Aparato para accionar hidráulicamente máquinas de procesamiento tal como máquinas formadoras de metal y método para accionar tales máquinas formadoras de metal.

Aparato para accionar máquinas de procesamiento tales como prensas,

prensas de forja, prensas de extrusión, martillos de forja, máquinas de extrusión, maquinas que trabajan el acero u otras máquinas formadoras de metal, por medio de medios de presurización con fluido, el aparato tiene un número igual de accionadores, preferiblemente primeros y segundos accionadores (1, 2), además primeros y segundas válvulas de cheque de entrada (5, 6), primeras y segundas válvulas de cheque de salida (3, 4), primeras y segundas válvulas de pre compresión (7, 8) y una o múltiples bombas impulsadas por motor (34, 35, 36) que son variables con relación a su tasa de flujo en la cual colectiva o independientemente el uno del otro se designan de manera que su tasa de flujo es infinitamente variable o ajustable y que acciona el primer y un segundo accionador hidrostáticamente impulsado de manera alternativa (1, 2) a través de una o múltiples válvulas de distribución (21, 22, 23, 24) por medio de un medio de presurización liquido tal como un aceite hidráulico o con una emulsión, el primer accionador tiene primeros pistones superior e inferior (1a, 1b) y primeros habitáculos de cilindro superior e inferior (1f, 1e) y el segundo accionador tiene segundos pistones superior e inferior (2a, 2b) y segundos habitáculos de cilindro superior e inferior (2f, 2e) en donde un medio de presurización diferente, tal como agua, se puede alimentar a través de un sistema de tubo separado a sus accionadores hidrostáticos (1, 2) y en donde el medio de presurización diferente se presuriza mediante accionadores hidrostáticos (1, 2) hasta la presión que es necesaria para accionar las máquinas de procesamiento ubicadas, como las prensas de forja o las máquinas de extrusión, y que se pueden suministrar a aquellas máquinas para accionarlas por vía de un tubo con medio de presurización colectivo, tubo de presión, o sistema de canal (47) caracterizado por que el aparato está construido de tal manera que el uso del primer pistón inferior (1b) está en su posición más baja, mientras que el segundo pistón superior (2a) está en su posición más alta y el segundo habitáculo del cilindro inferior (2e) está en su posición de pre compresión, en la cual el fluido, por ejemplo agua pura, que viene del tubo (12) conectado al tubo de presión (47) se suministra a través de una segunda válvula de pre compresión (8) en el segundo habitáculo del cilindro inferior (2e) y el segundo pistón inferior (2b) suministra alta presión al arrancar su movimiento, y cuando el primer accionador (1) después de iniciar su movimiento el primer habitáculo del cilindro inferior (1) es llenado con agua a través de la primera válvula de cheque de entrada (5) y el segundo accionador (2) suministra el fluido bajo alta presión hacia el tubo de presión (47) mediante el movimiento del segundo pistón inferior (2b) en su posición baja a través de la segunda válvula de cheque de salida (4), y cuando la primera válvula de cheque de entrada (5) del primer accionador (1) se cierra desde el segundo habitáculo del cilindro inferior (2e) el fluido bajo alta presión se suministra hacia el tubo de presión (47) a través de la segunda válvula de cheque de salida (4) y cuando el segundo pistón inferior (2b) está en su posición baja el primer habitáculo del cilindro inferior (1e) está en su posición de pre compresión, en la cual el fluido que viene desde un tubo (11) conectado al tubo de presión (47) se suministra a través de una primera válvula de pre compresión (7) en el primer habitáculo del cilindro (1e), y cuando el primer habitáculo del cilindro (1e) suministra fluido bajo alta presión por vía de la primera válvula de cheque de salida (3) hacia el tubo de presión (47) y el segundo pistón inferior (2b) en el segundo habitáculo del cilindro inferior (2e) se mueve al pre llenarse con fluido, por ejemplo agua pura, y el primer habitáculo del cilindro inferior (1e) suministra fluido, por ejemplo agua pura, por vía de la primera válvula de cheque de salida (3) hacia el tubo de presión (47) bajo alta presión, mientras que la primera válvula de cheque de entrada (5) se cierra y el segundo pistón inferior (2b) del segundo accionador (2) se mueve completamente en su posición más alta y el primer pistón inferior (1b) está completamente en su posición más baja y el segundo habitáculo del cilindro inferior (2e) está pre comprimido al abrir la segunda válvula de pre compresión (8) y el segundo pistón inferior (2b) está listo para presionar el fluido bajo alta presión por vía de la segunda válvula de cheque de salida (4) hacia el tubo de presión (47), y en donde el aparato también puede operar como una bomba variable, la presión o el control de volumen, cuando el flujo no se requiere los accionadores o arietes (1a, 1b) son estacionarios

Aparato para accionar hidráulicamente máquinas de procesamiento tal como máquinas formadoras de metal y método para accionar tales máquinas formadoras de metal.

La invención se relaciona con un aparato para accionar máquinas formadoras de metal tales como máquinas forjadoras, prensas forjadoras o máquinas de extrusión.

Son bien conocidas las máquinas que trabajan metal como las prensas de forja, los martillos de forja, las prensas de extrusión, las máquinas que trabajan acero, las máquinas fresadoras. DE 33 26 690 C2 describe un aparato para accionar una prensa de forja hidráulica con varias variables de generadores de flujo de presión. Aquellos generadores reciben fluido hidráulico mediante una bomba para aumentar presión de una fuente por vía de una válvula de cheque.

El documento DE 1 502 282 describe una prensa de forja con un accionador hidráulico y acumuladores.

También la prensa de forja de acuerdo con el documento DE 2 223 709 trabaja con acumuladores por vía de las válvulas de distribución.

Resumiendo, algunas de las máquinas hidráulicas trabajan con Fluidos Basados en Alto Contenido de Agua (HWBF)

o aún agua pura. Aquellos fluidos son muy agresivos y no se pueden bombear mediante ningún tipo de bomba. La solución más común para manejar aquellos fluidos es utilizar bombas reciprocantes de suministro fijo, por ejemplo, bombas triplex o quintuplex, que suministran hacia acumuladores hidráulicos que restituyen entonces su energía al sistema a través de válvulas proporcionales. El hecho de que este tipo de bombas suministre un flujo fijo evita su uso para impulsar directamente los cilindros hidráulicos de las máquinas que requieren diferentes velocidades de acuerdo con las secuencias de sus ciclos (fase de aproximación, fase de trabajo, fase de retorno) .

Las principales desventajas de aquellas máquinas hidráulicas con motores impulsados con bombas de suministro fija, acumuladores hidráulicos, válvulas proporcionales y cilindros hidráulicos son las siguientes:

- el uso de bombas reciprocantes.

- el uso de acumuladores hidráulicos que requieren componentes de seguridad para asegurar el sistema.

- los acumuladores requieren ser certificados de manera regular por autoridades competente.

- la tremenda energía almacenada en los acumuladores tiene que ser controlada mediante válvulas proporcionales que generan calor, desperdician energía y desgastan los componentes mediante erosión.

Los principios de las bombas reciprocantes de suministro fijo son:

Un eje de motor eléctrico va en una caja de cambios para reducir su velocidad rotacional. El eje de salida de la caja de reducción impulsa un eje de leva para transformar el movimiento rotacional en un movimiento lineal transmitido a cierto número de cilindros (usualmente 3 o 5) . Los cuerpos de los cilindros mantienen la válvula de cheque de entrada y una válvula de cheque de salida. Durante un giro completo del eje de leva, el pistón del cilindro hace un movimiento hacia atrás admitiendo el fluido bombeado hacia el cilindro desde la válvula de cheque de entrada y luego un movimiento de envío para suministrar el fluido a través de la válvula de cheque de salida.

Las principales desventajas de estas bombas reciprocantes son:

- solo se suministra un flujo fijo. -las pulsaciones de flujo/presión en el puerto de suministro/tubo o canal de presión. -Las cargas alternativas sobre los ejes de leva producen fallas por fatiga. -importantes costos de mantenimiento. -consumo innecesario de energía debido a fricciones mecánicas.

El documento EP 0 654 330 A1 describe un sistema de control de presión super alta que comprende un primer aumentador de presión y un segundo aumentador de presión que son operativos a través de movimientos reciprocantes de los cilindros hidráulicos para presurizar el agua succionada en las cámaras con émbolo de presurización de agua y descargar el agua presurizada a una línea de descarga de agua; primeros medios de control direccionales y segundos medios de control direccionales que están respectivamente dispuestos entre los

respectivos cilindros hidráulicos de aceite de los primeros y segundos aumentadores de presión y las fuentes hidráulicas de aceite con el fin de posibilitar el movimiento alternativo de los cilindros hidráulicos de aceite, los primeros y segundos medios de control direccionales tienen tres posiciones de interruptor, que son las posiciones de presionar, pre-presionar y succionar; un primer detector de carrera hacia adelante para detectar una posición adyacente al extremo de cada carrera de presión y un primer detector de carrera de regreso para detectar una posición adyacente al extremo de cada carrera de succión que está dispuesta en el primer aumentador de presión; un segundo detector de carrera hacia adelante para detectar una posición adyacente al extremo de cada carrera de presión y un segundo detector de carrera de regreso para detectar una posición adyacente al extremo de cada carrera de succión que está dispuesta en el segundo aumentador de presión; y unos medios de control que están operativos durante cada carrera de presión del primer aumentador de presión, para conmutar los segundos medios de control direccionales desde la posición de succión a la posición de pre-presión en respuesta a la señal de detección desde el segundo detector de carrera de regreso, y luego conmutar los primeros medios de control direccionales desde la posición de presión a la posición de succión y los segundos medios de control direccionales desde la posición de pre-presión a la posición de presión en respuesta a una señal de detección desde un primer detector de carrera hacia adelante, y que es operativo, durante cada una de las carreras de presión del segundo aumentador de presión, durante cada carrera de presión del segundo aumentador de presión, para conmutar los primeros medios de control direccionales desde la posición de succión a la posición de pre-presión en respuesta a una señal de detección desde el primer detector de carrera de regreso, y luego conmutar los segundos medios de control desde la posición de control a la posición de succión y los primeros medios de control direccionales desde la posición de pre-presión a la posición de presión en respuesta a la señal de detección desde el segundo detector de carrera hacia adelante. El sistema de control de presión como se describió anteriormente contiene una primera restricción y una segunda restricción respectivamente en los pasajes laterales con suministro de aceite en las posiciones de conmutación para pre-presionar por los primeros medios de control direccionales y los segundos medios de control direccionales. El aceite hidráulico descargado durante la carrera de presión de cada uno de los cilindros hidráulicos de los primeros y segundos aumentadores de presión se descargan hacia un tanque por vía de una línea de regreso común, la línea de regreso común se suministra con una válvula de cheque para ajustar la retro presión. Las fuentes hidráulicas consisten de una primera bomba hidráulica suministrada para el primer aumentador de presión y una segunda bomba hidráulica suministrada para el segundo aumentador de presión. También existe un primer aumentador de presión y un segundo aumentador de presión que son operativos a través de movimientos alternativos de los cilindros hidráulicos de aceite para presurizar el agua succionada hacia las cámaras de émbolo de presurización de agua y descargar el agua presurizada a una línea de descarga de agua; los primeros medios de control direccionales y los segundos medios de control direccionales que están respectivamente dispuestos entre los respectivos cilindros hidráulicos de aceite de los primeros y segundos aumentadores de presión y las bombas hidráulicas de aceite accionadas por un motor con el fin de posibilitar la alternancia de los cilindros hidráulicos de aceite, los primeros y segundos medios de control direccionales tienen tres posiciones de conmutación, que son las posiciones de presionar, pre-presionar y succionar; y los medios de control para ubicar tanto los primeros como los segundos medios de control direccional en las posiciones de conmutación para succionar durante un tiempo predeterminado cuando el motor es accionado.

El propósito de este sistema de control de presión super alto es generar un chorro de agua utilizado para cortar materiales (acero, rocas o similares) . Este sistema no requiere un flujo de control preciso porque este no impulsa una máquina. Este creará un pequeño flujo, pero a muy alta presión mientras que la barrera de transferencia genera un gran flujo a baja presión.

El documento DE 43 45... [Seguir leyendo]

1. Aparato para accionar máquinas de procesamiento tales como prensas, prensas de forja, prensas de extrusión, martillos de forja, máquinas de extrusión, maquinas que trabajan el acero u otras máquinas formadoras de metal, por medio de medios de presurización con fluido, el aparato tiene un número igual de accionadores, preferiblemente primeros y segundos accionadores (1, 2) , además primeros y segundas válvulas de cheque de entrada (5, 6) , primeras y segundas válvulas de cheque de salida (3, 4) , primeras y segundas válvulas de pre compresión (7, 8) y una o múltiples bombas impulsadas por motor (34, 35, 36) que son variables con relación a su tasa de flujo en la cual colectiva o independientemente el uno del otro se designan de manera que su tasa de flujo es infinitamente variable o ajustable y que acciona el primer y un segundo accionador hidrostáticamente impulsado de manera alternativa (1, 2) a través de una o múltiples válvulas de distribución (21, 22, 23, 24) por medio de un medio de presurización liquido tal como un aceite hidráulico o con una emulsión, el primer accionador tiene primeros pistones superior e inferior (1a, 1b) y primeros habitáculos de cilindro superior e inferior (1f, 1e) y el segundo accionador tiene segundos pistones superior e inferior (2a, 2b) y segundos habitáculos de cilindro superior e inferior (2f, 2e) en donde un medio de presurización diferente, tal como agua, se puede alimentar a través de un sistema de tubo separado a sus accionadores hidrostáticos (1, 2) y en donde el medio de presurización diferente se presuriza mediante accionadores hidrostáticos (1, 2) hasta la presión que es necesaria para accionar las máquinas de procesamiento ubicadas, como las prensas de forja o las máquinas de extrusión, y que se pueden suministrar a aquellas máquinas para accionarlas por vía de un tubo con medio de presurización colectivo, tubo de presión, o sistema de canal (47) caracterizado por que el aparato está construido de tal manera que el uso del primer pistón inferior (1b) está en su posición más baja, mientras que el segundo pistón superior (2a) está en su posición más alta y el segundo habitáculo del cilindro inferior (2e) está en su posición de pre compresión, en la cual el fluido, por ejemplo agua pura, que viene del tubo (12) conectado al tubo de presión (47) se suministra a través de una segunda válvula de pre compresión (8) en el segundo habitáculo del cilindro inferior (2e) y el segundo pistón inferior (2b) suministra alta presión al arrancar su movimiento, y cuando el primer accionador (1) después de iniciar su movimiento el primer habitáculo del cilindro inferior (1) es llenado con agua a través de la primera válvula de cheque de entrada (5) y el segundo accionador (2) suministra el fluido bajo alta presión hacia el tubo de presión (47) mediante el movimiento del segundo pistón inferior (2b) en su posición baja a través de la segunda válvula de cheque de salida (4) , y cuando la primera válvula de cheque de entrada (5) del primer accionador (1) se cierra desde el segundo habitáculo del cilindro inferior (2e) el fluido bajo alta presión se suministra hacia el tubo de presión (47) a través de la segunda válvula de cheque de salida (4) y cuando el segundo pistón inferior (2b) está en su posición baja el primer habitáculo del cilindro inferior (1e) está en su posición de pre compresión, en la cual el fluido que viene desde un tubo (11) conectado al tubo de presión (47) se suministra a través de una primera válvula de pre compresión (7) en el primer habitáculo del cilindro (1e) , y cuando el primer habitáculo del cilindro (1e) suministra fluido bajo alta presión por vía de la primera válvula de cheque de salida (3) hacia el tubo de presión (47) y el segundo pistón inferior (2b) en el segundo habitáculo del cilindro inferior (2e) se mueve al pre llenarse con fluido, por ejemplo agua pura, y el primer habitáculo del cilindro inferior (1e) suministra fluido, por ejemplo agua pura, por vía de la primera válvula de cheque de salida (3) hacia el tubo de presión (47) bajo alta presión, mientras que la primera válvula de cheque de entrada (5) se cierra y el segundo pistón inferior (2b) del segundo accionador (2) se mueve completamente en su posición más alta y el primer pistón inferior (1b) está completamente en su posición más baja y el segundo habitáculo del cilindro inferior (2e) está pre comprimido al abrir la segunda válvula de pre compresión (8) y el segundo pistón inferior (2b) está listo para presionar el fluido bajo alta presión por vía de la segunda válvula de cheque de salida (4) hacia el tubo de presión (47) , y en donde el aparato también puede operar como una bomba variable, la presión o el control de volumen, cuando el flujo no se requiere los accionadores o arietes (1a, 1b) son estacionarios.

2. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las bombas (34, 35, 36) que son variables con relación a su tasa de flujo, tienen, respectivamente al menos una válvula de cheque (29) a través de la cual el medio de presurización es llevado a una válvula de distribución o válvulas de distribución ubicadas (21, 22, 23, 24) .

3. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque los accionadores hidrostáticos (1, 2) se diseñan como intensificadores de presión y porque el fluido se suministra al lado de la presión de los accionadores hidrostáticos (1, 2) desde una fuente de fluido común (18) por vía de las primeras y segundas válvulas de cheque de entrada (5 o 6) preferiblemente por vía de un elemento de filtro (14) .

4. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1, o una de las reivindicaciones 2 o 3 caracterizado porque los accionadores hidrostáticos (1, 2) suministran el fluido por vía de las primeras y segundas válvulas de cheque (3 o 4) y preferiblemente por vía de un elemento de filtro hacia el sistema de tubo o canal de medios de presurización (47) .

5. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1 o una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque el fluido que se suministra al primer y segundo habitáculo del cilindro inferior (1e o 2e) combinables con el tubo de presión o el sistema de canal (47) , que es conectable a la máquina de procesamiento, vienen de una bomba impulsada por motor (16) desde una fuente de fluido o líquido común (18) .

6. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1 o una de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque cada accionador hidrostático (1, 2) comprende habitáculos de cilindro superior e inferior (1e, 1f, o 2e, 2f) que están dispuestos el uno al otro de manera coaxial, en la forma de los primeros habitáculos de cilindros superior e inferior (1f, 1e) y los segundos habitáculos de cilindros superior e inferior (2f, 2e) , respectivamente en donde cada uno de los habitáculos de cilindro superior (1f o 2f) , que es necesario para el accionamiento está conectado con el medio presurizado, que es servido por las bombas variables (34, 35, 36) , a través de un tubo o canal de medio de presurización adicional (9, 10) , en donde cada habitáculo de cilindro inferior (1e o 2e) , que es necesario para el suministro de presión está conectado al tubo o sistema de canal de medio de presurización (47) , que es conectable a la maquina procesadora accionada.

7. Aparato de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque los habitáculos del cilindro (1e, 1f, o 2e, 2f) que están dispuestos de manera coaxial el uno hacia el otro dentro de los accionadores hidrostáticos (1, 2) , los primeros y segundos pistones superior e inferior (1a, 1b o 2a, 2b) están dispuestos con áreas de pistón activa con presión igual o diferente que se pueden mover (X - Y) longitudinalmente y hacia atrás y adelante alternativamente.

8. Aparato de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque, el área de pistón activa de presión es sustancialmente diferente en el lado de presión (1b o 2b) del accionador de presión (1, 2) que está asignado en la máquina de procesamiento, por ejemplo 10% a 45%, opuesto al área de pistón opuesta del pistón (1a o 2a) que está cargada por las bombas variables (34, 35, 36) , con medio de presurización de fluido.

9. Aparato de acuerdo con una de las reivindicaciones previas 1-8 caracterizado porque los accionadores de presión (1, 2) están dispuestos en su eje longitudinal paralelo el uno al otro y en planos verticales.

10. Aparato de acuerdo a una de las reivindicaciones previas 1 – 9 caracterizado porque cada carrera de ariete está entre 0, 5 metros y 3 metros, preferiblemente un metro.

11. Aparato de acuerdo a una de las reivindicaciones previas 1 – 10 caracterizado porque el tiempo del ciclo completo está entre 4 a 20 segundos, preferiblemente, 8 segundos, con entre 2 a 10 segundos, preferiblemente 4 segundos para bombear, entre 1 a 9 segundos, preferiblemente 3 segundos para regresar, 0, 5 segundos para cerrar la válvula de cheque de entrada y 0, 5 segundos para pre comprimir el fluido.

12. Aparato de acuerdo con a una de las reivindicaciones previas 1 – 11 caracterizado porque la velocidad del primer y segundo pistón es superior e inferior (1a, 1b o 2a, 2b) , durante su carrera de bombeo y regreso es constante, excepto para el corto periodo de aceleración y desaceleración y tiene valores respectivamente entre 100 mm/seg a 500 mm/seg, preferiblemente 250 mm/seg durante la carrera de bombeo y entre 130 mm/seg a 700 mm/seg preferiblemente 330 mm/seg durante la carrera de regreso.

13. Aparato de acuerdo a una de las reivindicaciones previas 1 – 12, caracterizado porque los accionadores (1, 2) crean entre 4 ciclos a 12 ciclos por minuto y preferiblemente 7, 5 ciclos por minuto y cada válvula de cheque de salida y entrada opera entre 4 veces a 12 veces por minuto, preferiblemente 7, 5 veces por minuto.