WO2003051590A1 - Dispositivo de corte flotante rigido - Google Patents

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rigid
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Rubén DE LA PENA ALONSO
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Grupo Antolin-Ingenieria, S.A.
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    • B29L2031/3011—Roof linings

Definitions

  • the present invention relates to a cutting device that we will call rigid floating, applicable to any pressure cutting process in which the linear cutting pressure is less than 10 7 N / m and the tolerance in the cutting direction is greater than 0.2 mm, which means that with this device you can cut, among other things, sandwich panels of different compositions
  • these may contain layers of fabric, polyurethane foams, fiberglass, paper, etc., with different thicknesses.
  • An example of a typical sandwich used for roof trim manufacturing technologies is that it consists of the following layers: paper, fiberglass, adhesive, polyurethane foam, adhesive, fiberglass, plastic film and fabric.
  • the cutting device is especially suitable for use in the automobile industry, specifically in the manufacture of vehicle roof trim, where simultaneously cutting the excess material thereof occurs in the roof molding, in the same machine and in the same maneuver.
  • the object of the invention is to be able to absorb possible imbalances, wear, or deficiencies of molds and work machines, that is, absorb possible deviations of molds, blades and presses within certain limits. This is due to the fact that in any machine of the aforementioned type there is no tolerance "0", and in order to achieve a proper cut, a perfect adjustment of the elements involved is necessary, for which it is necessary that at least one of them be able to adapt until you get fully coupled over each other
  • the pressure cut is characterized in that the piece is comprised between the knife and the surface until the pressure exerted by both reaches sufficient value to cut the piece.
  • said cut knife and sufridera approach progressively until in the final moment in which the cut becomes effective come to direct contact between the two
  • Impact cutting could be considered as a variant of pressure cutting in terms of the configuration of the mold and cutting elements. However, in it the speed with which the moving part of the mold moves during the cutting operation is much greater so that the cutting effort is made only by the blade, so that the die simply supports the piece in the cutting area.
  • the cutting device of the invention is applicable to pressure cutting systems, which in many cases of cutting and forming of trim is preferable to the other two systems for its greater simplicity of performance and reliability.
  • the pressure cutting in order to be effective, requires a very precise adjustment between the rail and the knife, which limits its use and forces frequent and specialized maintenance and adjustment operations.
  • the cutting device of the invention is applicable to pressure cutting systems
  • the cutting device that the invention proposes focuses its characteristics on the fact that one of the two basic elements that participate in it, be it the grapple or the knife, admits certain relative movements of adaptation apart from the cutting movement itself. This implies an adaptation of the movable part to the fixed part, as well as a self-adjustment in time during the useful life of the cutting tooling, and when the tooling is Exchange between different machines.
  • one of the parts of the cutting device either the blade or the bearing is floating, as a result of being mounted or supported on an elastic support.
  • the bearing is the floating part.
  • the undercarriage in addition to the steel blade, there is also a steel frame, thick enough to be non-deformable against the action of the blade and whose profile corresponds to that of the edge of said blade, but with the special feature that the undercarriage, in this case, is rigid and undeformable and is mounted, simply by support or with the intermediation of an insulating layer, on an elastic support, preferably an elastomer, which allows for its own deformation that the undercarriage adapts its position to fit the profile of the cutting blade, correcting the defects or mismatches that may exist between the components of the mold and in the machine itself.
  • the undercarriage must have a thickness greater than 4 mm, to avoid deformations in it, that is, to achieve the adequate degree of rigidity in it, while the support must have a sufficient elasticity to absorb the cutting pressure and distribute it evenly along the entire length of the pavement, while its hardness must be adequate to allow sufficient force to be transmitted to make the cut with elastomer deformations less than 2 mm.
  • the sufridera will be made of steel alloy for wear-resistant tools of the F-500 group (according to Spanish IHA standardization), with surface hardness between 40 and 60 HRc, or other material with similar mechanical characteristics.
  • the runner covers the entire cutting line and consists of consecutive sections of at least 200 mm each, and whose width will be between 4 and 100 mm.
  • the elastic or elastomeric support will be of thickness between 2 and 8 millimeters and with hardness between 75 and 95 Sbore A.
  • thermal insulator with thickness between
  • the mooring to prevent the runner from getting out of the pocket and at the same time allowing its movement can be done in different ways, always on at least one of the sides of the runner.
  • An optional embodiment consists of the analogous mounting of the blade, leaving the bearing fixed. In this case it is the blade that adapts its position to that of the sufridera as the cut occurs.
  • Figure 1 Shows a schematic representation in side elevation of a floating and rigid cutting device made in accordance with the object of the present invention, in which the blade appears separated from the die.
  • Figure 2. It shows a representation similar to that of the previous figure, in a working situation, that is to say with the blade pressed against the runner with the elastic support deformed in the final position of the cutting stroke.
  • Figure 3. It shows a detail in section of an example of practical embodiment for the mooring of the runner to the mold.
  • Figure 4.- Shows, according to a representation similar to that of the previous figure, a variant embodiment for said mooring.
  • Figure 5. It shows schematically the relative movements of the blade and the wheel for a perfect fit between them.
  • the invention proposes a blade preferably made of steel (1), with a cutting profile (2) that can adopt any configuration in accordance with the one provided for the piece to be obtained, blade (1) intended to influence a runner (3), also preferably of steel, for which a receiver profile of the complementary blade of that of the latter is defined, as Observe perfectly in Figure 1, so that when the blade (1) advances towards the bearing (3) it contacts the latter, exerting a progressive force until reaching the limit situation shown in Figure 2, that is, until the profile The cutter blade fits perfectly on the equivalent profile of the undercarriage, and so that the piece is completely cut.
  • the runner (3) rests on an elastic support (4), preferably an elastomer, which deforms as the blade (1) presses on the runner (3).
  • the undercarriage (3) must have a thickness sufficient to prevent it from suffering some kind of deformation upon receiving the action of the blade (1), specifically a thickness greater than 4 mm, while the elastomer (4) it must have a constant of sufficient elasticity to absorb the cutting pressure and distribute it evenly over the entire runner with a deformation of less than 2 mm.
  • the runner (3) can be the same width as the pocket (6), so that said runner (3) with the elastomer (4) and the insulator (7) is fixed to the mold by means of a mooring screw (9) located laterally with respect to the undercarriage (3), the same as with the pressure fixing wedge (8) of the example of the previous figure.
  • the device allows using the same tooling on different machines without the need for prior adjustments.
  • the pieces obtained can be directly assembled as they leave the molding-cutting machine avoiding subsequent touch-up operations.
  • Excessive or abnormal wear of both the blade (1) and the undercarriage (3) is significantly reduced, by achieving that in all cycles the cutting effort is distributed evenly throughout the entire cutting line and thus avoiding the effort is concentrated in specific areas of the edge of the blade or the sufridera. It is possible to make spare parts without making adjustments. Its maintenance is simple, without the need for highly specialized operators.
  • Breakdowns of the cut can be solved in the work machine itself.
  • the quality of the cut is remarkably enhanced, ensuring that the cut is produced under a wider range of circumstances.

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Abstract

Aplicable a cualquier máquina de corte por presión, preferentemente a máquinas en las que o bien se realiza simultáneamente el conformado de una pieza tipo sándwich y el recorte de los sobrantes de la misma, o bien se utilizan únicamente para realizar cortes en dicha pieza, dispositivo en el que cual participa una cuchilla (1) y una sufridera (3), centra sus características en el hecho de que al menos uno de estos dos elementos es móvil con respecto al correspondiente alojamiento, en orden a conseguir una perfecta adaptación entre ambos elementos. Partiendo de la cuchilla (1), con un perfil de corte (2) de cualquier configuración acorde con la geometría de la pieza a cortar, la sufridera (3) se materializa en una pieza rígida con un perfil complementario del citado perfil de corte (2), y el elemento móvil, sufridera o cuchilla que descansa sobre un soporte elástico (4), preferentemente materializado en un elastómero, de manera que cuando se produce la presión de la cuchilla contra la sufridera (3), se produce un progresivo movimiento de la sufridera de dicho elemento móvil hasta que esta última se adapta totalmente al perfil de corte (2) de la cuchilla (1), ambos se acoplan completamente, con una paralela deformación del elastómero (4).

Description

DISPOSITIVO DE CORTE FLOTANTE RÍGIDO
D E S C R I P C I Ó N
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un dispositivo de corte que llamaremos flotante rígido, de aplicación a cualquier proceso de corte por presión en el que la presión lineal de corte sea inferior a 107 N/m y la tolerancia en la dirección de corte sea mayor de 0,2 mm, lo que implica que con dicho dispositivo se pueden cortar, entre otras cosas, paneles tipo "sandwich" de diferentes composiciones
De forma más concreta estos pueden contener capas de tejido, espumas de poliuretano, fibra de vidrio, papel, etc., con diferentes espesores.
Un ejemplo de sandwich típico utilizado para las tecnologías de fabricación de guarnecidos de techo es el compuesto por las siguientes capas: papel, fibra de vidrio, adhesivo, espuma de poliuretano, adhesivo, fibra de vidrio, film de plástico y tejido.
También es posible emplear este dispositivo para cortar otros tipos de materiales como plástico o metales de poca dureza.
El dispositivo de corte resulta especialmente idóneo para ser utilizado en la industria del automóvil, concretamente en la fabricación de guarnecidos de techo de vehículos, donde simultáneamente al moldeo del techo se produce el corte del material sobrante del mismo, en la misma máquina y en la misma maniobra.
El objeto de la invención es poder absorber los posibles desajustes, desgastes, o deficiencias de moldes y máquinas de trabajo, es decir absorber posibles desviaciones de posición de moldes, cuchillas y prensas dentro de ciertos límites. Esto es debido a que en cualquier máquina del tipo anteriormente citado no existe una tolerancia "0", y sin embargo para conseguir un corte adecuado se necesita un ajuste perfecto de los elementos que intervienen, para lo cual es necesario que al menos uno de ellos sea capaz de adaptarse hasta llegar a acoplarse completamente sobre el otro
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En el ámbito de aplicación práctica de la invención y hasta el momento son conocidas tres formas de corte con movimiento predominantemente normal a la superficie de la pieza a cortar: corte por presión, corte por cizallado y corte por impacto.
El corte por presión se caracteriza en que la pieza queda comprendida entre cuchilla y sufridera hasta que la presión ejercida por ambas alcanza el valor suficiente como para cortar la pieza. En dicho corte cuchilla y sufridera se aproximan progresivamente hasta que en el instante final en el que el corte se hace efectivo llegan al contacto directo entre ambas
En el corte por cizallado cuchilla y sufridera tienen un movimiento relativo tal que el material es obligado a separarse sin que haya esfuerzos de compresión importantes, y sin que la cuchilla llegue a apoyar en ningún momento directamente sobre la sufridera, de forma análoga a como trabajarían unas tijeras. Se aplica también en cortadoras y moldes .
El corte por impacto podría por considerarse una variante del corte por presión en cuanto a ala configuración de los elementos del molde y de corte. Sin embargo en él la velocidad con la que se desplaza la parte móvil del molde durante la operación de corte es mucho mayor de modo que el esfuerzo de corte es realizado sólo por la cuchilla, de forma que la sufridera simplemente sirve de apoyo a la pieza en la zona de corte.
El dispositivo de corte de la invención es aplicable a sistemas de corte por presión, que para en muchos casos de corte y conformado de guarnecidos es preferible frente a los otros dos sistemas por su mayores sencillez de realización y fiabilidad. Sin embargo el corte por presión, para que sea eficaz, precisa de un ajuste muy preciso entre sufridera y cuchilla, lo cual limita su uso y obliga a operaciones de mantenimiento y ajuste frecuentes y especializadas.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El dispositivo de corte de la invención es aplicable a sistemas de corte por presión
El dispositivo de corte que la invención propone centra sus características en el hecho de que uno de los dos elementos básicos que participan en el mismo, ya sea la sufridera o la cuchilla, admite ciertos movimientos relativos de adaptación aparte del propio movimiento de corte. Esto implica una adaptación de la parte móvil a la parte fija, así como un autoajuste en el tiempo durante la vida útil del utillaje de corte, y cuando el utillaje se intercambia entre diferentes máquinas.
De forma más concreta se ha previsto que una de las partes del dispositivo de corte, bien la cuchilla o bien la sufridera sea flotante, como consecuencia de ir montada o apoyada sobre un soporte elástico.
En el ejemplo de realización preferente que se ilustra, la sufridera es la parte flotante. Específicamente en el dispositivo participa, además de la cuchilla de acero, una sufridera también de acero, de espesor suficiente como para que resulte indeformable frente a la acción de la cuchilla y cuyo perfil se corresponde con el del filo de dicha cuchilla, pero con la especial particularidad de que la sufridera, en este caso, es rígida e indeformable y va montada, simplemente por apoyo o con la intermediación de una capa aislante, sobre un soporte elástico, preferentemente un elastómero, que permite por su propia deformación que la sufridera adapte su posición para acoplarse al perfil de la cuchilla de corte, corrigiendo los defectos o desajustes que puedan existir entre los componentes del molde y en la propia máquina .
La sufridera debe tener un espesor superior a 4 mm, para evitar deformaciones en la misma, es decir para conseguir el adecuado grado de rigidez en ella, mientras que el soporte debe tener una elasticidad suficiente para absorber la presión de corte y repartirla uniformemente a lo largo de toda la longitud de la sufridera, a la vez que su dureza debe ser la adecuada para permitir que se transmita la suficiente fuerza para hacer el corte con deformaciones en el elastómero inferiores a los 2 mm.
De forma más concreta la sufridera será de acero aleado para herramientas resistente al desgaste del grupo F-500 (según normalización española IHA) , con dureza superficial comprendida entre 40 y 60 HRc, u otro material de características mecánicas similares.
La sufridera recorre toda la línea de corte y está formado por tramos consecutivos de al menos 200 mm cada uno, y cuya anchura estará comprendida entre 4 y 100 mm.
El soporte elástico o elastómero será de espesor comprendido entre 2 y 8 milímetros y con dureza comprendida entre 75 y 95 Sbore A.
Entre sufridera y soporte elástico se podrá incluir un aislante térmico con espesor comprendido entre
0,5 y 2,5 mm, resistente a temperaturas de al menos 250 °C.
La unión entre la sufridera y el elastómero o soporte elástico es libre, por simple apoyo, quedando el movimiento de éstos guiado por la cajera que los aloja y restringido en la dirección paralela a la de corte por un amarre que mantiene ambos elementos dentro de dicha cajera.
El amarre para impedir que la sufridera se salga de la cajera y permitir a la vez su movimiento, se podrá realizar de diferentes formas, siempre por al menos uno de los laterales de la sufridera.
Una realización opcional consiste en el montaje de forma análoga de la cuchilla, dejando fija la sufridera. En este caso es la cuchilla la que adapta su posición a la de la sufridera a medida que se produce el corte .
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1. - Muestra una representación esquemática en alzado lateral de un dispositivo de corte flotante y rígido realizado de acuerdo con el objeto de la presente invención, en el que la cuchilla aparece separada de la sufridera.
La figura 2. - Muestra una representación similar a la de la figura anterior, en situación de trabajo, es decir con la cuchilla presionada contra la sufridera con el soporte elástico deformado en la posición final de la carrera de corte .
La figura 3. - Muestra un detalle en sección de un ejemplo de realización práctica para el amarre de la sufridera al molde .
La figura 4.- Muestra, según una representación similar a la de la figura anterior, una variante de realización para dicho amarre.
La figura 5. - Muestra esquemáticamente los movimientos relativos de la cuchilla y de la sufridera para un ajuste perfecto entre ambos.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN A la vista de las figuras reseñadas, en especial de las figuras 1 y 2 , puede observarse como en el dispositivo de corte que la invención propone participa una cuchilla preferentemente de acero (1) , con un perfil de corte (2) que puede adoptar cualquier configuración acorde con la prevista a la pieza a obtener, cuchilla (1) destinada a incidir sobre una sufridera (3) , también preferentemente de acero, para la que se define un perfil receptor de la cuchilla complementario del de esta última, como se observa perfectamente en la figura 1, de manera que cuando la cuchilla (1) avanza hacia la sufridera (3) contacta con esta última, ejerciendo una fuerza progresiva hasta alcanzar la situación límite mostrada en la figura 2, esto es, hasta que el perfil de corte de la cuchilla se acople perfectamente sobre el perfil equivalente de la sufridera, y de forma que así la pieza queda completamente cortada.
Para conseguir este efecto la sufridera (3) descansa sobre un soporte elástico (4) , preferentemente un elastómero, que se deforma a medida que la cuchilla (1) presiona sobre la sufridera (3) .
Tal como anteriormente se ha dicho la sufridera (3) debe tener un espesor suficiente para impedir que sufra algún tipo de deformación al recibir la acción de la cuchilla (1) , concretamente un espesor superior a 4 mm, mientras que el elastómero (4) debe tener una constante de elasticidad suficiente para absorber la presión de corte y repartirla uniformemente sobre toda la sufridera con una deformación menor de 2 mm.
Los valores más idóneos para los citados parámetros han sido reflejados con anterioridad. En el detalle en sección de la figura 3 se ha representado un primer ejemplo de realización práctica para el amarre de la sufridera (3) al molde (5) , concretamente en el seno de una cajera (6) de este último, ejemplo en el que dicha cajera (6) es de anchura considerablemente mayor que la sufridera (3), de manera que tras la implantación en el seno de dicha cajera (6) del elastómero (4) y en su caso del material aislante (7) , la fijación se lleva a cabo con la colaboración de una cuña (8) encajable a presión en el espacio de la cajera
(6) que deja libre la sufridera (3) .
No obstante y tal como muestra la figura 4, la sufridera (3) puede ser de la misma anchura que la cajera (6) , de manera que dicha sufridera (3) con el elastómero (4) y el aislante (7) se fija al molde mediante un tornillo de amarre (9) situado lateralmente con respecto a la sufridera (3) , lo mismo que sucedía con la cuña de fijación a presión (8) del ejemplo de la figura anterior.
De la estructuración descrita se derivan una serie de ventajas que pueden sintetizarse en los siguientes aspectos :
El dispositivo permite utilizar un mismo utillaje en diferentes máquinas sin necesidad de ajustes previos.
No es necesario el trabajo manual complementario para conseguir un buen ajuste, de los útiles de corte cuando éstos sean sustituidos, reparados o utilizados en diferentes máquinas.
Las piezas obtenidas pueden ser directamente montadas según salen de la máquina moldeadora- cortadora evitando operaciones posteriores de retocado. Se disminuye notablemente el desgaste excesivo o anormal tanto de la cuchilla (1) como de la sufridera (3) , al conseguir que en todos los ciclos el esfuerzo de corte se reparta uniformemente a lo largo de toda la línea de corte y evitando así que el esfuerzo se concentre en zonas puntuales del filo de la cuchilla o de la sufridera. Es posible efectuar recambios sin necesidad de hacer ajustes. Su mantenimiento es sencillo, sin necesidad de operarios muy especializados.
Se pueden solventar averías del corte en la propia máquina de trabajo. La calidad del corte se ve notablemente potenciada, asegurando que dicho corte se produce bajo un abanico más amplio de circunstancias .
Permite trabajar con diferentes valores de fuerzas de corte lo cual permite bien trabajar con diferentes materiales con el mismo útil o bien realizar cortes parciales o marcados si se desea.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
Ia.- Dispositivo de corte flotante rígido, que siendo de especial aplice.ción tanto en máquinas que producen sólo el corte como en las que realizan simultáneamente el prensado, conformado y el recorte de una pieza tipo sandwich o similar, como por ejemplo en la fabricación de guarnecidos de techo de vehículos, y teniendo como finalidad absorber posibles desviaciones de posición tanto de los elementos de corte y de los moldes como de las propias máquinas de trabajo, se caracteriza porque al menos uno de los dos elementos esenciales constitutivos del mismo, ya sea la cuchilla (1) o la sufridera (3) es móvil, en orden a conseguir una perfecta adaptación entre la parte móvil y la parte fija, así como una autoadaptación en el tiempo y en diferentes máquinas.
2a.- Dispositivo de corte flotante rígido, según reivindicación Ia, caracterizado porque la sufridera (3) se materializa en una pieza rígida, preferentemente de acero, que descansa sobre un soporte (4) , elástico, preferentemente un elastómero, con una elasticidad suficiente para alcanzar la presión de corte.
3a.- Dispositivo de corte flotante rígido, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la cuchilla (1) y la sufridera (3) presentan perfiles (2) complementarios, de manera que en el avance de la cuchilla hacia la sufridera (3) éstos elementos entran en contacto hasta el total acoplamiento del perfil de la cuchilla con el equivalente de la sufridera, por deformación del soporte elástico (4) sobre el que descansa la parte móvil, bien sea ésta la cuchilla o la sufridera. 4a.- Dispositivo de corte flotante rígido, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque para la cuchilla (1) , la sufridera (3) y el soporte elástico (4) se establecen los siguientes parámetros:
la sufridera (1) es de acero aleado resistente al desgaste, del grupo F-500 según normalización IIIA, con dureza superficial comprendida entre 40 y 60 HRc;
el espesor de la sufridera está comprendido entre 0,5 y 5 mm, su longitud recorre toda la línea de corte y está formado en tramos consecutivos de al menos 200 mm cada uno y su anchura está comprendida entre 4 y 100 mm.
el soporte elástico (4) tiene un espesor comprendido entre 2 y 8 mm, y presenta una dureza comprendida entre 75 y 95 Shore A.
5a.- Dispositivo de corte flotante rígido, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento móvil, bien sea la sufridera o la cuchilla, y el soporte elástico (4) se relacionan sin necesidad de medios adicionales de unión entre ambos.
6a.- Dispositivo de corte flotante rígido, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque es susceptible de incluir además una capa aislante con un espesor comprendido entre 0,5 y 2,5 mm y una resistencia a temperaturas de al menos 200 °C.
7a.- Dispositivo de corte flotante rígido, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el soporte elástico (4) y el elemento móvil montado sobre él, bien sea la cuchilla (1) o la sufridera (3) , se coloca en una cajera del molde (5) , con la colaboración de un sistema de amarre que mantiene ambos elementos dentro de dicha cajera a modo de retén, quedando el movimiento de éstos guiado por dicha cajera que los aloja y restringido en la dirección paralela a la de corte.
8a.- Dispositivo de corte flotante rígido, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el sistema de amarre del soporte elástico (4) y del elemento móvil, en la cajera (6) del molde (5), se realiza con la colaboración de una cuña de apriete (8) o bien con la colaboración de un tornillo (9) , que en cualquier caso actúan al menos sobre uno de los laterales del elemento móvil .
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