Prensa mecánica adaptada para procesos de conformado, y método.

Prensa mecánica adaptada para procesos de conformado, que comprende un troquel superior y un troquel inferior adaptados para conformar una pieza entre ambos,

un motor para provocar el desplazamiento de al menos uno de ellos con respecto al otro, un cigüeñal acoplado al motor, y un mecanismo que transforma el movimiento rotatorio del cigüeñal en un desplazamiento lineal de dicho troquel. La prensa comprende además una cámara hidráulica (4) para amortiguar o absorber posibles sobrecargas durante el conformado, y un dispositivo actuador para provocar que al menos parte del fluido presente en la cámara hidráulica (4) se descargue cuando la prensa está en un punto muerto inferior en el que se conforma la pieza entre los troqueles, y que al menos parte de dicho fluido retorne a la cámara hidráulica (4) una vez la prensa abandona el punto muerto inferior.

Prensa mecánica adaptada para procesos de conformado, y método SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención se relaciona con prensas mecánicas adaptadas a procesos de conformado, tales como estampación o forja, en los cuales los troqueles de dicha prensa mecánica deben mantenerse cerrados durante un tiempo, en particular procesos de estampación en caliente en los cuales se enfría la pieza conformada dentro de los troqueles cerrados.

ESTADO ANTERIOR DE LA TÉCNICA

Son conocidas las prensas mecánicas que comprenden un troquel inferior dispuesto en una bancada, una parte superior que incluye un troquel superior desplazable a lo largo de unas guías, con respecto a la bancada, un motor que acciona dicha prensa, y un cigüeñal, disponiéndose el motor acoplado al cigüeñal por medio de unos medios de transmisión. Además, la prensa mecánica comprende un mecanismo que acopla el cigüeñal a un carro donde va sujeto el troquel superior transmitiendo el movimiento del cigüeñal al troquel superior, desplazándose dicho carro a lo largo de las guías.

De modo general, las prensas mecánicas adaptadas a procesos de conformado como la estampación o forja, operan continuamente sin detenerse en el punto muerto inferior. Sin embargo, cuando se realiza una estampación en caliente a veces los propios troqueles se encargan de refrigerar la pieza conformada, y para ello es necesario que la prensa permanezca en el punto muerto inferior un tiempo determinado. Esta situación puede ser problemática a la hora de volver a arrancar la prensa, puesto que el mecanismo tiene que soportar un gran esfuerzo y puede terminar rompiéndose o deteriorándose en exceso.

En el documento US 20120192615 A1 del solicitante se divulga una prensa mecánica adaptada para la estampación en caliente en la que permanece en el punto muerto inferior durante un tiempo determinado. Para ello la prensa comprende un casquillo de lubricación acoplado al mecanismo, en cuyo interior se dispone alojado el cigüeñal. Cuando la prensa arranca, el casquillo de lubricación que soporta los esfuerzos al estar sobre-lubricado, de tal manera que el mecanismo no se rompe o deteriora en exceso debido a estos arranques.

EXPOSICIÓN DE LA INVENCIÓN

El objeto de la invención es proporcionar una prensa mecánica adaptada para procesos de conformado, particularmente de conformado en caliente.

La prensa mecánica según la invención está adaptada para procesos de conformado, particularmente de conformado en caliente, y comprende un troquel superior y un troquel inferior adaptados para conformar una pieza entre ambos, cuando se cierran entre sí, un motor para provocar el desplazamiento de al menos uno de los troqueles, un cigüeñal acoplado al motor, y un mecanismo adaptado para acoplar uno de los troqueles al cigüeñal, provocándose el desplazamiento de dicho troquel cuando se mueve el cigüeñal.

La prensa comprende además una cámara hidráulica dispuesta a los pies del mecanismo para amortiguar o absorber sobrecargas, y un dispositivo actuador adaptado para provocar que al menos parte del fluido presente en la cámara hidráulica se descargue de dicha cámara hidráulica cuando la prensa está en un punto muerto inferior en el que se conforma la pieza entre los troqueles, y que al menos parte de dicho fluido retorne a la cámara hidráulica una vez la prensa abandona el punto muerto inferior.

De esta manera, al evacuarse el fluido de la cámara hidráulica cuando la prensa está en el punto muerto inferior se disminuye la fuerza que tiene que ejercer el mecanismo para volver a arrancar la máquina, evitándose o al menos disminuyéndose en gran medida el riesgo de que el mecanismo se rompa o deteriore en exceso al realizar dicha operación.

Estas y otras ventajas y características de la invención se harán evidentes a la vista de las figuras y de la descripción detallada de la invención.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La FIG. 1 muestra una vista seccionada de una realización preferente de una prensa mecánica según la invención, sin circuitería.

La FIG. 2 muestra una vista seccionada de un detalle de la prensa mecánica de la FIG. 1, donde se muestra una cámara hidráulica.

La FIG. 3 muestra esquemáticamente la vista seccionada de la FIG. 2, con un circuito hidráulico.

EXPOSICIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Un primer aspecto de la invención se refiere a una prensa mecánica 100, que está adaptada para procesos de conformado, particularmente de conformado en caliente. Con referencia a las figuras 1 y 2, donde se muestra una realización preferente de la prensa mecánica 100 a modo de ejemplo, la prensa mecánica 100 comprende una mesa 2 sobre la que se dispone un troquel inferior 2b y un carro 3 al que se fija un troquel superior 3b adaptados para conformar una pieza entre ambos, cuando se cierran, un motor no representado en las figuras para provocar el desplazamiento de al menos uno de los troqueles 2b o 3b con respecto al otro troquel 2b o 3b para que se cierren entre sí o se abran, un cigüeñal 6 acoplado al motor, y un mecanismo 8 con el que se acopla al menos uno de los troqueles 2b y 3b al cigüeñal 6 y se transforma el movimiento rotatorio del cigüeñal 6 en un desplazamiento lineal de al menos un troquel 2b ó 3b. El mecanismo 8 puede ser del tipo biela – manivela o del tipo bielas articuladas (“link drive”) , por ejemplo. Por claridad, en adelante se dice que es el troquel superior 3b el que se desplaza hacia el troquel inferior 2b para conformar la pieza, pero la invención no se limita a esta configuración y está dirigida también a cualquiera de las otras opciones (que sea el troquel inferior 2b el que se desplaza, o que sean los dos troqueles 2b y 3b los que se desplazan) .

La prensa mecánica 100 durante su funcionamiento transforma un movimiento rotativo del cigüeñal 6 en un desplazamiento lineal del troquel superior 3b mediante el mecanismo 8, variando la fuerza generada por dicha prensa mecánica 100 a largo de su recorrido en función del ángulo de aplicación de la fuerza, generándose la mayor fuerza en el punto muerto inferior de dicha prensa mecánica 100, en el cual ambos troqueles 2b y 3b están en contacto (o separados únicamente por la pieza que conforman) .

La prensa mecánica 100 de la invención está adaptada para trabajar en procesos de conformado tales como estampación o forja en caliente, en los cuales la pieza a conformar se enfría entre el troquel superior 3b y el troquel inferior 2b, es decir, la prensa mecánica 100 se mantiene en el punto muerto inferior durante un tiempo determinado para que se efectúe el enfriamiento de la pieza. Consecuentemente, el cigüeñal 6 tiene que soportar tensiones elevadas cuando es accionado para separar el troquel superior 3b del troquel inferior 2b.

La prensa mecánica 100 comprende una cámara hidráulica 4 dispuesta a los pies del mecanismo 8 para amortiguar o absorber posibles sobrecargas durante el conformado de la pieza, y un dispositivo actuador adaptado para provocar que al menos parte del fluido presente en la cámara hidráulica 4 se descargue de la cámara hidráulica 4 cuando la prensa mecánica 100 está en el punto muerto inferior en el que se conforma la pieza entre los troqueles 2b y 3b, y que al menos parte de dicho fluido retorne a la cámara hidráulica 4 una vez la prensa mecánica 100 abandona el punto muerto inferior. De esta manera, cuando los troqueles 2b y 3b se acercan entre sí la cámara hidráulica 4 contiene el fluido necesario para soportar las fuerzas que se generan y para soportar una posible sobrecarga, y cuando los troqueles 2b y 3b se abren, gracias a que el fluido presente en la cámara hidráulica 4 es menor al haber sido descargado al menos parte del fluido presente durante el cierre de los troqueles 2b y 3b, la fuerza que tiene que soportarse también es menor y el mecanismo 8 de la prensa mecánica 100 tiene que soportar menos esfuerzos mecánicos, lo que implica una disminución del riesgo a una rotura por este motivo y/o un aumento en la vida útil del mecanismo 8. El fluido se corresponde preferentemente con aceite, aunque podría corresponderse con cualquier otro fluido de características análogas o similares.

La prensa mecánica 100 se mantiene en el punto muerto inferior un tiempo de enfriamiento determinado, y, preferentemente, el dispositivo actuador está adaptado para provocar que al menos parte del fluido presente en la cámara hidráulica 4 se descargue de la cámara hidráulica 4 cuando, estando la prensa mecánica 100 en el punto muerto inferior, falte un tiempo de descarga determinado para que concluya el tiempo de enfriamiento. El tiempo de descarga inferior al tiempo de enfriamiento. Preferentemente el tiempo...

1. Prensa mecánica adaptada para procesos de conformado, particularmente de conformado en caliente, que comprende un troquel superior (3b) y un troquel inferior (2b) adaptados para conformar una pieza entre ambos, cuando se cierran entre sí, un motor para provocar el desplazamiento de al menos uno de los troqueles (2b, 3b) con respecto al otro troquel (2b, 3b) para que se cierren entre sí o se abran, un cigüeñal (6) acoplado al motor, y un mecanismo (8) que está adaptado para acoplar uno de los troqueles (2b, 3b) al cigüeñal (6) y que transforma el movimiento rotatorio del cigüeñal (6) en un desplazamiento lineal de dicho troquel (2b, 3b) , caracterizada porque comprende además de al menos una cámara hidráulica (4) dispuesta a los pies del mecanismo (8) para amortiguar o absorber posibles sobrecargas durante el conformado de la pieza, y un dispositivo actuador adaptado para provocar que al menos parte del fluido presente en la cámara hidráulica (4) se descargue de dicha cámara hidráulica (4) cuando la prensa mecánica (100) está en un punto muerto inferior en el que se conforma la pieza entre los troqueles (2b, 3b) , y que al menos parte de dicho fluido retorne a la cámara hidráulica (4) una vez la prensa mecánica (100) abandona el punto muerto inferior.

2. Prensa según la reivindicación 1, en donde la prensa mecánica (100) se mantiene en el punto muerto inferior un tiempo de enfriamiento determinado, estando adaptado el dispositivo actuador para provocar que al menos parte del fluido presente en la cámara hidráulica (4) se descargue de dicha cámara hidráulica (4) cuando, estando la prensa mecánica (100) en el punto muerto inferior, falte un tiempo de descarga determinado para que concluya el tiempo de enfriamiento, siendo el tiempo de descarga inferior al tiempo de enfriamiento.

3. Prensa según la reivindicación 1, en donde el tiempo de descarga es inferior a aproximadamente 1 segundo.

4. Prensa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un depósito (10) que está comunicado con la cámara hidráulica (4) y un acumulador (5) que está comunicado con el depósito (10) y con la cámara hidráulica (4) , recibiendo el depósito (10) el fluido que se descarga de la cámara hidráulica (4) y recibiendo el acumulador (5) al menos parte del fluido presente en el depósito (10) , que retorna después a la cámara hidráulica (4) , procedente del acumulador (5) , una vez la prensa mecánica (100) abandona el punto muerto inferior, comprendiendo la prensa mecánica (100) una bomba (11) dispuesta entre el depósito (10) y el acumulador (5) para bombear el fluido presente en el depósito (10) hacia el acumulador (5) .

5. Prensa según la reivindicación 4, en donde el dispositivo actuador comprende una válvula de descarga (40) dispuesta entre la cámara hidráulica (4) y el depósito (10) , y comunicada con la cámara hidráulica (4) y el depósito (10) , para permitir o impedir la descarga de fluido de la cámara hidráulica (4) hacia el depósito (10) , siendo la válvula de descarga (40) una servo-válvula.

6. Prensa según la reivindicación 5, en donde el dispositivo actuador comprende una válvula de carga (90) dispuesta entre el acumulador (5) y la cámara hidráulica (4) , y comunicada con el acumulador (5) y la cámara hidráulica (4) , para permitir o impedir la carga de fluido del acumulador (5) hacia la cámara hidráulica (4) .

7. Prensa según la reivindicación 6, que comprende un primer conducto común (12) que está unido en un extremo a la cámara hidráulica (4) y por el otro extremo a una bifurcación (13) que está comunicada con la entrada de la válvula de descarga (40) y con la salida de la válvula de carga (90) , y un segundo conducto común (15) que está unido en un extremo a la entrada de la válvula de carga (90) y por el otro extremo a una bifurcación (16) que está comunicada con el acumulador (5) y con el depósito (10) .

8. Prensa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un dispositivo de seguridad (15) ante sobrecargas y una bomba de sobrecarga (16) dispuestos entre la cámara hidráulica (4) y el depósito (10) .

9. Prensa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una pluralidad de cámaras hidráulicas (4) , un dispositivo actuador asociado a cada cámara hidráulica (4) , y medios de detección para detectar el fluido presente en cada una de las cámaras hidráulicas (4) en cada momento.

10. Prensa según la reivindicación anterior, que comprende un sensor de desplazamiento asociado a cada cámara hidráulica (4) , que está adaptado para detectar el desplazamiento del mecanismo (8) correspondiente en cada cámara hidráulica (4) para provocar que el desplazamiento en todas las cámaras hidráulicas (4) sea el mismo.

11. Prensa según la reivindicación 9, que comprende un sensor de desplazamiento asociado a las cámaras hidráulicas (4) , que está adaptado para detectar el desplazamiento del mecanismo (8) correspondiente en cada cámara hidráulica

(4) para provocar que el desplazamiento en todas las cámaras hidráulicas (4) sea el mismo.

12. Método para conformar una pieza en caliente con una prensa mecánica que comprende un troquel superior (3b) y un troquel inferior (2b) adaptados para conformar una pieza entre ambos, cuando se cierran entre sí, y un mecanismo

(8) que está adaptado para desplazar al menos un troquel (2b, 3b) con su desplazamiento, comprendiendo el método una etapa de conformado en la que se cierran los troqueles (2b, 3b) entre sí para conformar una pieza, una etapa de enfriamiento en el que se mantienen cerrados los troqueles (2b, 3b) en un punto muerto inferior en el que se conforma la pieza entre los troqueles (2b, 3b) , y una etapa de retroceso en la que se abren los troqueles (2b, 3b) , caracterizado porque comprende además una etapa de descarga, que se da durante la etapa de enfriamiento, en la que al menos

parte de un fluido presente en una cámara hidráulica (4) asociada al mecanismo (8) se evacúa de la cámara hidráulica (4) , y una etapa de carga, que se da durante la etapa de retroceso, en la que al menos parte de dicho fluido descargado vuelve a cargarse en la cámara hidráulica (4) .

13. Método según la reivindicación anterior, en donde los troqueles se mantienen cerrados durante un tiempo de enfriamiento determinado, evacuándose de la cámara hidráulica (4) al menos parte del fluido presente en dicha cámara hidráulica (4) cuando falta un tiempo de descarga determinado para que concluya el tiempo de enfriamiento, siendo el tiempo de descarga inferior al tiempo de enfriamiento.

14. Método según la reivindicación anterior, en donde el tiempo de descarga es inferior a aproximadamente 1 segundo.

15. Método según las reivindicaciones 12 a 14, que está adaptado para implementarse en una prensa mecánica (100)

con una pluralidad de cámaras hidráulicas (4) y un mecanismo (8) asociado a cada cámara hidráulica (4) , y que comprende una etapa de comprobación en la que se comprueba el desplazamiento de los mecanismos (8) mientras la prensa mecánica (100) está en el punto muerto inferior y una etapa de alineación en la que se actúa sobre el desplazamiento de un mecanismo (8) correspondiente si durante la etapa de comprobación se detecta que dicho mecanismo (8) se desplaza diferente al resto de mecanismos (8) .

FIG. 1 FIG. 2 FIG. 3