ITPN20100021A1 - Stampo perfezionato per estrattore di punzoni - Google Patents

Description

Descrizione del brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo:

«STAMPO PERFEZIONATO PER ESTRATTORE DI PUNZONI »

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda uno stampo che aziona un relativo dispositivo per la lavorazione di lastre che possono essere formate con varie modalità, potendo essere imbutite, piane, etc. e come porzioni di lamiera, e che esegue su queste una operazione definita, tipicamente una punzonatura eseguita utilizzando un opportuno punzone con estrattore, come viene comunemente definito nel relativo settore della tecnica.

Sono noti stampi punzonatori ed estrattori di varia natura, forma e scopi; secondo un tipico impiego, detti stampi devono poter funzionare secondo un asse orizzontale, per varie ragioni di praticità, ingombro, costi etc. che qui non interessa indagare, e che risultano particolarmente interessanti per elevate lavorazioni che riguardano pezzi relativamente piccoli e facilmente maneggiabili, e soprattutto in cui la forza messa in campo à ̈ particolarmente limitata.

Generalmente, e con riferimento alla Fig.1 e 1A, tali stampi sono costituiti da: (i riferimenti a direzioni "verticali" oppure "orizzontali" sono evidentemente applicabili a detta figura come osservabile)

- una struttura cilindrica cava internamente 1, che à ̈ solidale con la struttura fissa della macchina su cui à ̈ montato il presente stampo,

- un estrattore 2 con punzone, in sé noto e quindi indicato solo da una linea tratteggiata, e montato su una piastra 3 disposta all'esterno di detta struttura 1;

- un dispositivo di ritorno che comprende in sostanza una molla, basata su una camera ermetica 6 la quale à ̈ delimitata:

- da una parete cilindrica 4A di un cilindro cavo 4 che scorre all'interno di detta struttura cava 1 e che à ̈ connesso stabilmente a detta a detta piastra 3,

- da un pistone 5 stabilmente solidale a detta struttura 1,

- da una parete 7 a sua volta solidale con un elemento 8 di cui si dirà qui di seguito.

Sono infine disposti un elemento di trasmissione del moto 8, dotato di una asola sostanzialmente verticale 9, e vincolato con una sua faccia 8A ad un lato (a destra) di detto cilindro cavo 4,

- un elemento rotante 10, imperniato su un perno 11 solidale con detta struttura 1, e dotato di due estremità non opposte 12, 13 ma disposte su due lati di un angolo "a" di cui detto perno 11 à ̈ il vertice,

- in cui una estremità 12 viene dotata di un perno 14 inserito e scorrevole in detta asola 9, e l'altra estremità 13 viene messa in contatto e riceve il movimento e lo sforzo della lavorazione da un opportuna battuta 15 di un pistone 16, generalmente azionato da una pressa; questa, a seconda del tipo di impiego e di altri vincoli produttivi, può essere verticale, ma anche inclinata, oppure anche orizzontale.

Inoltre detta camera 6, che realizza l'elemento elastico, può contenere sia una massa di gas, oppure una molla a filo metallico avvolto a spirale.

Il funzionamento di tale macchina à ̈ ben noto, e qui viene solo ricordato per praticità: quando il pistone 16 viene fatto scendere, esso con la sua battuta 15 entra in contatto e spinge verso il basso (riferito alla Fig. 1) l'estremità 13, ciò che fa ruotare l'elemento rotante 10 attorno al suo asse (in orizzontale), cosa che costringe ad una rotazione anche l'estremità 12.

Se opportunamente posizionata relativamente agli elementi appena citati, detta estremità 12 ed il suo perno 14 vengono spinti con un movimento che presenta anche una componente orizzontale; dato che detto perno 14 à ̈ impegnato ed alloggiato in detta asola 9, la componente verticale del suo movimento viene neutralizzata dal gioco verticale offerto dall'asola 9, mentre la sua componente orizzontale agisce e sollecita detto elemento 8.

Questo spinge il cilindro cavo 4 con un moto verso sinistra (sempre rispetto alla Fig. 1) cosa che sollecita verso sinistra detta parete cilindrica 4 e quindi alla sua opposta estremità fa spostare nello stesso senso detta piastra 3 e quindi il dispositivo 2, come desiderato.

Contemporaneamente il movimento del cilindro cavo 4 sposta detta parete 7 verso il pistone fisso 5, cosa che fa ridurre il volume della camera 6, e quindi fa comprimere il mezzo elastico contenuto in questa e quindi provoca la reazione elastica desiderata.

Infatti, quando nella fase di ritorno o rilascio il pistone 16 viene sollevato, esso lascia risalire l'estremità 13.

A questo punto la reazione elastica del mezzo elastico contenuto nella camera 6 impone una rotazione antioraria anche dell'estremità 12, e quindi il suo sollevamento ma anche il suo movimento esattamente contrario a quello sopra descritto.

Ovvia conseguenza di tale meccanismo, del resto ben noto all'esperto, e' la corsa di ritorno dell'estrattore e del relativo punzone.

La soluzione ora descritta, benché semplice ed efficace, tuttavia implica un indesiderato aumento delle dimensioni dei dispositivi descritti, spesso non accettabili in una ambiente operativo e produttivo in cui gli spazi produttivi devono essere razionalizzati e sfruttati al massimo grado.

Infatti la dimensione totale e quindi l’ingombro dei dispositivi ora descritti dipende sostanzialmente dal fatto che l'estrattore (con relativo punzone) e l'elemento elastico sono posti geometricamente in serie tra loro, sulla base della considerazione che lo sforzo prodotto dalla pressa deve essere ricevuto sia da detto elemento elastico sia dall'estrattore, su entrambi i quali deve poter agire.

Sarebbe quindi desiderabile, ed à ̈ scopo principale della presente invenzione, poter realizzare uno stampo del tipo generalmente descritto atto a ridurre in modo sostanziale la dimensione in orizzontale, o comunque la dimensione allineata con la direzione di allineamento dell'estrattore, senza essere penalizzato da qualsiasi altro inconveniente.

Tale scopo viene conseguito da uno stampo comprendente principalmente una struttura stabilmente associata ad un punzone e relativo estrattore a cui à ̈ usualmente associato, realizzato e funzionante secondo le rivendicazioni allegate.

Caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno evidenti dalla descrizione che segue, a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, in cui:

§ la figura 1 mostra una sezione mediana longitudinale di uno stampo secondo la tecnica nota,

§ la figura 2 e la fig.3 mostrano rispettive viste in prospettiva ed in esploso di uno stampo generalmente simile a quello di fig. 1, osservato da due punti di osservazione diagonalmente opposti ,

§ la figura 4 e la figura 4A mostrano due sezioni mediane longitudinali di uno stampo secondo la presente invenzione, in due distinti stati di funzionamento,

§ le figure da 5 a 8 mostrano le sezioni mediane longitudinali dello stampo dell’invenzione e di un relativo estrattore e punzone in rispettive successivi stati di funzionamento,

§ la figura 9 e la fig.10 mostrano rispettive viste in prospettiva ed in esploso di uno stampo generalmente simile a quello delle figure 4 e 4A, osservato da due punti di osservazione diagonalmente opposti ,

§ la fig. 11 mostra una vista esterna in prospettiva di uno stampo dell’invenzione, generalmente descritto nelle figure precedenti,

§ le figure 12 e 13 mostrano due viste che rappresentano due sezioni mediane longitudinali di uno stampo secondo una differente forma di realizzazione della presente invenzione, in rispettivi due distinti stati di funzionamento.

Secondo l'invenzione, e con riferimento alla Fig.4, lo stampo comprende:

- una struttura cilindrica cava internamente 21, che à ̈ solidale con la struttura fissa della macchina su cui à ̈ montato il presente stampo, ed atta ad alloggiare al suo interno, in modo scorrevole, detto punzone e relativo estrattore 22,

- un elemento di trasmissione del moto 18, dotato di una asola sostanzialmente verticale 19, e vincolato con una sua faccia 18A alla faccia piana 25 del corpo cilindrico esterno cavo 24 che riceve il carico di lavoro di detto estrattore 22,

- un elemento rotante 210, imperniato su un perno 211 solidale con detta struttura 21, e dotato di due estremità non opposte 212, 213 ma disposte su due lati di un angolo "a" di cui detto perno 211 à ̈ il vertice,

- in cui una di queste estremità 212 viene dotata di un perno 214 inserito e scorrevole in detta asola 19, e l'altra estremità 213 viene messa in contatto e riceve il movimento e lo sforzo della lavorazione da un opportuna battuta 215 di un pistone di azionamento 216, generalmente azionato da una pressa verticale, o equivalente.

Detto elemento di trasmissione del moto 18 e l’estrattore 22 sono vincolati reciprocamente, e si muovono secondo una comune e definita direzione di spostamento “X†ed alternativamente nei due sensi di questa, essendo il loro moto guidato da detta struttura 21.

In buona sostanza, ed in estrema sintesi, si osserverà che tutto l'assieme che, secondo la tecnica nota sopra descritta (Fig.1) à ̈ costituito:

- dalla piastra 3,

- dal cilindro cavo 4, e relativa parete 7,

- dal pistone 5,

- e quindi dalla camera 6,

viene totalmente eliminato.

Al suo posto, viene direttamente inserito l'assieme estrattore/punzone 22, in sé noto, ad es. dal brevetto italiano (domanda) No. PN 2008A000057, e dal brevetto WO 2008/055631 A1, a cui per brevità si rimanda.

In questa figura, e nelle successive, l’estrattore si intende compreso nei componenti cerchiati insieme ed identificati dal No.22.

Infatti l’estrattore non à ̈ coinvolto nella presente invenzione, anche se questa mira ad un suo migliore impiego, e quindi su di esso non verrà fornita alcuna particolare descrizione.

Questo estrattore 22, e più precisamente la sua faccia anulare 25 del corpo cilindrico cavo 24 che riceve il carico di lavoro per azionare lo stampo estrattore, viene applicato su detta faccia 18A, così che detto elemento di trasmissione del moto 18 aziona direttamente, senza alcun mezzo intermedio, l'assieme estrattore 22.

E' quindi evidente che lo stampo riduce in modo drammatico la sua dimensione riferita alla direzione di lavoro dell’estrattore, in quanto esso elimina completamente lo spazio precedentemente impegnato dalla molla e relativi dispositivi connessi, come la camera 6, il cilindro cavo 4 etc...

Tuttavia se lo stampo venisse lasciato così, esso risulterebbe privato del dispositivo, generalmente ottenuto mediante una molla, che consente il suo ritorno quando il pistone 16 viene sollevato, e quindi non sarebbe possibile far effettivamente funzionare lo stampo.

Tale problema viene facilmente superato realizzando una opportuna molla che viene applicata tra una opportuna posizione di detta struttura cilindrica 21 ed una opportuna posizione di detto elemento di trasmissione del moto 18.

Detta molla può essere realizzata in vari modi noti nella tecnica, e quindi si può inserire una molla a filo metallico, una molla a gas etc….

In particolare può essere vantaggioso utilizzare una molla a gas in cui il relativo cilindro 40 viene montato su detta struttura 21, ed in cui l'asta scorrevole 41 che ne esce viene applicata, anche per semplice contatto, su una opportuna porzione esterna di detto elemento di trasmissione del moto 18.

Vantaggiosamente il corpo del cilindro 40 può essere semplicemente ottenuto ricavandolo all'interno di una parete di detta struttura 21, mentre l'asta scorrevole 41 viene posizionata e resta atta ad impegnarsi su una corrispondente lato 42 di una opportuna e frontale porzione 29, anche ma non necessariamente sporgente, dell'elemento di trasmissione del moto 18 (fig.10); tale soluzione viene preferita se si desidera ulteriormente ridurre le dimensioni della struttura 21 in generale, poiché così non risulta necessario riservare ed occupare alcun volume addizionale per alloggiarvi la molla a gas.

Il valore dell’invenzione si basa sul fatto che secondo la tecnica nota si à ̈ considerato che (specificamente durante la fase di rilascio dello stampo):

- > la molla compresa nell’estrattore e parte integrante di questo, <

- > e la molla necessaria per far tornare indietro l’elemento di trasmissione del moto 18, <

agivano in successione nel tempo rispetto appunto a detto estrattore.

Infatti secondo la tecnica nota (Fig.1, 1A) risulta che:

- dapprima detto estrattore deve essere avvicinato alla lamiera da lavorare, e quindi deve essere azionata la molla interna indicata simbolicamente dalla camera 6 nella figura 1,

- e successivamente, quando l’estrattore entra in contatto con la lamiera, viene anche naturalmente azionato l’elemento elastico, cioà ̈ la molla a gas compresso, compresa in detto estrattore.

Il fatto quindi che i due distinti elementi elastici dovessero essere azionati in successione, uno dopo l’altro, ed il fatto che entrambi agissero sul punzone, ha evidentemente suggerito che questi due elementi elastici dovessero necessariamente essere posti anche meccanicamente in serie, nel senso che lo sforzo trasmesso dall’elemento di trasmissione del moto 8 dovesse attraversare anche la molla di ritorno dello stampo, (cioà ̈ detta camera 6), prima di arrivare ad agire sull’estrattore.

Contrariamente a quanto appena descritto, la presente invenzione invece ha scoperto che tale esigenza in realtà à ̈ solo apparente, e che la forza trasmessa da detto elemento di trasmissione del moto può essere “distribuita†su due vie differenti, cioà ̈ può essere:

- sia trasmessa direttamente a detto estrattore,

- e contemporaneamente o successivamente, può anche essere impiegata per caricare una molla a gas che serva come mezzo di ritorno della corsa dello stesso elemento di trasmissione del moto.

Spiegata così la sostanza della presente invenzione, sarà ora subito chiaro all’esperto del settore il suo funzionamento.

Le figure da 5 a 8 mostrano infatti rispettive fasi di funzionamento dello stampo dell’invenzione, e del rispettivo estrattore, indicato.

Date le spiegazioni appena fornite, sarà subito chiaro all’esperto del settore il contenuto di ciascuna di dette figure, per cui se ne evita una tediosa, ed inutile, descrizione di dettaglio.

Si indica solo che:

- la fig. 5 mostra l’assetto dello stampo a riposo, cioà ̈ sia prima di avvicinare lo stampo alla lamiera 30, sia anche prima di azionare il punzone,

- la fig. 6 mostra un momento intermedio in cui lo stampo viene avvicinato alla lamiera 30, senza tuttavia che il punzone entri in contatto con essa,

- la fig. 7 mostra il momento in cui lo stampo si trova nella sua fine-corsa di avanzamento, ed il punzone à ̈ completamente penetrato nella lamiera 30, perforandola,

- la fig. 8 mostra la fase immediatamente successiva, con lo stampo superiore verticale che inizia la sua risalita, trascinando con sé l’elemento rotante 210.

Si osservi in particolare la lunghezza, progressivamente calante, dell’asta scorrevole 41 rispetto alla posizione dell’elemento di trasmissione del moto 18 nelle figure 5, 6 e 7, e la corrispondente posizione del punzone 23 rispetto alla sua guida esterna 22B

Si nota infatti che l’istante di inizio del funzionamento della molla a gas del cilindro 40, à ̈ non sincronizzata con il funzionamento dell’estrattore, cosa che spiega l’essenza della presente invenzione.

Con riferimento alla figura 4 e 4A, un problema può sorgere in relazione alla posizione dell’estrattore; infatti à ̈ normalmente imposto che detto estrattore 22 debba non potersi ruotare o muovere rispetto generalmente allo stampo, o ad un riferimento fisso; allo scopo, un utile perfezionamento viene conseguito se tra le due facce combacianti 18A di detto elemento di trasmissione del moto e detta faccia piana anulare 25 del corpo cilindrico cavo 24 viene inserito un mezzo di allineamento di precisione, preferibilmente una spina 28 o un elemento equivalente.

Tale spina 28 non deve essere confusa con altri mezzi di connessione come ad es. viti, bulloni o altro, che in ogni caso devono essere inseriti tra dette due facce combacianti 18A e 25 per l’ovvia necessità di garantire che durante la corsa di ritorno detto elemento di trasmissione del moto 18 trascini con sé anche il relativo estrattore 22.

Le soluzioni appena descritte risolvono in modo semplice ed adeguato il problema posto di ridurre le dimensioni dello stampo di azionamento dell’estrattore; tuttavia essa presenta ancora un limite di costo, per il fatto che la presenza dell’elemento rotante 210 implica una relativo aumento di costo e di complessità, giustificate se lo stampo à ̈ previsto per lavorare con elevata produttività e velocità ma molto meno giustificati in caso di volumi di produzione molto più bassi; in effetti la funzione di detto elemento rotante à ̈ solo di ruotare la direzione di una forza trasmessa con un moto lineare da una prima direzione, secondo cui viene fornita allo stampo, ad una seconda e differente direzione, secondo cui agisce su detto estrattore.

Per risolvere più semplicemente tale problema, e con riferimento alle Figg.12 e 13, un utile perfezionamento dell’invenzione consiste nel formare detto mezzo di azionamento 18 come un cuneo asimmetrico, avente cioà ̈ come lato inferiore una superficie piana 19A, inclinata di un angolo “b†rispetto a detta direzione di spostamento “X†.

A sua volta, ed in modo corrispondente, anche il lato posteriore, che qui identifichiamo come 19B, di detto mezzo di trasmissione del moto 18 viene inclinato del medesimo detto angolo “b†, e viene dimensionato e posizionato in modo che detti due lati 19A e 19B combacino tra loro, essendo anche disposti su un comune piano “Y†.

Pertanto sarà evidente che, osservando le figure 12 e 13, se il pistone 216 viene abbassato, il suo lato inferiore 19A scivola contro, e spinge verso il basso, il lato 19B, combaciante ed ugualmente inclinato, del mezzo 18 di trasmissione del moto.

Per effetto della inclinazione “b†del piano “Y†, rispetto a detto lato 19B, su questo si determina ed agisce una componente di forza allineata con detta definita direzione di spostamento “X†dello stesso mezzo 18 e conseguentemente dell’estrattore 22; come risultato finale quindi detta componente di forza sollecita e quindi causa lo spostamento del mezzo 18 e del relativo estrattore 22 nella voluta detta direzione “X†.

Anche se indubbiamente questa ultima forma di realizzazione può soffrire di qualche piccolo problema dovuto al fatto che detti due lati 19a e 19B devono strisciare reciprocamente, con possibili problemi di attrito, e di sovra-riscaldamento, tuttavia per volumi produttivi bassi, e soprattutto con una cadenza produttiva sufficientemente lenta, tali inconvenienti in effetti si manifestano in misura apprezzabile, ed in definitiva possono essere accettati, grazie agli indubbi e significativi vantaggi di semplicità e costo della relativa presente forma di realizzazione.

Claims (9)

1. Rivendicazioni del brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo: «STAMPO PERFEZIONATO PER ESTRATTORE DI PUNZONI » RIVENDICAZIONI 1) Stampo per estrattore di punzone (22) ed associato punzone (23), comprendente: - una struttura esterna, portante, sostanzialmente cilindrica, cava, (21) solidale con una macchina o pressa di stampaggio, - un mezzo di trasmissione del moto (18), atto a spostarsi con moto lineare e parallelo ad una definita direzione di spostamento (X), ed a trasferire la forza richiesta per il funzionamento di detto estrattore di punzone a questo stesso estrattore (22), - in cui detto mezzo di trasmissione del moto (18) Ã ̈ sollecitabile da un mezzo di azionamento, preferibilmente un pistone (216), - mezzi elastici atti a sollecitare detto mezzo di trasmissione (18) verso la relativa posizione di riposo, a cui corrisponde il punzone estratto, caratterizzato dal fatto che detto estrattore di punzone (22) ed associato punzone (23) sono applicati in modo diretto e solidale a detto mezzo di trasmissione del moto (18).
2. 2) Stampo per estrattore di punzone secondo la riv. 1, caratterizzato dal fatto di comprendere: - un elemento rotante (210) imperniato su un perno (211) solidale con detta struttura (21), e dotato di due estremità (212, 213) angolate tra loro (a) rispetto a detto perno (211), - detto elemento rotante (210) essendo atto a ricevere la forza di azionamento da detto mezzo di azionamento (216) su una di dette estremità (212), ed a trasferire mediante l'altra estremità (213) un relativo movimento di lavoro/estrazione a detto mezzo di trasmissione (18).
3. 3) Stampo per estrattore di punzone secondo la riv. 1, caratterizzato dal fatto che: - detto mezzo di azionamento (216) e detto mezzo di trasmissione (18) presentano rispettivi lati piani, corrispondenti (19A, 19B), tra loro accoppiabili secondo un comune piano (Y), - che detto comune piano à ̈ inclinato (b) rispetto a detta direzione di spostamento (X) di detto mezzo di trasmissione del moto (18), - e che il movimento di detto mezzo di azionamento (216) causa l'avanzamento oppure il ritorno di detto mezzo di trasmissione del moto (18) con un movimento parallelo a detta direzione di spostamento (X) per effetto del reciproco scivolamento e spinta tra detti lati piani corrispondenti (19A, 19B).
4. 4) Stampo per estrattore di punzone secondo la riv. 1, caratterizzato dal fatto che detto estrattore à ̈ inserito all'interno della cavità interna di detta struttura esterna (21) sostanzialmente cilindrica e cava, ed à ̈ atto a scorrere entro la parete cilindrica interna di detta cavità.
5. 5) Stampo per estrattore di punzone secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi elastici sono disposti e lavorano tra detta struttura esterna (21) e detto mezzo di trasmissione del moto (18).
6. 6) Stampo per estrattore di punzone secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detti mezzi elastici comprendono una molla a gas (40, 41), oppure, in alternativa, una molla a filo metallico.
7. 7) Stampo per estrattore di punzone secondo la riv. 6, caratterizzato dal fatto che detti mezzi elastici comprendono una molla a gas (40, 41), il cui cilindro esterno à ̈ incorporato, e preferibilmente integrato, in una porzione di detta struttura esterna (21).
8. 8) Stampo per estrattore di punzone secondo la riv. 6 oppure 7, caratterizzato dal fatto che detto mezzo di trasmissione del moto (18) comprende una porzione (19) un cui lato (42) à ̈ orientato esternamente verso detto cilindro di detta molla a gas, e che l'asta sporgente esternamente (41) di detto cilindro o molla a gas à ̈ atta ad impegnarsi in battuta contro detto lato (42) di detta porzione (19), preferibilmente sporgente.
9. 9) Stampo per estrattore di punzone secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che - detto estrattore (22) comprende un corpo cilindrico esterno e cavo (24), dotato di una relativa faccia piana (25) atta a connetterlo a detto mezzo di trasmissione del moto (18), - detta faccia piana (25) preferibilmente anulare di detto corpo cilindrico esterno (24) Ã ̈ direttamente impegnabile, mediante opportuni mezzi per la connessione ed allineamento di precisione (28), sulla combaciante faccia (18A) di detto mezzo di trasmissione del moto (18).