WO2003051591A1 - Dispositivo de corte flotante deformable - Google Patents

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Rubén DE LA PEÑA 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 deformable 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 the one composed of the following layers: paper, fiberglass, adhesive, polyurethane foam, 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 the roof is formed the cut of the excess material thereof, in the same machine and with 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 of "0", and in order to achieve a proper cut it is necessary to achieve a perfect fit of the elements involved, for which it is necessary that at least one of They are able to adapt to fit each other's geometry and position.
  • 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 them.
  • 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 because of its greater simplicity of performance and flability.
  • 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, whether it is the sufridera, admits certain relative movements of adaptation apart from the cutting movement itself. This implies an adaptation of the mobile part to the fixed part that allows a perfect coupling between both at the end of each cutting cycle, as well as a self-adaptation over time during the life of the cutting tooling, and between different machines.
  • the cutting device in addition to being floating, admits some ability to deform elastically.
  • the undercarriage is a flexible plate and mounted on an elastic support, such that the pressure of the blade deforms the undercarriage to adapt it to the profile of the blade, while the elastic support must have a constant of rigidity high enough to absorb and distribute evenly the cutting effort at all points of the edge.
  • the steel frame must have a sufficient thickness to prevent it from being damaged by the blade, and at the same time also sufficient to be able to adapt by elastic deformation to the latter through its own deformation.
  • the elastic support located under the undercarriage must be rigid enough to allow a similar thrust at all points of its surface and at the same time prevent the undercarriage from entering its breast.
  • the wheel will preferably be made of alloy steel for wear-resistant tools of the F-500 group (according to Spanish IHA standardization), with surface hardness between 40 and 60 HRc, or in any case of a material with similar mechanical properties.
  • the sufridera may be formed by a single sheet being its thickness between 0.5 and 5 millimeters, by two or three superimposed sheets of thickness between 0.5 and 5 millimeters each.
  • 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 50 mm.
  • the elastic or elastomeric support will be of thickness between 2 and 8 millimeters and with hardness between 75 and 95 Shore A.
  • thermal insulator with thickness between
  • the union between the pavement and the elastomer or elastic support is free by simple support, being the movement of these guided by the pocket that houses them and restricted in the direction parallel to that of cut by a tie that keeps both elements within said pocket as a catch.
  • Figure 1 Shows a schematic representation in side elevation of a floating and deformable cutting device made in accordance with the object of the present invention, in which the blade appears independent of 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 undercarriage and both this and the deformed elastic support, so that the undercarriage and blade appear perfectly coupled.
  • 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. Shows a schematic representation of the cutting device incorporated into the parts (male and female) that make up a mold of. forming and cutting trim.
  • the steel runner (3) rests on an elastic support (4), preferably an elastomer, which deforms simultaneously with the runner (3), absorbing the deformations thereof, as shown in Figure 2.
  • the lathe (3) basically laminar, must have a sufficient thickness to prevent it from being damaged by the blade (1), however allowing a perfect adaptation to the latter when both are subjected to the cutting effort.
  • the thickness of the undercarriage is small, it will be cut by the blade, while if the thickness of the undercarriage is large, the desired deformation will not be achieved and therefore lights between blade and undercarriage will be produced, determining a defective cut.
  • the elastomer (4) must be rigid enough to allow a similar thrust at all points and at the same time prevent the sufferer from penetrating into it.
  • a soft elastomer would cause the sufridera to sink into its breast causing the shearing of the same, while a very hard elastomer, still getting the deformation to adapt the blade and suffridera would have some pressure differences that would make the cut also defective in some points and increase the risk of wear or premature damage of the blade.
  • the sufridera must have restricted its movement inside its housing to avoid being dragged by the blade in its withdrawal.
  • FIG. 3 a first practical embodiment example for the mooring of the runner (3) to the tool of the mold (5), specifically in a pocket (6) of the latter, is shown, example wherein said pocket (6) is of considerably greater width than the runner (3), so that after implantation into said pocket (6) of the elastomer (4) and where appropriate the insulating material (7) , the fixation is carried out with the collaboration of a wedge (8) snap-in in the space of the pocket (6) that leaves the runner (3) free.
  • the runner (3) can be the same width as the pocket
  • the mission of the insulator (7) which is optional, is to prevent the transmission of heat from the mold to the die, when the working temperatures are high enough to degrade the elastomer material.
  • the device allows using the same tooling on different machines without the need for prior adjustments.
  • the pieces obtained can be directly assembled according to only the molding machine, avoiding subsequent touch-up operations.
  • Breakdowns of the cut can be solved in the work machine itself. - The quality of the cut looks remarkably enhanced, ensuring that such a cut occurs 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 cual participa una cuchilla (1) y una sufridera (3), centra sus características en el hecho de que sufridera es móvil y flexible, en orden a conseguir una perfecta adaptación con la cuchilla cuando se realiza el corte de la pieza a obtener. La sufridera (3) se realiza en una o varias láminas preferentemente de acero, elásticamente deformables, que descansan sobre un soporte elástico (4), preferentemente materializado en un elastómero, de manera que cuando se produce la presión de la cuchilla (1) contra la sufridera (3), ésta se deforma hasta adaptarse perfectamente al perfil de corte (2) de dicha cuchilla, con una paralela deformación del elastómero (4).

Description

DISPOSITIVO PE CORTE FLOTANTE DEFORMABLE
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 deformable, 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 éstos 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, 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 conformado del techo se produce el corte del material sobrante del mismo, en la misma máquina y con una 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 conseguir un ajuste perfecto de los elementos que intervienen, para lo cual es necesario que al menos uno de ellos sea capaz de adaptarse para ajustarse a la geometría y posición del 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 flabilidad. 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, admite ciertos movimientos relativos de adaptación aparte del propio movimiento de corte . Esto implica una adaptación de la parte móvil a la parte fija que permita un acoplamiento perfecto entre ambos al final de cada ciclo de corte, así como una autoadaptación en el tiempo durante la vida útil del utillaje de corte, y entre diferentes máquinas.
De forma más concreta se ha previsto que el dispositivo de corte, además de ser flotante, admita cierta capacidad de deformarse elásticamente.
Específicamente se ha previsto que la sufridera sea una placa flexible y vaya montada sobre un soporte elástico, de tal manera que la presión de la cuchilla deforme la sufridera para adaptarla al perfil de la cuchilla, a la vez que el soporte elástico debe tener una constante de rigidez suficientemente alta para absorber y repartir uniformemente el esfuerzo de corte en todos los puntos del filo.
La sufridera de acero debe tener un espesor suficiente para impedir que sea dañada por la cuchilla, y a la vez suficiente también para poder adaptarse por deformación elástica a esta última a través de su propia deformación.
Por su parte el soporte elástico situado bajo la sufridera debe ser suficientemente rígido como para permitir un empuje similar en todos los puntos de su superficie y a la vez impedir que la sufridera se introduzca en su seno .
De forma más concreta la sufridera será preferiblemente 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, o en cualquier caso de un material con propiedades mecánicas similares. La sufridera podrá estar formada por una sola lámina estando su espesor comprendido entre 0,5 y 5 milímetros, por dos o tres láminas superpuestas de espesor comprendido entre 0,5 y 5 milímetros cada una de ellas.
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 50 mm.
El soporte elástico o elastómero será de espesor comprendido entre 2 y 8 milímetros y con dureza comprendida entre 75 y 95 Shore 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, cuando se prevea que las temperaturas de trabajo puedan perjudicar la efectividad del elastómero.
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 a modo de retén.
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 deformable realizado de acuerdo con el objeto de la presente invención, en el que la cuchilla aparece independizada 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 y tanto ésta como el soporte elástico deformados, de forma que sufridera y cuchilla aparecen perfectamente acoplados.
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 una representación esquemática del dispositivo de corte incorporado a las partes (macho y hembra) que conforman un molde de. conformado y corte de guarnecidos .
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
A la vista de estas figuras, puede observarse cómo la cuchilla (1) y la sufridera (3) están montadas en las correspondientes partes del molde, de manera que el corte se produce simultáneamente al prensado y conformado del techo. A la vista de las figuras 1 y 2, puede observarse como en el dispositivo de corte que la invención propone participa una cuchilla (1) , con un perfil de corte (2) que puede adoptar cualquier configuración acorde con la prevista para la pieza a obtener, cuchilla (1) destinada a incidir sobre una sufridera (3), también de acero, inicialmente plana pero capaz de deformarse bajo la acción presionadora de la cuchilla (1) , adaptándose a la configuración de esta última, tal como se observa en la figura 2.
La sufridera de acero (3) descansa sobre un soporte elástico (4) , preferentemente un elastómero, que se deforma simultáneamente con la sufridera (3), absorbiendo las deformaciones de ésta, tal y como se observa en la figura 2.
La sufridera (3) , básicamente laminar, debe tener un espesor suficiente para impedir que sea dañada por la cuchilla (1) , permitiendo no obstante una perfecta adaptación a ésta última cuando ambas están sometidas al esfuerzo de corte.
Si el espesor de la sufridera es pequeño ésta será cortada por la cuchilla, mientras que si el espesor de la sufridera es grande no se conseguirá la deformación deseada y por tanto se producirán luces entre cuchilla y sufridera, determinantes de un corte defectuoso.
Por su parte el elastómero (4) debe ser suficientemente rígido para permitir un empuje similar en todos sus puntos y a la vez impedir que la sufridera penetre dentro de él . Un elastómero blando haría que la sufridera se clavara en su seno provocando el cizallado del mismo, mientras que un elastómero muy duro, aún consiguiendo la deformación para adaptar la cuchilla y sufridera tendría unas diferencias de presión que harían que el corte resultase también defectuoso en algunos puntos y aumentara el riesgo de desgaste o daño prematuro de la cuchilla.
Los valores más idóneos para los citados parámetros han sido reflejados con anterioridad.
La sufridera debe tener restringido su movimiento dentro de su alojamiento para evitar que sea arrastrada por la cuchilla en su retirε.da.
A continuación se describen dos de los posibles montajes. 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 útil del 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. La misión del aislante (7), que es opcional, es impedir la transmisión del calor del molde a la sufridera, cuando las temperaturas de trabajo sean suficientemente elevadas como para degradar el material del elastómero.
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 só.len 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 deformable, que siendo de especial aplicación 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 la sufridera (3) es móvil y deformable elásticamente preferiblemente de acero flexible para adaptarse al perfil de corte (2) de la cuchilla, estando montada dicha sufridera (3) , simplemente por apoyo o con la interposición de una capa aislante (7) , sobre un soporte elástico (4) que absorbe la presión de corte y la deformación de la sufridera.
2a.- Dispositivo de corte flotante deformable, según reivindicación Ia, caracterizado porque la sufridera (3) se materializa en una banda de metal, preferentemente de acero, elásticamente deformable, que descansa sobre un soporte (4) a su vez elástico, preferentemente un elastómero, con una constante de elasticidad suficiente para soportar la presión de corte, evitando la deformación permanente de la sufridera.
3a.- Dispositivo de corte flotante deformable, 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 IHA, 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.
4a.- Dispositivo de corte flotante deformable, según reivindicaciones Ia y 2a, caracterizado porque opcionalmente la sufridera (3) presenta una estructura multicapa, concretamente con espesores comprendidos entre 0,5 y 5 mm en cada capa.
5a.- Dispositivo de corte flotante deformable, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la sufridera (3) y el soporte elástico (4) , en el sector libre de éste último, se relacionan sin necesidad de medios de unión adicionales entre ambos .
6a.- Dispositivo de corte flotante deformable, 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 deformable, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la sufridera y el soporte elástico (4) se colocan en una cajera (6) 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 deformable, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el sistema de amarre de la sufridera (3), 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 sobre al menos uno de los laterales de la sufridera (3) .
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