiosamente, secondo l?invenzione, l?adozione di singoli sistemi di azionamento motore-pompa elettroidrostatica, associati a ciascun effetto della pressa, in sostituzione dell?azionamento idraulico tradizionale che prevedeva un circuito idraulico complesso associato a gruppi pompa centralizzati ed ai quali sono asserviti tutti gli effetti della pressa, consente di ottenere una straordinaria semplificazione del circuito oleodinamico della pressa. In accordo con l?invenzione viene infatti vantaggiosamente eliminata la maggior parte dei componenti presenti nella soluzione dell?arte nota, quali la vasca centralizzata con i relativi filtri e scambiatori di calore per l?olio ed il gruppo pompe di ricircolo, le tubazioni rigide e flessibili e la maggior parte delle valvole logiche e tutte le servo-valvole proporzionali, notoriamente complesse e delicate da gestire e tarare.

Secondo l?invenzione, pertanto, vengono eliminate dalla pressa di TF sostanzialmente tutte le cause di attrito nel percorso dell?olio in pressione e quindi le relative perdite di energia dissipata in calore, con una drastica riduzione della necessit? di smaltire il calore e con il beneficio di una riduzione importante dei costi di manutenzione e arresto della linea, legati all?usura ed alla rottura dei componenti della pressa.

L?utilizzo di singoli sistemi di azionamento motore-pompa elettroidrostatici associati a ciascun effetto della pressa con la conseguente semplificazione del circuito oleodinamico, permette di garantire una riduzione drastica del consumo di energia elettrica. Secondo l?invenzione, l?utilizzo di energia elettrica risulta infatti limitato al solo lavoro effettivamente compiuto e con un risparmio che si stima dell?ordine del 60% rispetto ad una pressa di TF standard secondo l?arte nota.

Un ulteriore vantaggio della presente invenzione deriva dalla grande riduzione della quantit? di olio necessario per il funzionamento della pressa. Secondo l?invenzione ? possibile ridurre la quantit? di olio idraulico necessario al funzionamento della pressa al di sotto del 35% della quantit? oggi necessaria in una pressa secondo l?arte nota. Ad esempio, in una pressa di TF di 630 ton ? stata stimata una riduzione di oltre l?80% della quantit? di olio necessario per il funzionamento della pressa.

Grazie all?invenzione viene inoltre vantaggiosamente garantito un miglioramento della precisione di funzionamento e dell?affidabilit? nel tempo della pressa, con un aumento delle prestazioni e della produttivit? ed una riduzione complessiva della necessit? di manutenzione.

In particolare, la produttivit? potenziale complessiva si stima possa aumentare di oltre il 30% rispetto all?attuale, in funzione delle soluzioni tecniche e dei parametri di lavoro adottati, grazie alla riduzione dei tempi di risposta degli effetti idraulici che generano i movimenti pressa rispetto alla generazione dei segnali elettrici, alla possibilit? di modulare meglio le velocit? della slitta e a quella di sincronizzarle meglio con altri movimenti di evacuazione dei pezzi con sistemi elettromeccanici invece che con aria compressa.

Secondo un altro aspetto particolare dell?invenzione, la pressa di TF comprende preferibilmente un primo quadro di comando pressa sul lato frontale ed un secondo quadro di comando pressa sul lato posteriore. Vantaggiosamente, il secondo quadro di comando posto sul lato posteriore agevola la messa a punto di sistemi di estrazione pezzi e sfridi e consente la conduzione della linea anche dal retro della pressa.

Sempre secondo una forma preferita di realizzazione dell?invenzione ogni effetto della pressa ? associato ad uno o pi? sistemi di azionamento (EAS) di taglia proporzionata alle necessit? e ricorrendo ad un numero limitato di taglie, preferibilmente a solo due taglie, a vantaggio della riduzione della complessit? e del costo della pressa.

Ulteriori vantaggi dell?invenzione derivano dalla elevata efficienza energetica della pressa, con conseguente riduzione dei costi operativi e dalla pulizia ambientale, con riduzione della manutenzione e dei rischi di incendio.

Secondo ancora un altro aspetto dell?invenzione, la pressa di TF prevede l?impiego esclusivo e vantaggioso di sistemi elettromeccanici rapidi di estrazione pezzi e sfridi e non necessita pertanto di cabina di protezione acustica e del sistema di aspirazione fumi. Vantaggiosamente, ? pertanto possibile ottenere una riduzione del costo di installazione della pressa e la possibilit? di collocare la linea di produzione che incorpora la pressa secondo l?invenzione anche in prossimit? di macchinari ed attrezzature che effettuano lavorazioni secondarie e che sono in genere collocate in un?area di un impianto industriale diversa da quella dove viene in genere effettuata la tranciatura fine.

Grazie al miglioramento della pulizia e delle condizioni ambientali, la riduzione del rumore e delle emissioni in aria e la migliore accessibilit? e funzionalit? delle macchine che compongono la linea ? possibile ottenere la creazione di un ambiente di lavoro migliore, idoneo a favorire un miglior sviluppo professionale.

Non ultimo vantaggio dell?invenzione deriva dalla possibilit? di trasformare una pressa oleodinamica tradizionale in una pressa di TF secondo l?invenzione, intervenendo sugli impianti oleodinamico ed elettrico di presse esistenti e realizzate secondo l?arte nota. La trasformazione o il ricondizionamento di presse standard di tipo noto permette di ridurre drasticamente la complessit? ed il consumo di energia elettrica e di migliorare la risposta dinamica e la precisione di lavorazione della pressa.

Descrizione Sintetica delle Figure

Alcune forme preferite di realizzazione dell?invenzione saranno fornite a titolo esemplificativo e non limitativo con riferimento alle figure annesse in cui:

- le Figg. da 1a a 1h sono altrettante viste schematiche semplificate in sezione dello stampo nelle varie fasi di un ciclo esemplificativo di TF secondo l?arte nota;

- la Fig.2 ? una vista in sezione semplificata di una pressa di TF secondo l?arte nota; - la Fig.3A ? una vista frontale di una pressa secondo una forma preferita di realizzazione dell?invenzione;

- la Fig.3B ? una vista in pianta dal basso della pressa di Fig.3A;

- la Fig.3C ? una vista in pianta dall?alto della pressa di Fig.3A;

- la Fig.3D ? una vista del lato di uscita nastro della pressa di Fig.3A;

- la Fig.3E ? una vista del lato di ingresso della pressa di Fig.3A;

- le Figg. da 4A a 4D sono schemi del circuito oleodinamico di altrettanti sistemi di attuazione elettroidrostatici della pressa di Fig.3A;

- la Fig.5 ? uno schema logico del circuito di comando dei sistemi di attuazione elettroidrostatici della pressa di Fig.3A;

- la Fig.6 ? uno schema del ?lay-out? di una linea di tranciatura fine che incorpora la pressa di Fig.3A.

In tutte le figure annesse sono stati usati gli stessi riferimenti numerici, per contraddistinguere componenti uguali o funzionalmente equivalenti.

Descrizione di alcune forme preferite di realizzazione dell?invenzione

Secondo l?invenzione e come risulter? maggiormente chiaro dalla descrizione che segue, i principali movimenti della pressa per eseguire un ciclo di TF, ad esempio del genere descritto con riferimento alle Figg.1a-1h e 2, o di altri generi secondo varianti dell?invenzione, sono provocati da corrispondenti attuatori elettroidostatici.

Bench? il ciclo di TF venga descritto con riferimento ad un ciclo di tranciatura fine a punzone fisso, l?invenzione sar? altrettanto applicabile a stampi di TF con punzone mobile, o a stampi progressivi.

Inoltre, in questo esempio di realizzazione dell?invenzione, si far? riferimento ad uno stampo di TF esemplificativo di tipo noto a tre effetti. L?invenzione pu? essere tuttavia applicata a presse con un numero maggiore di effetti e a stampi di tipo diverso in cui i componenti fissi e mobili sono organizzati in funzione della lavorazione da eseguire. Ad esempio lo stampo descritto nel seguito comprende un bordino di incisione incorporato in un premilamiera associato al semistampo superiore, ma sar? tuttavia possibile prevedere una soluzione in cui il bordino di incisione ? collocato nel semistampo inferiore.

Con riferimento alle Figg. da 3A a 3E ? illustrata una pressa oleodinamica multifunzione a triplo effetto, in particolare per la tranciatura fine (TF) di particolari metallici, realizzata in accordo con una forma preferita di realizzazione dell?invenzione.

La pressa illustrata ? stata complessivamente indicata nei disegni con il riferimento 101 e comprende principalmente un?incastellatura 103 a sviluppo verticale in cui ? definito un vano 105 per uno stampo 11 di tranciatura dotato di semi-stampo superiore 11a e semistampo inferiore 11b, una bocca di ingresso 107 per il materiale in lastra da tranciare ed una bocca di uscita 109 per lo scheletro del materiale in uscita dopo la tranciatura.

Lo stampo 11 pu? comprendere ad esempio uno stampo del tipo descritto con riferimento alle Figg.1a-1h e 2, oppure anche un altro tipo di stampo con numero di effetti anche maggiore di tre.

In accordo con la presente invenzione la pressa 101 ? suscettibile di eseguire una molteplicit? di effetti, tre nell?esempio illustrato, ed ? equipaggiata a tale scopo con almeno un sistema 111 di attuazione elettroidrostatico autonomo per ciascun effetto.

Riferendoci ora anche alle Figg.4A,4B,4C e 5, secondo l?invenzione ciascun sistema di attuazione 111 ? autonomo e indipendente rispetto agli altri sistemi di attuazione ed ? gestito per mezzo di un quadro elettrico di comando 121 altrettanto autonomamente e indipendentemente, in modo da ottenere una regolazione della forza, della velocit? e della posizione dei singoli effetti della pressa, idonea ad ogni specifica applicazione della stessa.

Nell?esempio illustrato il quadro elettrico di comando 121 della pressa 101 ? programmato per eseguire un ciclo di tranciatura fine che prevede la penetrazione completa di una lastra di materiale da tranciare, prima che la lastra venga rilasciata dallo stampo della pressa.

Con riferimento in particolare alla Fig.5, la pressa 101 ospita nell?incastellatura 103 un cilindro idraulico principale 29, un premilamiera 17 ed un contro-punzone stampo o estrattore inferiore 21. Secondo l?invenzione, gli effetti del cilindro principale 29, del premilamiera 17 e del contro-punzone stampo inferiore 21 sono provocati da almeno altrettanti corrispondenti sistemi 111 di attuazione elettroidrostatici.

Pi? precisamente e con riferimento anche alla Fig.4A, l?effetto del cilindro principale 29 ? provocato da tre sistemi 111 di attuazione elettroidrostatici. Un primo sistema 111a che agisce sul cilindro 31 per provocare il movimento di chiusura rapida dello stampo 11 agendo sul semistampo inferiore 11b, ed un secondo ed un terzo sistema 111b,111c previsto per mettere in pressione il cilindro principale 29. I sistemi 111a,111b,111c sono fra loro collegati idraulicamente in parallelo per cooperare insieme, quando richiesto, alla fase di messa in pressione del cilindro principale 29. Il primo sistema 111a ? inoltre collegato al circuito in parallelo mediante una prima valvola 33a e al circuito di alimentazione del cilindro 31 di chiusura rapida dello stampo mediante una seconda valvola 33b. Agendo sui comandi delle valvole 33a,33b ? possibile intercettare il flusso di olio generato dal sistema 111a per inviarlo al cilindro 31 o al cilindro principale 29, rispettivamente nella fase di chiusura rapida e di messa in pressione del cilindro principale 29.

Il circuito idraulico associato ai sistemi 111a,111b,111c ? inoltre dotato di tre accumulatori idraulici 35a, 35b, 35c il cui scopo ? quello di coadiuvare la trasmissione di potenza oleodinamica e la richiesta di portata ai sistemi di attuazione elettroidrostatici 111 ad essi associati.

In generale, gli accumulatori idraulici di cui ? dotata la pressa 101 ricevono l?olio durante la fase di ritorno dell?effetto idraulico della pressa e lo forniscono durante la fase di avanzamento.

Con riferimento alla Fig.4B, nella pressa 101 illustrata l?effetto del premilamiera 17 ? provocato da una coppia di sistemi 111d,111e di attuazione elettroidrostatici collegati in parallelo e dotati di un accumulatore in comune 35d.

Con riferimento alla Fig.4C e sempre con riferimento alla pressa 101 illustrata, l?effetto del contro-punzone stampo inferiore 21 ? provocato da un sistema di attuazione elettroidrostatico 111f dotato di accumulatore 35e.

Convenientemente, e con riferimento alla Fig.4D, la pressa 101 ? preferibilmente equipaggiata con una cesoia 123 azionata da un sistema di attuazione elettroidrostatico 111g dotato di accumulatore 35f.

Secondo l?invenzione i sistemi di attuazione elettroidrostatici 111 comprendono preferibilmente corrispondenti servo-pompe controllate ad anello chiuso, in grado cio? di correggere istantaneamente il proprio funzionamento in funzione della risposta costantemente rilevata, associate ad un quadro elettrico di comando 121 programmato per far eseguire alla pressa 101 un ciclo di tranciatura fine per mezzo degli effetti provocati dai sistemi di attuazione 111 sopra descritti.

I sistemi di attuazione elettroidrostatici 111 operano inoltre nei quattro quadranti delle macchine elettriche e detti sistemi 111 sono alimentati nei quadranti di motorizzazione, o di guida, da un bus di alimentazione 125 collegato alla rete di alimentazione 127 e restituiscono l?energia prodotta nei quadranti di frenata allo stesso bus di alimentazione 125.

Vantaggiosamente, secondo questa forma di realizzazione dell?invenzione, i sistemi di attuazione elettroidrostatici sono preferibilmente scelti fra due sole portate standard, ad esempio 80 e 140 ccm (cm<3>). In particolare, i sistemi 111b,111c che alimentano il cilindro principale 29 hanno cilindrata maggiorata, ad esempio 140 ccm, mentre i restanti cilindri hanno una cilindrata pi? contenuta, ad esempio 80 ccm.

Riferendoci alla Fig.6 ? illustrata una linea completa di TF in cui ? incorporata una pressa realizzata in accordo con la presente invenzione.

In figura la linea di TF ? stata indicata complessivamente con il riferimento 201 e comprende principalmente una pressa 101 programmata per eseguire un ciclo di tranciatura fine di particolari metallici. A monte della pressa 101 sono previsti, nell?ordine di avanzamento del materiale da sottoporre a TF, un aspo svolgitore 203 al quale ? associata una culla di carico 205 per agevolare il carico di un nastro 207 di materiale metallico sull?aspo svolgitore 203. A valle dell?aspo svolgitore 203 ? prevista una cesoia 209 per il taglio degli spezzoni di nastro ed una testa di raddrizzatura a rulli 211 per la messa in piano e lo snervamento della lamiera ottenuta dal nastro di materiale metallico che viene svolto dall?aspo 203. Fra la testa di raddrizzatura 211 e la pressa 101 ? prevista un?ansa di materiale 213. La linea ? dotata, secondo un aspetto particolare della presente invenzione, di un lubrificatore nastri 215 dotato di tre serbatoi 215a,215b,215c ed un?unit? di erogazione 215d.

Preferibilmente, secondo l?invenzione, la testa di raddrizzatura 211 ? una testa ad alta precisione.

Riferendoci sempre alla Fig.6 la pressa 101 comprende un?incastellatura 103 che ospita gli organi principali della pressa preposti all?esecuzione di un ciclo di TF e, in particolare, uno stampo 11.

In accordo con questa forma di realizzazione dell?invenzione, la pressa 101 ? attraversata longitudinalmente dal materiale metallico da sottoporre a tranciatura ed ? vantaggiosamente accessibile sia frontalmente che posteriormente, in particolare per l?evacuazione degli sfridi. Un nastro trasportatore 217 ? previsto attorno all?incastellatura 103 della pressa 101 per il trasporto degli sfridi evacuati dalla pressa verso due zone di raccolta 219a,219b. Vantaggiosamente, secondo questa forma di realizzazione, il nastro trasportatore 215 definisce un percorso chiuso lungo un perimetro complessivamente quadrilatero in cui sono definiti due rami trasversali 217a,217b, per il trasporto degli sfridi in direzione trasversale rispetto alla direzione di avanzamento del materiale nella pressa, un primo ramo longitudinale anteriore 217c, per il trasporto degli sfridi evacuati anteriormente dalla pressa verso i due rami trasversali 217a,217b ed un secondo ramo longitudinale posteriore 217d, per il trasporto degli sfridi evacuati posteriormente dalla pressa verso la zona di raccolta 219a,219b. I rami longitudinali anteriore 217c e posteriore 217d possono operare in due versi opposti per consentire il trasporto degli sfridi verso le due zone di raccolta 219a,219b in cui possono essere previsti corrispondenti carrelli per il trasferimento degli sfridi.

Sempre in accordo con questa forma di realizzazione dell?invenzione, la linea 201 comprende inoltre un sistema elettromeccanico per evacuazione pezzi 221 che si sviluppa perpendicolarmente alla direzione di avanzamento del materiale da tranciare nella pressa 101 per convogliare i pezzi ottenuti con il processo di TF verso una zona di raccolta 223. Fra il nastro trasportatore 221 e la zona di raccolta 223 ? vantaggiosamente prevista una tramoggia orientabile 225 che permette di convogliare i pezzi ottenuti verso almeno due sottozone 223a,223b di detta zona di raccolta in cui saranno previste rispettive vasche di raccolta rimovibili. Vantaggiosamente, in tal modo, l?evacuazione dei pezzi prodotti potr? avvenire in continuo, senza interruzioni dovute alla necessit? di rimuovere la vasca di raccolta, essendo sempre disponibile almeno una delle due vasche, mentre l?altra ormai piena viene rimossa per essere sostituita con una vuota.

La linea 201 comprende inoltre una terza zona 227 di raccolta di spezzoni dello ?scheletro? di nastro di lamiera provenienti dalla pressa 101 dopo la tranciatura, vantaggiosamente dotata di una base sotto la vasca di raccolta 231 dotata di traslazione automatica per la uniforme distribuzione degli spezzoni all?interno della vasca e consentire di sfruttare al meglio il volume a disposizione della vasca per un riempimento ottimale. Applicabilit? industriale

La pressa multifunzione secondo l?invenzione trova vantaggiosa applicazione industriale nell?ambito della realizzazione di particolari metallici tramite lavorazioni di tranciatura, in particolare di tranciatura fine, o di altre operazioni di formatura 3D quali, ad esempio la coniatura, la piegatura, la semi-tranciatura, l?estrusione o l?imbutitura di particolari metallici sia da nastro che su ripresa di pezzi gi? tranciati precedentemente.

La pressa secondo l?invenzione trova inoltre vantaggiosa applicazione industriale nell?ambito della realizzazione di sistemi e linee di produzione complesse ed ? suscettibile di integrare in un?unica macchina movimenti della slitta anche differenti da quelli previsti nei cicli di tranciatura noti e in particolare di tranciatura fine standard, permettendo in tal modo l?impiego di nuove tipologie di stampi per la produzione di particolari metallici specifici.

L?invenzione cos? come descritta ed illustrata ? suscettibile di numerose varianti e modificazioni, rientranti nello stesso principio inventivo.

Nomenclatura

11 stampo per tranciatura

11a semi-stampo superiore

11b semi-stampo inferiore

13 estrattore sfridi superiore

15 punzone figura principale superiore

17 premilamiera

19 matrice principale inferiore

21 contro-punzone stampo o estrattore inferiore

23 punzone interno inferiore

25 cuscino idraulico superiore ?Premilamiera?

27 cuscino idraulico inferiore ?Controstampo?

29 cilindro idraulico principale

31 cilindro di chiusura rapida stampo

33a,33b valvola

35a, 35b, 35c,35d,35e,35f accumulatori idraulici

101 pressa

103 incastellatura

105 vano per stampo

107 bocca di ingresso lastra

109 bocca di uscita scheletro

111 sistema di attuazione elettroidrostatico

111a sistema di attuazione elettroidrostatico del cilindro chiusura rapida stampo

111b,111c sistema di attuazione elettroidrostatico del cilindro principale 111d,111e sistema di attuazione elettroidrostatico del premilamiera 111f sistema di attuazione elettroidrostatico del contro-punzone stampo inferiore

111g sistema di attuazione elettroidrostatico della cesoia 123 cesoia

125 bus di alimentazione

127 rete di alimentazione

201 linea di TF

203 aspo svolgitore

205 culla di carico

207 nastro

209 cesoia

211 testa di raddrizzatura a rulli

213 ansa di materiale

215 lubrificatore di nastri

215a,215b,215c serbatoi lubrificatore nastri

217 nastro trasportatore sfridi

219a,219b zone raccolta sfridi

217a,217b rami trasversali del nastro trasportatore sfridi

217c ramo longitudinale anteriore del nastro trasportatore sfridi 217d ramo longitudinale posteriore del nastro trasportatore sfridi 221 sistema elettromeccanico per evacuazione pezzi

223 zona di raccolta pezzi

223a,223b sottozone di raccolta pezzi

225 tramoggia orientabile

227 zona di raccolta scheletri

231 vasca raccolta scheletri

Claims (10)

RIVENDICAZIONI

1. Pressa oleodinamica multifunzione (101) per la realizzazione di particolari metallici dotata di una molteplicit? di effetti, caratterizzata dal fatto che ciascun effetto ? provocato da un sistema di attuazione elettroidrostatico autonomo (111).

2. Pressa secondo la riv.e 1, in cui detta pressa comprende uno stampo (11) ed ? programmata per eseguire un ciclo di tranciatura fine che prevede il bloccaggio di una lastra di materiale da tranciare e la penetrazione completa di detta lastra di materiale, prima che la lastra venga rilasciata dallo stampo (11) della pressa (101).

3. Pressa secondo la riv.e 2, in cui detto stampo (11) comprende un premilamiera (17) associato ad un cuscino idraulico superiore (25), un contro-punzone stampo inferiore (21) associato ad un cuscino idraulico inferiore (27) ed una slitta associata ad un cilindro principale (29) ed in cui gli effetti del cuscino idraulico superiore (25), del cuscino idraulico inferiore (27) e del cilindro principale (29) sono provocati da almeno altrettanti corrispondenti sistemi di attuazione elettroidrostatici (111).

4. Pressa secondo la riv.e 3, in cui l?effetto del cilindro principale (29) ? provocato da tre sistemi di attuazione elettroidrostatici (111a,111b,111c) di cui un primo sistema per provocare il movimento di chiusura rapida dello stampo ed un secondo ed un terzo sistema per mettere in pressione il cilindro principale (29).

5. Pressa secondo la riv.e 3 o 4, in cui l?effetto del cuscino idraulico superiore (25) associato al premilamiera (17) ? provocato da una coppia di sistemi di attuazione elettroidrostatici (111d,111e) collegati in parallelo.

6. Pressa secondo la riv.e 3 o 4 o 5, in cui l?effetto del cuscino idraulico inferiore (27) associato al contro-punzone stampo inferiore (21) ? provocato da un singolo sistema di attuazione elettroidrostatico (111f).

7. Pressa secondo una qualsiasi delle riv.i precedenti, in cui i sistemi di attuazione elettroidrostatici (111) sono associati ad almeno un accumulatore idraulico di energia (35a-35f).

8. Pressa secondo una qualsiasi delle riv.i precedenti, in cui i sistemi di attuazione elettroidrostatici (111) comprendono ciascuno una corrispondente servo-pompa associata ad un quadro elettrico di comando (121), programmato per far eseguire alla pressa (101) un ciclo di tranciatura fine per mezzo degli effetti provocati dai detti sistemi di attuazione elettroidrostatici (111).

9. Pressa secondo la riv.e 8, in cui i sistemi di attuazione elettroidrostatici (111) operano nei quattro quadranti delle macchine elettriche ed in cui detti sistemi sono alimentati nei quadranti di motorizzazione, o di guida, da un bus di alimentazione (125) e sono suscettibili di restituire l?energia prodotta nei quadranti di frenata attraverso detto bus di alimentazione (125).

10. Pressa secondo una qualsiasi delle riv.i precedenti, in cui ? prevista una cesoia (209) azionata da un sistema di attuazione elettroidrostatico (111) e disposta a valle della pressa.