Dispositivo de amortiguación de la matriz para máquina prensadora.

Aparato de amortiguación de la matriz de una máquina prensadora (100),

que comprende:

un cilindro de fluido hidráulico (130) que soporta una almohadilla de amortiguación (128);

una bomba/motor de fluido hidráulico (140) que tiene una abertura de descarga que está conectada a través de un primer conducto (134) a una cámara de presión (130b) en un lado de producción de presión de amortiguación del cilindro de fluido hidráulico (130);

un motor eléctrico (150) que está conectado a un eje de giro de la bomba/motor de fluido hidráulico (140);

un dispositivo de control que controla el motor eléctrico (150) para controlar una presión de amortiguación de la matriz; y

un dispositivo de regeneración que regenera energía requerida para una acción de amortiguación de la matriz que recibe la almohadilla de amortiguación (128) cuando se realiza la amortiguación de la matriz de la máquina prensadora (100) como energía eléctrica a través del cilindro de fluido hidráulico (130), la bomba/motor de fluido hidráulico (140), y el motor eléctrico (150),

caracterizado por el hecho de que:

el aparato de amortiguación de la matriz comprende, además:

un detector de presión (136) que detecta una presión de la cámara de presión (130b) en el lado de producción de presión de amortiguación del cilindro de fluido hidráulico (130); y

un dispositivo de comando de presión de amortiguación de la matriz que envía un comando de presión de amortiguación de la matriz que se ha establecido previamente, y

el dispositivo de control controla un par del motor eléctrico (150) de manera que una presión de amortiguación de la matriz es una presión que corresponde al comando de presión de amortiguación de la matriz en base al comando de presión de amortiguación de la matriz y la presión que detecta el detector de presión (136).

Dispositivo de amortiguación de la matriz para máquina prensadora Campo técnico

La presente invención se refiere a un aparato de amortiguación de la matriz de una máquina prensadora de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 y, más concretamente, a tecnología que permite controlar picos de presión y servo controlar una presión de amortiguación de la matriz en el inicio de una conformación por prensado mediante una máquina prensadora.

Dicho aparato se describe, por ejemplo, en DE-A-439641 Antecedentes

(a) Aparato de amortiguación de matriz neumático.

Un aparato de amortiguación de la matriz neumático se construye conectando un cilindro neumático que sostiene una almohadilla de amortiguación y un cilindro de acero en el cual se acumula baja presión neumática. Un aparato de amortiguación de la matriz neumático presenta ventajas, incluyendo la comodidad y el hecho de que no se producen picos de presión dado que se utiliza un fluido compresible.

Por otra parte, existen inconvenientes, tales como el problema de que se aumenta el tamaño de los aparatos debido a la necesidad de proporcionar una cavidad acompañada de una ampliación de tamaño de los cilindros neumáticos, problemas de rendimiento, tales como vibraciones en el choque que acompaña las fluctuaciones de presión en el fluido compresible o deficiencias de descarga, y el problema de que se requieren mecanismos adicionales con el fin de superar una falta de capacidad de control de la operación de eliminación (por ejemplo, se requiere un mecanismo adicional cuando se bloquea un cilindro en el punto muerto inferior de una prensa). Acompañando a los últimos avances tecnológicos en la industria de la prensa, éste puede denominarse aparato de amortiguación de la matriz de estilo antiguo.

(b) (servo) aparato de amortiguación de matriz hidráulico de aceite.

Se ha propuesto un aparato de amortiguación de la matriz de una prensa que comprende una servo válvula NC que obtiene una acción de amortiguación mediante el control de la presión de unos cilindros de amortiguación de una almohadilla de amortiguación, y una servo válvula de control posicional que ejecuta una aceleración previa, una elevación auxiliar, un bloqueo, y una elevación de una almohadilla de amortiguación controlando el aceite a presión que se suministra a una cámara superior y una cámara inferior de un cilindro hidráulico de aceite que sostiene la almohadilla de amortiguación de la matriz (Documento de Patente 1).

Este aparato de amortiguación de la matriz puede controlar picos de presión mediante la aceleración previa de la almohadilla de amortiguación.

(c) (servo) aparato de amortiguación de la matriz de tipo eléctrico.

Los documentos de patente 2 y 3 describen unos aparatos de amortiguación de la matriz de prensas que controlan una fuerza de presión para una almohadilla de amortiguación con un (servo) motor eléctrico y un mecanismo de tornillo y tuerca, un mecanismo de unión, o un mecanismo de cremallera y piñón.

Una ventaja mencionada es que se facilita el control de la fuerza de presión ya que la almohadilla es impulsada a través de un (servo) motor eléctrico con una buena capacidad de respuesta y (en comparación con el aceite hidráulico o similar) un mecanismo de alta rigidez (sin pérdida de la capacidad de respuesta).

(d) En cuanto a otros aparatos similares y que se ven con frecuencia.

El documento de Patente 4 describe un dispositivo de conformación plástica de acuerdo con un sistema de accionamiento hidráulico que, aunque no es un aparato de amortiguación de la matriz, es cercano al mismo respecto a la configuración exterior.

Este dispositivo de conformación plástica de acuerdo con un sistema de accionamiento hidráulico tiene un circuito de combinación cerrado que está formado conectando un cilindro hidráulico de aceite de tipo de funcionamiento de dos vías y una bomba hidráulica de tipo de descarga de dos vías en estado uno-a-uno sin montar una válvula entre los mismos. El dispositivo de conformación plástica está configurado para accionar el cilindro hidráulico de aceite

mediante de la bomba hidráulica accionando la bomba hidráulica utilizando un servo-motor de corriente continua, y para someter a un material de placa a una conformación plástica utilizando un punzón que es accionado mediante el cilindro hidráulico de aceite.

Documento de Patente 1: Solicitud de Patente Japonesa puesta a disposición del público No. 7-246

Documento de Patente 2: Solicitud de Patente Japonesa puesta a disposición del público No. 5-7945

Documento de Patente 3: Solicitud de Patente Japonesa puesta a disposición del público No. 6-543

Documento de Patente 4: Solicitud de Patente Japonesa puesta a disposición del público No. 1- 166199

Descripción de la invención

Sin embargo, el aparato de amortiguación de la matriz descrito en el documento de Patente 1 presenta los siguientes inconvenientes.

El primer inconveniente es que, dado que se genera presión comprimiendo un flujo de aceite, toda la energía que se consume en la acción de amortiguación de la matriz se convierte en calor. Desde una perspectiva ambiental, esto puede considerarse como un desperdicio de energía. Además, es necesaria una función de refrigeración (aparato de refrigeración) para enfriar el calor que sea proporcional a la capacidad del dispositivo. Lo mismo se aplica para todos los tipos de dispositivos hidráulicos.

El segundo inconveniente es que cuando se intenta controlar los picos de presión en un momento de colisión después de la aceleración previa de la almohadilla de amortiguación, existe el problema de que la cantidad de carrera (efectiva) en el momento de una acción de presión de amortiguador de la matriz disminuye.

El tercer inconveniente es que la presión de amortiguador de la matriz se genera controlando una cantidad de aceite que se descarga desde una cámara de presión en el lado de producción de presión de amortiguación de un cilindro hidráulico de aceite que es presionado mediante una corredera de la prensa (presión generada utilizando la energía de la prensa), y no es una presión que genera el propio aparato de amortiguación de la matriz. En consecuencia, resulta difícil mantener la presión en un estado interrumpido en el centro del punto muerto inferior (limitación funcional).

Pueden mencionarse los siguientes puntos como inconvenientes de los aparatos de amortiguación de la matriz de las prensas de acuerdo con el Documento de Patente 2 y 3.

Primer inconveniente: Dado que la configuración es muy rígida, el sistema hidráulico también aumenta un impacto (fuerza de impacto) en una colisión y actúa fácilmente, y puede producir daños estructurales o daños en la matriz. Una aceleración previa (para producir de este modo una reducción de la velocidad relativa en el momento de la colisión) es indispensable para evitar esto y, en este caso, es necesario reducir la cantidad de carrera efectiva del amortiguador de la matriz o similar, lo cual también afecta a la estructura de la matriz.

Segundo inconveniente: Al sostener una almohadilla de amortiguación con un mecanismo de tornillo o cremallera o similar respecto a un cilindro hidráulico de aceite en el caso de un sistema hidráulico, por razones relativas a garantizar una fuerza, las dimensiones en la dirección longitudinal del mecanismo aumentan (por lo que resulta difícil hacer que el dispositivo sea compacto) y en algunos casos se requiere una fosa para su almacenamiento.

Además, el dispositivo de conformación plástica de acuerdo con un sistema de accionamiento hidráulico que se describe en el Documento de Patente 4 es un dispositivo que, en teoría, descarga una cantidad de flujo provocando que una bomba hidráulica efectúe una acción de bombeo hidráulico con la fuerza motriz de un motor eléctrico, y desplace un cilindro hidráulico de aceite con la cantidad de flujo para hacer que funcione y no se trata, por lo tanto, ni un aparato de amortiguación de la matriz ni de un aparato que controla una presión de amortiguación de la matriz. Por consiguiente, no puede obtenerse una acción regenerativa que recupere como energía eléctrica la energía que se requiere para la acción de amortiguación de la matriz que recibe una almohadilla de amortiguación cuando se efectúa una amortiguación de una matriz de una máquina prensadora.

Además, un controlador para el control del movimiento que se describe en el Documento de Patente 4 acciona un servomotor en base a una señal de mando de posición y una señal de posición de un punzón que es detectada por una escala lineal, y el objetivo principal del control... [Seguir leyendo]

1. Aparato de amortiguación de la matriz de una máquina prensadora (1), que comprende: un cilindro de fluido hidráulico (13) que soporta una almohadilla de amortiguación (128);

una bomba/motor de fluido hidráulico (14) que tiene una abertura de descarga que está conectada a través de un primer conducto (134) a una cámara de presión (13b) en un lado de producción de presión de amortiguación del cilindro de fluido hidráulico (13);

un motor eléctrico (15) que está conectado a un eje de giro de la bomba/motor de fluido hidráulico (14); un dispositivo de control que controla el motor eléctrico (15) para controlar una presión de amortiguación de la matriz; y

un dispositivo de regeneración que regenera energía requerida para una acción de amortiguación de la matriz que recibe la almohadilla de amortiguación (128) cuando se realiza la amortiguación de la matriz de la máquina prensadora (1) como energía eléctrica a través del cilindro de fluido hidráulico (13), la bomba/motor de fluido hidráulico (14), y el motor eléctrico (15),

caracterizado por el hecho de que:

el aparato de amortiguación de la matriz comprende, además:

un detector de presión (136) que detecta una presión de la cámara de presión (13b) en el lado de producción de presión de amortiguación del cilindro de fluido hidráulico (13); y

un dispositivo de comando de presión de amortiguación de la matriz que envía un comando de presión de amortiguación de la matriz que se ha establecido previamente, y

el dispositivo de control controla un par del motor eléctrico (15) de manera que una presión de amortiguación de la matriz es una presión que corresponde al comando de presión de amortiguación de la matriz en base al comando de presión de amortiguación de la matriz y la presión que detecta el detector de presión (136).

2. Aparato de amortiguación de la matriz de una máquina prensadora según la reivindicación 1, en el que se dispone una pluralidad de cilindros de fluido hidráulico (23, 232, 234) que sostienen la almohadilla de amortiguación (128), y las respectivas cámaras de presión (23b, 232b, 234b) en un lado de producción de presión de amortiguación de cada cilindro de fluido hidráulico (23, 232, 234) están conectadas comúnmente al primer conducto (134).

3. Aparato de amortiguación de la matriz de una máquina prensadora según la reivindicación 1 ó 2, en el que se dispone una pluralidad de conjuntos de bomba/motor de fluido hidráulico (14a, 14b, 14c) y el motor eléctrico (15a, 15b, 15c), y las respectivas aberturas de descarga de la pluralidad de bomba/motores de fluido hidráulico (14a, 14b, 14c) están conectados comúnmente al primer conducto (134).

4. Aparato de amortiguación de la matriz de una máquina prensadora según la reivindicación 1, en el que:

se dispone una pluralidad de cilindros de fluido hidráulico (23, 232, 234) que sostienen la almohadilla de amortiguación (128);

se dispone una pluralidad de la bomba/motores de fluido hidráulico (14a, 14b, 14c);

la abertura de descarga de la pluralidad de bomba/motores de fluido hidráulico (14a, 14b, 14c) está conectada a través del primer conducto a la cámara de presión (23b, 232b, 234b) en el lado de producción de presión de amortiguación de cada cilindro de fluido hidráulico (23, 232, 234);

una pluralidad de los motores eléctricos (15a, 15b, 15c) que están conectados respectivamente a un eje giratorio de cada bomba/motor de fluido hidráulico (14a, 14b, 14c);

se dispone una pluralidad de detectores de presión (136a, 136b, 136c) que detectan las respectivas presiones de las cámaras de presión (23b, 232b, 234b) en el lado de producción de presión de amortiguación de los cilindros de fluido hidráulico (23, 232, 234);

el dispositivo de control controla los respectivos pares de los motores eléctricos (15a, 15b, 15c) de manera que la presión de amortiguación de la matriz es la presión que corresponde al comando de presión de amortiguación de la matriz en base al comando de presión de amortiguación de la matriz y las presiones que son detectadas por la pluralidad de detectores de presión (136a, 136b, 136c); y

el dispositivo de regeneración regenera energía requerida para una acción de amortiguación de la matriz que recibe la almohadilla de amortiguación (128) cuando se realiza una amortiguación de la matriz de la máquina prensadora en forma de energía eléctrica a través de la pluralidad de cilindros de fluido hidráulico (23, 232, 234), la pluralidad de bombas/motores de fluido hidráulico (14a, 14b, 14c) y la pluralidad de motores eléctricos (15a, 15b, 15c).

5. Aparato de amortiguación de la matriz de una máquina prensadora según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que otra abertura de descarga de la bomba/motor de fluido hidráulico (14) está conectada a una cámara de presión (13a) en un lado de descenso del cilindro de fluido hidráulico (13) a través de un segundo conducto (16), y el segundo conducto (16) está conectado a un acumulador (162) que se llena con un líquido de baja presión sustanclalmente constante.

6. Aparato de amortiguación de la matriz de una máquina prensadora según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que otra abertura de descarga de la bomba/motor de fluido hidráulico (14) está conectada a un depósito (2) a través de un segundo conducto (22).

7. Aparato de amortiguación de la matriz de una máquina prensadora según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que otra abertura de descarga de la bomba/motor de fluido hidráulico (14) está conectada a una cámara de presión (23a, 232a, 234a) en un lado de descenso del cilindro de fluido hidráulico (23, 232, 234) a través de un segundo conducto (16) sin comunicar directamente con una fuente de baja presión sustancialmente constante que comprende un depósito o un acumulador.

8. Aparato de amortiguación de la matriz de una máquina prensadora según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que una válvula de alivio (164) está conectada al primer conducto (134) de manera que una presión anormal que se produzca en la cámara de presión en el lado de producción de presión de amortiguación del cilindro de fluido hidráulico se libera a través de la válvula de alivio (164).

9. Aparato de amortiguación de la matriz de una máquina prensadora según la reivindicación 7, en el que:

se disponen dos válvulas de retención (266a, 266b) en direcciones opuestas entre sí en un tercer conducto (22) que conecta el primer conducto que está conectado a la cámara de presión (23a, 232a, 234a) en el lado de producción de presión de amortiguación del cilindro de fluido hidráulico (23, 232, 234) y el segundo conducto (16) que está conectado a la cámara de presión (23a, 232a, 234a) en el lado de descenso del cilindro de fluido hidráulico (23, 232, 234); y

una válvula de alivio (164) está conectada al tercer conducto (22) entre las dos válvulas de retención (266a, 266b) de manera que una presión anormal que se produzca en la cámara de presión (23b, 232b, 234b) en el lado de producción de presión de amortiguación o la cámara de presión (23a, 232a, 234a) en el lado de descenso del cilindro de fluido hidráulico (23, 232, 234) se libera a través de la válvula de alivio (164).

1. Aparato de amortiguación de la matriz de una máquina prensadora según cualquiera de las reivindicaciones 8 ó 9, que comprende, además:

un acumulador (262) que se llena con un líquido de una presión baja substancialmente constante, en el que el acumulador (262) está conectado a una línea de baja presión de la válvula de alivio (164) y también conectado a ambas cámaras de presión o la cámara de presión en el lado de producción de presión de amortiguación del cilindro de fluido hidráulico a través de una válvula de retención (274a, 274b) o una válvula de retención de tipo de apertura piloto (27a, 27b).

11. Aparato de amortiguación de la matriz de una máquina prensadora según cualquiera de las reivindicaciones 8 ó 9, que comprende, además:

un depósito (2) que está conectado a una línea de baja presión de la válvula de alivio (164), en el que un líquido de baja presión se descarga del depósito (2) con una bomba de presión de líquido (212, 212a) a través de una válvula de retención (274a, 274b) o una válvula de retención de tipo de apertura piloto (27a, 27b) a ambas cámaras de presión o la cámara de presión en el lado de producción de presión de amortiguación del cilindro de fluido hidráulico.

12. Aparato de amortiguación de la matriz de una máquina prensadora según cualquiera de las reivindicaciones 1 a

11, que comprende, además:

un detector de velocidad angular (152) para detectar una velocidad angular de giro del motor eléctrico (15), en el que el dispositivo de control utiliza una señal de velocidad angular que es detectada por el detector de velocidad angular (152) como una señal de realimentación de velocidad angular para asegurar la estabilidad dinámica de la presión de amortiguación de la matriz.

13. Aparato de amortiguación de la matriz de una máquina prensadora según cualquiera de las reivindicaciones 1 a

12, que comprende, además:

un detector de posición del amortiguador de la matriz (132) que detecta una posición de la almohadilla de amortiguación (128),

en el que el dispositivo de control utiliza una señal de posición del amortiguador de la matriz que es detectada por el detector de la posición del amortiguador de la matriz (132) como una señal de realimentación de la posición en caso 5 de que un cilindro de fluido hidráulico (13) suba o baje solo o cuando se realiza una operación de eliminación de producto.

14. Aparato de amortiguación de la matriz de una máquina prensadora según cualquiera de las reivindicaciones 1 a

13, que comprende, además:

un detector de la posición de la corredera (114) que detecta una posición de una corredera (11) de la máquina prensadora o un detector de ángulo (114') que detecta un ángulo de un eje de accionamiento (112) de la máquina prensadora,

en el que el dispositivo de comando de la presión de amortiguación de la matriz envía un comando de presión de 15 amortiguación de la matriz en base a una señal de posición de la corredera que es detectada por el detector de la posición de la corredera (114) o una señal del ángulo que es detectada por el detector de ángulo (114').

15. Aparato de amortiguación de la matriz de una máquina prensadora según cualquiera de las reivindicaciones 1 a

14, que comprende, además:

un detector de velocidad de la corredera que detecta una velocidad de una corredera (11) de la máquina prensadora o un detector de velocidad angular (116) que detecta una velocidad angular de un eje de accionamiento (112) de la máquina prensadora,

en el que el dispositivo de control utiliza una señal de velocidad de la corredera que es detectada por el detector de 25 velocidad de la corredera o una señal de velocidad angular que es detectada por el detector de velocidad angular (116) en compensación para asegurar la estabilidad dinámica en el control de la presión de amortiguación de la matriz.