ITMI20111918A1 - VERTICAL HYDRAULIC PRESS SUITABLE FOR MOLDING OF THERMOPLASTIC OR THERMO-HARDENING COMPOSITE MATERIAL. - Google Patents
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Description
“Pressa idraulica verticale adatta allo stampaggio di materiale composito termoplastico o termoindurente†⠀ œVertical hydraulic press suitable for molding thermoplastic or thermosetting composite materialâ €
La presente invenzione concerne una pressa idraulica verticale particolarmente adatta a stampare i componenti in materiale composito termoplastico e termoindurente della sottoscocca del motore nel settore tecnologico dell’ automoti ve. The present invention relates to a vertical hydraulic press particularly suitable for molding the components in thermoplastic and thermosetting composite material of the engine underbody in the automotive technological sector.
Generalmente una pressa idraulica verticale idraulica comprende un piano superiore mobile il quale schiaccia un massello di materiale termoindurente o termoplastico, posto su un piano fisso inferiore, preriscaldato o riscaldato attraverso uno stampo,. Generally a hydraulic vertical hydraulic press comprises a movable upper surface which crushes a block of thermosetting or thermoplastic material, placed on a lower fixed surface, preheated or heated through a mold.
Durante la formatura per compressione di un massello di materiale termoindurente o termoplastico lo stampo resta chiuso. During the compression molding of a solid piece of thermosetting or thermoplastic material, the mold remains closed.
E’ noto l’uso di un dispositivo adatto a mantenere paralleli i piani di lavoro di una pressa verticale idraulica di stampaggio con piano superiore mobile durante lo stampaggio di particolari della sottoscocca del motore usati nel settore tecnologico automoti ve. The use of a device suitable for keeping the work planes of a vertical hydraulic molding press with a movable upper surface during the molding of parts of the engine underbody used in the automotive technological sector is known.
Preferibilmente i particolari della sottoscocca del motore vengono stampati per mezzo di presse da 3000 tonnellate, con piani da 3400 mm X 2500 mm, con una corsa del piano mobile pari a 2200 mm. Preferably, the details of the engine underbody are molded by means of 3000 ton presses, with 3400 mm X 2500 mm plates, with a stroke of the mobile plate equal to 2200 mm.
Secondo lo stato dell’arte, un processo di stampaggio di materiale composito termoindurente o termoplastico comprende le seguenti fasi: According to the state of the art, a thermosetting or thermoplastic composite material molding process includes the following steps:
- posizionamento del massello di materiale composito termoindurente o termoplastico su un semistampo inferiore fissato ad un piano inferiore di una pressa idraulica verticale; - positioning of the solid piece of thermosetting or thermoplastic composite material on a lower half-mold fixed to a lower surface of a vertical hydraulic press;
- avvicinamento veloce di un piano mobile superiore recante un semistampo superiore della pressa verticale fino alla quota di intercettazione del massello di materiale composito termoindurente o termoplastico; - fast approach of an upper movable plane bearing an upper half-mold of the vertical press up to the interception level of the solid thermosetting or thermoplastic composite material;
- compressione lenta fino alla chiusura dello stampo formato dai due semistampi superiore ed inferiore; - slow compression until the mold is closed, formed by the two upper and lower half-molds;
- permanenza del prodotto stampato all’ interno dello stampo chiuso; - permanence of the molded product inside the closed mold;
- apertura dello stampo e allontanamento veloce del piano mobile superiore . - opening of the mold and quick removal of the upper mobile plane.
Un processo di stampaggio di prodotti in materiale composito termoplastico o termoindurente comporta: A process of molding products in thermoplastic or thermosetting composite material involves:
- l’uso di presse verticali di elevato tonnellaggio, il cui piano mobile à ̈ capace di svolgere ampie escursioni per consentire l’evacuazione del prodotto stampato; - the use of high tonnage vertical presses, whose moving table is capable of carrying out wide excursions to allow the evacuation of the molded product;
- la concentrazione del carico indotto da un prodotto a forma di massello di dimensioni dello stesso ordine di grandezza lungo i tre assi cartesiani; - the concentration of the load induced by a solid-shaped product of dimensions of the same order of magnitude along the three Cartesian axes;
- lo schiacciamento e lo stiramento di detto massello durante la chiusura lenta dello stampo per favorire lo scorrimento lento del materiale termoindurente o termoplastico nella cavità interna allo stampo, fino al completo riempimento della cavità stessa. - the crushing and stretching of said block during the slow closing of the mold to favor the slow sliding of the thermosetting or thermoplastic material in the cavity inside the mold, until the cavity is completely filled.
Una pressa idraulica verticale funziona per mezzo di una coppia di cilindri idraulici collegati ad un circuito idraulico ed azionati da almeno una elettropompa a portata variabile. Il circuito idraulico riguarda un coppia di cilindri idraulici collegati ad una batteria di accumulatori ad azoto. Un esempio di circuito idraulico accoppiato ad accumulatori contenenti azoto à ̈ rappresentato dal brevetto JP 7246500. A vertical hydraulic press works by means of a pair of hydraulic cylinders connected to a hydraulic circuit and operated by at least one variable displacement electric pump. The hydraulic circuit concerns a pair of hydraulic cylinders connected to a nitrogen accumulator battery. An example of a hydraulic circuit coupled to accumulators containing nitrogen is represented by patent JP 7246500.
Detti cilindri idraulici trasmettono una forza idraulica attraverso l’olio premente contro le pareti della coppia di cilindri idraulici e contro i rispettivi pistoni collegati o solidali al piano mobile superiore. Preferibilmente la fase di ritorno del piano mobile superiore e di apertura dello stampo si svolge per mezzo di opportuni cilindri idraulici ausiliari alloggiati nell’impalcato della pressa verticale. Said hydraulic cylinders transmit a hydraulic force through the pressing oil against the walls of the pair of hydraulic cylinders and against the respective pistons connected or integral with the upper mobile plane. Preferably, the step of returning the upper mobile surface and opening the mold is carried out by means of suitable auxiliary hydraulic cylinders housed in the deck of the vertical press.
L’accelerazione del piano mobile superiore diventa urto nel passaggio dalla fase di avvicinamento veloce alla fase di compressione lenta, in corrispondenza della chiusura dello stampo; per una pressa verticale di elevato tonnellaggio le forze d’inerzia per effetto della variazione di velocità delle parti in movimento sono elevate e l’urto si ripercuote lungo il circuito idraulico della pressa verticale innescando fenomeni di colpo d’ariete che si manifestano in collasso strutturale dei componenti del circuito idraulico. The acceleration of the upper mobile plate becomes a collision in the passage from the fast approach phase to the slow compression phase, in correspondence with the closing of the mold; for a high tonnage vertical press the inertia forces due to the speed variation of the moving parts are high and the impact affects the hydraulic circuit of the vertical press triggering water hammer phenomena that occur structural collapse of the hydraulic circuit components.
È noto lo stato di sforzo precompresso in cui lavora una pressa idraulica verticale adibita allo stampaggio di masselli in materiale composito termoplastico o termoindurente per evitare il disaccoppiamento delle parti meccaniche, sia durante la fase di stampaggio che di mantenimento dello stampo chiuso in pressione. It is known the state of prestressed stress in which a vertical hydraulic press used for molding blocks in thermoplastic or thermosetting composite material works to avoid the decoupling of the mechanical parts, both during the molding phase and during the maintenance of the mold closed under pressure.
Durante la compressione lenta fino alla chiusura completa dello stampo, à ̈ noto il problema del disallineamento dei piani fisso inferiore e mobile superiore della pressa idraulica verticale, causato dalla concentrazione del carico trasmesso dal massello in materiale composito termoplastico o termoindurente su una porzione di superficie dello stampo. La disposizione non parallela del piano superiore mobile rispetto al piano inferiore fisso comporta l’usura delle colonne verticali e dei componenti scorrevoli lungo rispettive sedi meccaniche con il pericolo dell’insorgere di fenomeni di grippaggio e di instabilità delle parti in movimento. During the slow compression up to the complete closure of the mold, the problem of the misalignment of the lower fixed and upper movable surfaces of the vertical hydraulic press is known, caused by the concentration of the load transmitted by the block in thermoplastic or thermosetting composite material on a portion of the surface of the die. The non-parallel arrangement of the upper movable plane with respect to the lower fixed plane causes the wear of the vertical columns and of the sliding components along their respective mechanical seats with the danger of seizing phenomena and instability of the moving parts.
Lo stato dell’arte riguardante il mantenimento del parallelismo durante la fase di chiusura dello stampo e durante la fase di compressione lenta e di scorrimento lento del piano mobile superiore à ̈ rappresentato da un dispositivo comprendente una serie di cilindri idraulici disposti ai quattro angoli del piano inferiore, e rispettivi sensori di posizione e di carico collegati ad un controllore il quale restituisce, in particolare, un valore pari alla differenza tra una quota campione rispetto alla quota rilevata per mezzo di ciascun sensore di posizione. Una pompa invia l’olio in pressione verso ciascun cilindro idraulico del sistema di mantenimento del parallelismo dei piani della pressa verticale per mezzo di valvole proporzionali regolate in funzione della differenza misurata tra la quota campione e la quota rilevata dal rispettivo sensore di posizione. The state of the art concerning the maintenance of parallelism during the closing phase of the mold and during the slow compression and slow sliding phase of the upper mobile plane is represented by a device comprising a series of hydraulic cylinders arranged at the four corners of the lower floor, and respective position and load sensors connected to a controller which returns, in particular, a value equal to the difference between a sample quota with respect to the quota detected by means of each position sensor. A pump sends the pressurized oil to each hydraulic cylinder of the system for maintaining the parallelism of the planes of the vertical press by means of proportional valves adjusted according to the difference measured between the sample quota and the quota detected by the respective position sensor.
In particolare: il brevetto US5537919 si riferisce al metodo di correzione del parallelismo basato sul confronto di una quota reale rispetto ad una quota desiderata; la domanda di brevetto EP2236258 rivendica un dispositivo idraulico per controllare e aggiustare la planarità dello stampo. In particular: the patent US5537919 refers to the parallelism correction method based on the comparison of a real quota with respect to a desired quota; patent application EP2236258 claims a hydraulic device for controlling and adjusting the flatness of the mold.
L’oggetto della presente invenzione si riferisce ad una pressa idraulica verticale munita di dispositivi adatti ad intervenire sulla distribuzione spaziale e temporale delle forze idrauliche, durante lo stampaggio di componenti in materiale composito termoplastico e termoindurente. In particolare l’invenzione si riferisce ad un dispositivo di contrasto idraulico applicato a ciascun cilindro idraulico agente in un angolo del piano inferiore della pressa, detto dispositivo costituendo un invariante ininfluente durante il posizionamento controllato dei quattro cilindri idraulici disposti ai quattro angoli del piano inferiore. The object of the present invention relates to a vertical hydraulic press equipped with devices suitable for intervening on the spatial and temporal distribution of hydraulic forces, during the molding of components in thermoplastic and thermosetting composite material. In particular, the invention refers to a hydraulic contrast device applied to each hydraulic cylinder acting in a corner of the lower plane of the press, said device constituting an invariant that has no influence during the controlled positioning of the four hydraulic cylinders arranged at the four corners of the lower plane. .
Uno scopo della presente invenzione à ̈ assicurare il mantenimento dello stato di precompressione della struttura portante a garanzia di lavoro in assenza di urti causati da giochi meccanici formatisi durante la fase di schiacciamento e chiusura lenta dello stampo. An object of the present invention is to ensure the maintenance of the prestressed state of the supporting structure to guarantee work in the absence of impacts caused by mechanical play formed during the crushing and slow closing phase of the mold.
Un secondo scopo à ̈ assicurare il mantenimento del parallelismo dei piani fisso inferiore e mobile superiore durante la fase di schiacciamento e chiusura lenta dello stampo. A second purpose is to ensure the maintenance of the parallelism of the lower fixed and upper movable surfaces during the crushing and slow closing phase of the mold.
Un terzo scopo à ̈ ottimizzare il profilo di velocità del piano mobile superiore nel passaggio dalla fase di avvicinamento rapido alla fase di chiusura lenta dello stampo. A third purpose is to optimize the speed profile of the upper moving plane in the passage from the rapid approach phase to the slow closing phase of the mold.
Un quarto scopo à ̈ poter utilizzare componentistica commerciale per realizzare un controllore di processo i cui costi siano contenuti e le parti di ricambio reperibili facilmente. A fourth purpose is to be able to use commercial components to create a process controller whose costs are low and spare parts readily available.
Un quinto scopo à ̈ poter semplificare costruttivamente la struttura portante della pressa verticale per effetto di un profilo ottimale della velocità del piano mobile e quindi del contenimento dei picchi di accelerazione responsabili delle sovrasollecitazioni che si ripercuotono sulla struttura portante della pressa idraulica verticale. A fifth purpose is to be able to constructively simplify the load-bearing structure of the vertical press as a result of an optimal profile of the speed of the mobile platen and therefore of the containment of the acceleration peaks responsible for the overstresses that affect the load-bearing structure of the vertical hydraulic press.
In accordo con l’invenzione tali scopi vengono raggiunti con una pressa idraulica verticale di stampaggio, del tipo comprendente un basamento munito di un piano fisso inferiore ed un impalcato collegati da colonne verticali, una struttura portante laterale di unione tra il basamento e l’impalcato, un piano superiore mobile scorrevole lungo guide verticali comandato da una coppia di cilindri idraulici azionati per mezzo di un primo circuito idraulico atto a contrastare una forza idraulica trasmessa da una serie di cilindri idraulici di contrasto per mezzo di un secondo circuito idraulico, la forza idraulica risultante permettendo di contenere entro una ristretta soglia di tolleranza il parallelismo tra il piano mobile superiore ed il piano fisso inferiore, un controllore logico programmabile per gestire gli assi oleodinamici dei cilindri idraulici processando i segnali acquisiti da trasduttori di pressione e di posizione applicati in corrispondenza di detti cilindri idraulici, caratterizzata dal fatto che ciascun cilindro idraulico di contrasto à ̈ soggetto alla spinta idraulica indotta da un circuito idraulico collegato ad un accumulatore a sacca. In accordance with the invention, these purposes are achieved with a vertical hydraulic molding press, of the type comprising a base equipped with a fixed lower surface and a deck connected by vertical columns, a lateral supporting structure for joining the base and the ™ deck, a movable upper surface sliding along vertical guides controlled by a pair of hydraulic cylinders operated by means of a first hydraulic circuit designed to counteract a hydraulic force transmitted by a series of hydraulic contrast cylinders by means of a second hydraulic circuit, the resulting hydraulic force allowing to contain within a narrow tolerance threshold the parallelism between the upper moving plane and the lower fixed plane, a programmable logic controller to manage the hydraulic axes of the hydraulic cylinders by processing the signals acquired by pressure and position transducers applied in correspondence of said hydraulic cylinders, carat terized by the fact that each hydraulic contrast cylinder is subjected to the hydraulic thrust induced by a hydraulic circuit connected to a bladder accumulator.
Forme di realizzazione preferite e varianti non banali della presente invenzione formano l’oggetto delle rivendicazioni dipendenti. Preferred embodiments and non-trivial variants of the present invention form the subject of the dependent claims.
La presente invenzione verrà meglio descritta da alcune forme preferite di realizzazione, fomite a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali: The present invention will be better described by some preferred embodiments, provided by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings, in which:
la FIG. 1 mostra una vista in assonometria di una pressa verticale idraulica di stampaggio con piano superiore mobile oggetto di invenzione; FIG. 1 shows an axonometric view of a vertical hydraulic molding press with a movable upper surface object of the invention;
la FIG. 2 mostra una vista laterale della pressa verticale idraulica di stampaggio oggetto di invenzione; FIG. 2 shows a side view of the vertical hydraulic molding press object of the invention;
la FIG. 3 mostra una vista in sezione secondo un piano III-III di FIG. 2 della pressa verticale idraulica di stampaggio oggetto di invenzione; FIG. 3 shows a sectional view according to a plane III-III of FIG. 2 of the vertical hydraulic molding press object of the invention;
la FIG. 4 mostra una vista in sezione secondo un piano IV-IV di FIG. 2 della pressa verticale idraulica di stampaggio oggetto di invenzione; FIG. 4 shows a sectional view according to a plane IV-IV of FIG. 2 of the vertical hydraulic molding press object of the invention;
la FIG. 5 mostra una vista frontale della pressa verticale idraulica di stampaggio oggetto di invenzione; FIG. 5 shows a front view of the vertical hydraulic molding press object of the invention;
la FIG. 6 mostra una vista in sezione secondo un piano VI- VI di FIG. 5 della pressa verticale idraulica di stampaggio oggetto di invenzione; FIG. 6 shows a sectional view according to a VI-VI plane of FIG. 5 of the vertical hydraulic molding press object of the invention;
la FIG. 7 mostra una vista in assonometria di un cilindro di contrasto idraulico appartenente alla pressa verticale idraulica oggetto di invenzione; FIG. 7 shows an axonometric view of a hydraulic contrast cylinder belonging to the hydraulic vertical press object of the invention;
la FIG. 8 mostra una vista frontale del cilindro di contrasto idraulico appartenente alla pressa verticale idraulica oggetto di invenzione; FIG. 8 shows a front view of the hydraulic contrast cylinder belonging to the hydraulic vertical press object of the invention;
la FIG. 9 mostra una vista in sezione secondo un piano IX-IX di FIG. 8 del cilindro di contrasto idraulico appartenente alla pressa verticale idraulica di stampaggio oggetto di invenzione; FIG. 9 shows a sectional view according to a plane IX-IX of FIG. 8 of the hydraulic contrast cylinder belonging to the vertical hydraulic molding press object of the invention;
la FIG. 10 e la FIG. 11 mostrano rispettivamente una vista frontale ed in pianta del cilindro di contrasto idraulico appartenente alla pressa verticale idraulica oggetto di invenzione. FIG. 10 and FIG. 11 show respectively a front and plan view of the hydraulic contrast cylinder belonging to the hydraulic vertical press object of the invention.
Una pressa idraulica verticale di stampaggio 1 comprende un basamento 2 solidale ad un piano fisso inferiore 3 combaciante con un semistampo inferiore (non raffigurato). Quattro colonne verticali 4 collegano il basamento 2 ad un impalcato 5. Una struttura portante laterale 10 riveste le quattro colonne verticali 4 ed unisce il basamento 2 con l’impalcato 5, Nella fattispecie la struttura laterale 10 à ̈ un manufatto elettrosaldato composto da lastre di grosso spessore esterne 101 ed interne 102. A vertical hydraulic molding press 1 comprises a base 2 integral with a lower fixed plane 3 which mates with a lower mold half (not shown). Four vertical columns 4 connect the base 2 to a deck 5. A lateral supporting structure 10 covers the four vertical columns 4 and joins the base 2 with the deck 5. thick external 101 and internal 102.
Ciascuna colonna verticale 4 à ̈ attraversata, per almeno un terzo della sua estensione longitudinale, da una cavità cilindrica centrale 41. Una ghiera 42 fa da contrasto all’estremità superiore della colonna 4 premendo su una piastra 51 solidale all’impalcato 5. Each vertical column 4 is crossed, for at least one third of its longitudinal extension, by a central cylindrical cavity 41. A ring nut 42 contrasts the upper end of the column 4 by pressing on a plate 51 integral with the deck 5.
Nel foro centrale 41 alloggia una resistenza a sonda (non raffigurata) durante la fase di riscaldamento della colonna 4. In particolare la resistenza a sonda aderisce perfettamente lungo la superficie laterale del foro centrale 41, trasmettendo calore per conduzione alla colonna 4. La colonna 4 si dilata, in particolare, lungo il proprio asse longitudinale, causando il sollevamento della ghiera 42 rispetto alla piastra 51. Interponendo opportuni spessori calibrati (non raffigurati) tra la base sollevata della ghiera 42 e la piastra 51 si realizza la condizione di precompressione della struttura portante, formata dal basamento 2, l’impalcato 5 e la struttura laterale 10, per mezzo della forza di trazione trasmessa dalle colonne 4, una volta estratta la resistenza a sonda elettrica da ciascuna cavità cilindrica 41 e raggiunte le condizioni di temperatura ambientale. In the central hole 41 there is a probe resistance (not shown) during the heating phase of the column 4. In particular, the probe resistance adheres perfectly along the lateral surface of the central hole 41, transmitting heat by conduction to the column 4. The column 4 in particular, it expands along its own longitudinal axis, causing the ring 42 to be raised with respect to the plate 51. By interposing suitable calibrated shims (not shown) between the raised base of the ring 42 and the plate 51, the precompression condition of the structure is achieved bearing, formed by the base 2, the deck 5 and the lateral structure 10, by means of the traction force transmitted by the columns 4, once the electric probe resistance has been extracted from each cylindrical cavity 41 and the environmental temperature conditions have been reached.
Un piano superiore mobile 6, scorrevole lungo guide verticali 7 proiettate rispetto a quattro spigoli del basamento 2, combacia con un semistampo superiore (non raffigurato) il quale si unisce al semistampo inferiore solidale al piano fisso inferiore 3. A movable upper surface 6, sliding along vertical guides 7 projected with respect to four corners of the base 2, matches an upper half-mold (not shown) which joins the lower half-mold integral with the lower fixed surface 3.
Una coppia di cilindri idraulici 8 comprende pistoni 81 collegati al piano superiore mobile 6 ed azionati per mezzo di un circuito idraulico (non raffigurato) comprendente almeno una elettropompa (non raffigurata) a portata fissa. Il circuito idraulico à ̈ del tipo comprendente una batteria di accumulatori a sacca precaricati di azoto (non raffigurata) atta ad intercettare l’olio in pressione mandato dalla elettropompa e ad inviarlo nella camera dei cilindri idraulici 8. I pistoni 81 trasmettono una forza idraulica necessaria a chiudere lo stampo formato dal semistampo inferiore e superiore permettendo al massello di materiale composito termoplastico o termoindurente contenuto alPintemo dello stampo di stirarsi e schiacciarsi riempiendo la cavità interna dello stampo riproducendo il prodotto finale. A pair of hydraulic cylinders 8 comprises pistons 81 connected to the movable upper plane 6 and operated by means of a hydraulic circuit (not shown) comprising at least one electric pump (not shown) with a fixed flow rate. The hydraulic circuit is of the type comprising a battery of nitrogen-filled bladder accumulators (not shown) designed to intercept the pressurized oil sent by the electric pump and to send it into the chamber of the hydraulic cylinders 8. The pistons 81 transmit a hydraulic force necessary to close the mold formed by the lower and upper half-mold, allowing the thermoplastic or thermosetting composite material contained within the mold to stretch and squeeze, filling the internal cavity of the mold reproducing the final product.
I pistoni 81 devono altresì contrastare una forza idraulica indotta da una serie di cilindri idraulici di contrasto 9 collocati nel piano fisso inferiore 3 in corrispondenza dei bordi dello stampo. The pistons 81 must also counteract a hydraulic force induced by a series of hydraulic contrast cylinders 9 located in the lower fixed plane 3 in correspondence with the edges of the mold.
Preferibilmente la pressa idraulica verticale 1 comprende quattro cilindri idiaulici di contrasto 9 posti in prossimità degli spigoli del piano fisso 3. Preferably, the vertical hydraulic press 1 comprises four idiaulic contrast cylinders 9 located near the edges of the fixed surface 3.
Ciascun cilindro idraulico di contrasto 9 comprende un pistone 91 solidale ad un perno intermedio 92 la cui estremità si unisce al piano superiore mobile 6 durante la fase di contrasto idraulico con i pistoni 81. Each hydraulic contrast cylinder 9 comprises a piston 91 integral with an intermediate pin 92 the end of which joins the upper movable plane 6 during the hydraulic contrast step with the pistons 81.
Una forza idraulica di contrasto, generata per mezzo di un primo circuito idraulico (non raffigurato) azionato da almeno una elettropompa (non raffigurata) a portata fissa, agisce su una superficie circolar e 94 del pistone 91. A hydraulic contrast force, generated by means of a first hydraulic circuit (not shown) operated by at least one electric pump (not shown) with a fixed flow rate, acts on a circular surface 94 of the piston 91.
Una forza idraulica permanente, generata per mezzo di un secondo circuito idraulico (non raffigurato) azionato da un accumulatore a sacca precaricato con azoto in pressione (non raffigurato), agisce su una superficie anulare 95 del pistone 91. A permanent hydraulic force, generated by means of a second hydraulic circuit (not shown) operated by a bladder accumulator preloaded with pressurized nitrogen (not shown), acts on an annular surface 95 of the piston 91.
Ogni cilindro idraulico di contrasto 9 Ã ̈ collegato ad un trasduttore di posizione di tipo magnetostrittivo 93 e ad un trasduttore di pressione di tipo piezoelettrico (non raffigurato). Each hydraulic contrast cylinder 9 is connected to a position transducer of the magnetostrictive type 93 and to a pressure transducer of the piezoelectric type (not shown).
Un controllore, non raffigurato, gestisce il funzionamento di una valvola proporzionale (non raffigurata) atta a modulare la portata dell’olio in pressione agente sulla superficie circolare 94 del pistone 91. A controller, not shown, manages the operation of a proportional valve (not shown) designed to modulate the flow rate of the pressurized oil acting on the circular surface 94 of the piston 91.
L’uso di due circuiti idraulici distinti, agenti rispettivamente sulla superficie circolare 94 e sulla superficie anulare 95 del pistone 91, consente di impostare i parametri di funzionamento del controllore in funzione della sola superficie circolare 94 del pistone 91 ottenendo una forza idraulica stabile nel corso del ciclo di lavoro di andata e di ritorno. Il contrasto della forza idraulica permanente generata dall’accumulatore a sacca precaricato con azoto in pressione costituisce altresì un invariante nell’impostazione dei parametri di funzionamento del controllore. The use of two distinct hydraulic circuits, acting respectively on the circular surface 94 and on the annular surface 95 of the piston 91, allows to set the operating parameters of the controller as a function of only the circular surface 94 of the piston 91, obtaining a stable hydraulic force in the course of the outward and return work cycle. The contrast of the permanent hydraulic force generated by the bladder accumulator preloaded with pressurized nitrogen also constitutes an invariant in the setting of the operating parameters of the controller.
Quando il primo circuito viene disabilitato, il pistone 91 risulta soggetto alla sola forza permanente indotta dal secondo circuito e premente sulla superficie anulare 95. When the first circuit is disabled, the piston 91 is subjected only to the permanent force induced by the second circuit and pressing on the annular surface 95.
Una variante ai due circuiti idraulici à ̈ di seguito descritta. A variant to the two hydraulic circuits is described below.
Una forza idraulica di contrasto, generata per mezzo di un primo circuito idraulico azionato da almeno una elettropompa a portata fissa, agisce sulla superficie circolare 94 e sulla superficie anulare 95 del pistone 91. A hydraulic contrast force, generated by means of a first hydraulic circuit operated by at least one electric pump with a fixed flow rate, acts on the circular surface 94 and on the annular surface 95 of the piston 91.
Una forza idraulica permamente, generata per mezzo di un secondo circuito idraulico azionato da un accumulatore a sacca precaricato con azoto in pressione, agisce sulla superficie anulare 95 del pistone 91. A permanent hydraulic force, generated by means of a second hydraulic circuit operated by a bladder accumulator preloaded with pressurized nitrogen, acts on the annular surface 95 of the piston 91.
Un controllore, gestisce il funzionamento di una valvola proporzionale atta a modulare la portata dell’olio in pressione agente sulla superficie circolare 94 e sulla superficie anulare 95 del pistone 91. Quando il primo circuito idraulico viene disabilitato, una valvola selettrice di pressione (non raffigurata) separa il primo circuito idraulico rispetto alla superficie anulare 95 del pistone 91. A controller manages the operation of a proportional valve designed to modulate the flow rate of the pressurized oil acting on the circular surface 94 and on the annular surface 95 of the piston 91. When the first hydraulic circuit is disabled, a pressure selector valve (not shown) separates the first hydraulic circuit with respect to the annular surface 95 of the piston 91.
L’uso di due circuiti idraulici distinti, di cui il primo agente: The use of two distinct hydraulic circuits, of which the first agent:
- sulla superficie circolare 94 e sulla superficie anulare 95 del pistone 91 nella fase di mandata; - on the circular surface 94 and on the annular surface 95 of the piston 91 in the delivery phase;
- sulla superficie circolare 94 del pistone 91 nella fase di ritorno; - on the circular surface 94 of the piston 91 in the return phase;
ed il secondo di tipo permanente, consente di impostare i parametri di funzionamento del controllore in funzione della sola superficie circolare 94 del pistone 91 ottenendo una forza idraulica stabile in entrambe le fasi di andata e di ritorno del pistone 91. Il contrasto della forza idraulica generata dall’accumulatore a sacca precaricato con azoto in pressione costituisce altresì un invariante nell’impostazione dei parametri di funzionamento del controllore. and the second of the permanent type, allows to set the operating parameters of the controller as a function of the circular surface 94 of the piston 91 alone, obtaining a stable hydraulic force in both the outward and return phases of the piston 91. The contrast of the generated hydraulic force the bladder accumulator preloaded with pressurized nitrogen also constitutes an invariant in the setting of the controller operating parameters.
La soluzione descritta come variante si comporta con una pressione uguale sulle due superfici 94 e 95 del pistone 91 evitando il pericolo di trafilamento e l’insorgere di vibrazioni quali effetti della diversa densità del fluido premente sulle aree 94 e 95 con pressioni differenti. The solution described as a variant behaves with an equal pressure on the two surfaces 94 and 95 of the piston 91 avoiding the danger of leakage and the onset of vibrations as effects of the different density of the pressing fluid on the areas 94 and 95 with different pressures.
Nella fattispecie un controllore logico programmabile gestisce gli assi oleodinamici comprendenti i cilindri idraulici 8 e 9, processando i segnali acquisiti ad una frequenza di 500 Hz. In particolare: i sensori magnetostrittivi 93 consentono una velocità di lettura ed una precisione di posizionamento assoluto dell’ordine di 0.01 irai, in assenza di contatto meccanico; il controllore interviene nella fase di avvicinamento del piano superiore mobile 6 interpolando, con una curva parabolica, la variazione di velocità da avvicinamento veloce a chiusura lenta dello stampo, ottimizzando le forze inerziali indotte dall’accelerazione del piano mobile 6. In this case, a programmable logic controller manages the hydraulic axes including the hydraulic cylinders 8 and 9, processing the acquired signals at a frequency of 500 Hz. In particular: the magnetostrictive sensors 93 allow a reading speed and an absolute positioning precision of the order of 0.01 irai, in the absence of mechanical contact; the controller intervenes in the approach phase of the upper moving plane 6 by interpolating, with a parabolic curve, the speed variation from fast approach to slow closing of the mold, optimizing the inertial forces induced by the acceleration of the moving plane 6.
L’uso di una struttura portante precompressa assialmente contribuisce a incrementare la precisione dell’allineamento dei piani fìsso 3 e mobile 6 grazie all’annullamento dei giochi meccanici che si possono instaurare tra i componenti delle pressa idraulica verticale 1 durante lo stampaggio. The use of an axially pre-compressed load-bearing structure helps to increase the precision of the alignment of the fixed 3 and mobile 6 planes thanks to the elimination of the mechanical play that can be established between the components of the vertical hydraulic press 1 during printing.
Il riscaldamento delle colonne mediante una resistenza a sonda inserita nella cavità praticata in ciascuna colonna semplifica il montaggio della pressa e assicura il mantenimento dello stato di precompressione della struttura portante. The heating of the columns by means of a probe resistance inserted in the cavity made in each column simplifies the assembly of the press and ensures the maintenance of the prestressed state of the supporting structure.
Il mantenimento del parallelismo dei piani fisso inferiore e mobile superiore durante la fase di schiacciamento e chiusura lenta dello stampo à ̈ facilitato grazie all’uso di sensori di posizione magnetostrittivi che, di fatto, escludono il contatto tra le parti in movimento, sono precisi e privi di giochi meccanici. Maintaining the parallelism of the lower fixed and upper mobile surfaces during the crushing and slow closing phase of the mold is facilitated thanks to the use of magnetostrictive position sensors which, in fact, exclude contact between the moving parts, are precise and free from mechanical play.
L’ottimizzazione del profilo di velocità del piano mobile superiore secondo una curva parabolica di interpolazione tra la fase di avvicinamento rapido e la fase di chiusura lenta dello stampo contribuisce a ridurre le forze d’inerzia permettendo una riduzione delle sollecitazioni incombenti sulla struttura e lungo l’apparato idraulico. The optimization of the speed profile of the upper moving plane according to a parabolic interpolation curve between the rapid approach phase and the slow closing phase of the mold helps to reduce the forces of inertia allowing a reduction of the stresses incumbent on the structure and along the hydraulic system.
La componentistica di tipo commerciale usata per assemblare il controllore permette la riduzione dei costi e la facilità di reperimento delle parti di ricambio. The commercial components used to assemble the controller allow the reduction of costs and the ease of finding spare parts.
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