ES2395350A2 - Prensa mecánica adaptada a procesos de conformado, en particular procesos de conformado en caliente - Google Patents

Prensa mecánica adaptada a procesos de conformado, en particular procesos de conformado en caliente Download PDF

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Abstract

Prensa mecánica adaptada para procesos de conformado, particularmente de conformado en caliente, que comprende unos troqueles (2b, 3b) adaptados para conformar una pieza, un motor, un cigüeñal (6) acoplado al motor a través de unos medios de transmisión (5) un mecanismo de biela-manivela (8) que acopla uno de los troqueles (2b, 3b) al cigüeñal (6), y al menos un casquillo de lubricación (10) fijado al mecanismo de biela-manivela (8). El casquillo de lubricación (10) comprende en una superficie interior, una primera zona adaptada para lubricar el cigüeñal (6) en régimen hidrostático que soporta la carga en condiciones de arranque o parada de la prensa mecánica (1) y una segunda zona, dispuesta sustancialmente opuesta a dicha primera zona, adaptada para lubricar el casquillo de lubricación (10) en régimen hidrodinámico durante el resto del tiempo de funcionamiento de la prensa mecánica (1).

Description

Prensa mecánica adaptada a procesos de conformado, en particular procesos de conformado en caliente.
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 biela-manivela que acopla el cigüeñal al troquel superior transmitiendo el movimiento del cigüeñal al troquel superior, desplazándose dicho troquel superior 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, utilizándose cojinetes que operan en régimen hidrodinámico. En este tipo de máquinas es conocido el uso de cojinetes hidrodinámicos tal y como el que se divulga en US 7,024,913 B3.
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 comprende unos troqueles adaptados para conformar una pieza, un motor, un cigüeñal acoplado al motor a través de unos medios de transmisión, un mecanismo de biela-manivela adaptado para acoplar uno de los troqueles al cigüeñal.
La prensa mecánica comprende un casquillo de lubricación acoplado al mecanismo de biela-manivela en cuyo interior se dispone alojado el cigüeñal.
El casquillo de lubricación comprende en una superficie interior, una primera zona adaptada para lubricar el cigüeñal en régimen hidrostático, que soporta la carga en condiciones de arranque o parada de la prensa mecánica, y una segunda zona, dispuesta sustancialmente opuesta a dicha primera zona, adaptada para lubricar el cigüeñal en régimen hidrodinámico, durante el resto del tiempo de funcionamiento de la prensa mecánica.
Las dos zonas diferenciadas de lubricación en el casquillo de lubricación comprendido en dicha prensa mecánica, posibilitan la utilización de prensas mecánicas en procesos de conformado en caliente, durante los cuales la pieza a conformar se enfría dentro de los troqueles. De este modo, la prensa mecánica puede trabajar parando en el punto muerto durante un tiempo determinado, hasta que se enfríe la pieza y volver a arrancar, soportando dicho casquillo de lubricación la carga generada, y por otro lado, operar durante el resto del tiempo de funcionamiento de la prensa con una lubricación hidrodinámica, que posibilita una lubricación óptima a un coste más reducido que la lubricación hidrostática.
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 prensa mecánica según la invención que comprende un casquillo de lubricación según la invención.
La FIG. 2 muestra una vista en perspectiva parcialmente seccionada del acoplamiento de un cigüeñal a un mecanismo de biela-manivela comprendidos ambos en la prensa mecánica mostrada en la figura 1.
La FIG.3 muestra una sección longitudinal de casquillo de lubricación mostrado en la figura 1.
La FIG. 4 muestra una sección transversal del casquillo de lubricación mostrado en la figura 3 según una línea de corte IV-IV.
La FIG. 5 muestra una vista seccionada en perspectiva del casquillo de lubricación mostrado en la figura 1.
La FIG. 6 muestra otra vista seccionada en perspectiva del casquillo de lubricación mostrado en la figura 1.
EXPOSICIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
En la figura 1 se muestra una sección longitudinal de una prensa mecánica 1 que comprende una bancada 2 sobre la cual se soporta un troquel inferior 2b y una parte superior 3 que incluye un troquel superior 3b desplazable a lo largo de unas guías, no representadas, con respecto a la bancada 2, disponiéndose las guías sustancialmente ortogonales a la bancada y a la parte superior 3. La prensa mecánica 1 comprende un motor no representado en las figuras alojado en la parte superior 3, un cigüeñal 6, y unos medios de transmisión, no representados, que acoplan el cigüeñal 6 al motor. Además, la prensa mecánica 1 comprende un mecanismo de biela-manivela 8 que acopla el cigüeñal 6 al troquel superior 3b transmitiendo el movimiento del cigüeñal 6 al troquel superior 3b, desplazándose dicho troquel superior 3b a lo largo de las guías.
La prensa mecánica 1 durante su funcionamiento transforma el movimiento rotativo del cigüeñal 6 en un desplazamiento del troquel superior 3b, variando la fuerza generada por dicha prensa mecánica 1 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 1, en el cual ambos troqueles 2b,3b están en contacto.
La prensa mecánica 1 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 1 se mantiene en el punto muerto inferior durante un tiempo determinado. Consecuentemente, el cigüeñal 6 tiene que soportar tensiones elevadas cuando es accionado, para separar el troquel superior 3b del troquel inferior 2b, siendo la lubricación entre el cigüeñal 6 y el mecanismo de biela-manivela 8 crítica.
Para ello, la prensa mecánica 1 comprende un casquillo de lubricación 10 fijado al mecanismo de biela-manivela 8 y un depósito en donde se aloja el lubricante que será bombeado por medio de una bomba hidráulica hacia el casquillo de lubricación 10, ambos depósito y bomba hidráulica no estando representados en las figuras.
Por otra parte, el casquillo de lubricación 10, según la invención, mostrado en detalle en las figuras 2 a 6, incluye en un extremo, un reborde 10b exterior, de modo que una vez ensamblado solidariamente dicho casquillo de lubricación 10 en el mecanismo de biela-manivela 8, el reborde 10b se dispone exterior a dicho mecanismo de biela-manivela 8, haciendo tope contra dicho mecanismo de biela-manivela 8.
Por otra parte, el casquillo de lubricación 10 comprende en una superficie interior 10a, una primera zona 11 adaptada para lubricar principalmente en régimen hidrostático durante los arranques y paradas de la prensa mecánica 1 y una segunda zona 12, dispuesta sustancialmente diametralmente opuesta a dicha primera zona 11, adaptada para lubricar en régimen hidrodinámico durante el resto del tiempo, siendo ambas zonas 11,12 continuas. En una realización preferente, la primera zona 11 se corresponde con un sector de ángulo máximo de aproximadamente 90º.
La primera zona 11, mostrada en detalle en la figura 5, comprende la superficie que soporta la mayor carga e incluye unos canales principales 13, dispuestos sustancialmente centrados con respecto a la longitud del casquillo de lubricación 10, siendo la superficie de cada canal principal 13 máxima para soportar la carga en condiciones de poco
o ningún movimiento relativo entre el cigüeñal 6 y el mecanismo de biela-manivela 8, en particular para condiciones de arranque de la prensa mecánica 1 después de un tiempo en el que la pieza se haya enfriado en el interior del troquel 4. Cada canal principal 13 tiene una geometría sustancialmente rectangular siendo alimentado, independientemente, con el fluido lubricante a presión suministrado por la bomba hidráulica respectivamente a través de al menos boquilla 18a,18b, mostrada en las figuras 2 a 5, que atraviesa radialmente, al menos parcialmente, el casquillo de lubricación 10.
En una realización preferente, los canales principales 13 se disponen sustancialmente angularmente equidistantes entre sí a lo largo de parte de la superficie interior 10a del casquillo de lubricación 10 correspondiente a la primera zona 11, siendo preferentemente el ángulo A de separación entre dos canales principales 13 dispuestos adyacentes entre sí, mostrado en la figura 4, de, aproximadamente, 30º. Cada canal principal 13 permite llevar a cabo la lubricación hidrostática, generando una capacidad de carga tal, al introducir a presión el fluido lubricante a través de la boquilla 18a,18b respectiva, que le permite mantener separados el cigüeñal 6 del casquillo de lubricación 10 para soportar la carga, por ejemplo, durante el arranque de la prensa mecánica 1, después de que se haya enfriado la pieza a conformar.
Por otro lado, la primera zona 11 comprende además unos canales secundarios 14 alargados que se extienden longitudinales, sustancialmente a lo largo de la longitud del casquillo de lubricación 10, disponiéndose sustancialmente paralelos entre sí y comunicados con el canal principal 13 respectivo, conformando los canales secundarios 14 y el canal principal 13 una geometría sustancialmente en H. Así pues, preferentemente cada canal principal 13 tiene un canal secundario 14 dispuesto a cada lado, estando ambos canales secundarios 14 comunicados directamente con el canal principal 13 correspondiente. De este modo, cada canal secundario 14 está adaptado para cooperar con la lubricación del cigüeñal 6 durante el funcionamiento en régimen hidrodinámico, permitiendo mantener lubricada la primera zona 11 tanto en régimen hidrostático como en régimen hidrodinámico.
En la realización mostrada en las figuras, el casquillo de lubricación 10 comprende una primera boquilla 18a, que se extiende radialmente en el reborde 10b, desde el exterior comunicando con al menos uno de los canales secundarios 14, y una segunda boquilla 18b que se extiende radialmente, centrada con respecto al canal principal 13, comunicando con dicho canal principal 13. En otras realizaciones no representadas, el casquillo de lubricación
5 10 podría prescindir de la segunda boquilla 18b en la medida de que a través de la primera boquilla 18a se mantenga la presión del fluido lubricante independientemente del sentido de giro del cigüeñal 6.
Por otra parte, la segunda zona 12, mostrada en detalle en la figura 6, comprende unos primeros canales 16a alargados que se extienden longitudinalmente, sustancialmente a lo largo del casquillo de lubricación 10, siendo la superficie de cada primer canal 16a respectivamente similar a la superficie de cada canal secundario 14
10 comprendido en la primera zona 11. Los primeros canales a comprendidos en la segunda zona 12 se disponen conectados entre sí por medio de un segundo canal 16b que se extiende perimetral a lo largo de parte de la superficie interior 10a del casquillo de lubricación 10, estando adaptados para cooperar con la lubricación del cigüeñal 6 durante el funcionamiento en régimen hidrodinámico, conjuntamente con los canales secundarios 14 comprendidos en la primera zona 11, permitiendo mantener lubricado el interior del casquillo de lubricación 10.
15 En la realización mostrada en las figuras, el casquillo de lubricación 10 comprende en al menos un primer canal 16a una primera boquilla, no representada en las figuras, que se extiende radialmente en el reborde 10b, desde el exterior comunicando con dicho primer canal 16a correspondiente, y una segunda boquilla 17 que se extiende radialmente centrada con respecto al segundo canal 16b, comunicando con el primer canal 16a y con el segundo canal 16b. En otras realizaciones no representadas, el casquillo de lubricación 10 podría prescindir de la segunda
20 boquilla 17 en la medida de que a través de la primera boquilla se mantenga la presión del fluido lubricante independientemente del sentido de giro del cigüeñal 6.
Por último, este tipo de casquillos de lubricación pueden ser utilizados en cualquier articulación del mecanismo de biela-manivela que alojan en su interior un eje, principalmente el cigüeñal.

Claims (12)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Prensa mecánica adaptada para procesos de conformado, particularmente de conformado en caliente, que comprende unos troqueles (2b,3b) adaptados para conformar una pieza, un motor, un cigüeñal (6) acoplado al motor a través de unos medios de transmisión (5), un mecanismo de biela-manivela (8) adaptado para acoplar uno de los troqueles (2b,3b) al cigüeñal (6), y al menos un casquillo de lubricación (10) fijado al mecanismo de biela-manivela
    (8) caracterizado porque el casquillo de lubricación (10) comprende en una superficie interior (10a), una primera zona (11), adaptada para lubricar el cigüeñal (6) en régimen hidrostático, que soporta la carga en condiciones de arranque o parada de la prensa mecánica (1) y una segunda zona (12), dispuesta sustancialmente opuesta a dicha primera zona (11), adaptada para lubricar el casquillo de lubricación (10) en régimen hidrodinámico durante el resto del tiempo de funcionamiento de la prensa mecánica (1).
  2. 2.
    Prensa mecánica según la reivindicación anterior, en donde el casquillo de lubricación (10) comprende en la primera zona (11), al menos un canal principal (13) que tiene una superficie máxima para soportar la carga en condiciones de arranque o parada, dispuesto sustancialmente centrado en la superficie interior (10a) del casquillo de lubricación (10), y unos canales secundarios (14), comunicados con dicho canal principal (13), dispuestos adyacentes a dicho canal principal (13) y adaptados para lubricar la primera zona (11) en régimen hidrodinámico.
  3. 3.
    Prensa mecánica según la reivindicación anterior, en donde el canal principal (13) tiene una sección sustancialmente rectangular y los canales secundarios (14) se extienden sustancialmente a lo largo de la longitud del casquillo de lubricación (10), conformando una geometría sustancialmente en H.
  4. 4.
    Prensa mecánica según cualquiera de las reivindicaciones 2 ó 3, en donde el casquillo de lubricación (10) comprende en la primera zona (11), una pluralidad de canales principales (13) alimentados, independientemente, con el fluido lubricante a presión a través de al menos una boquilla (18a,18b) respectiva que atraviesa el casquillo de lubricación (10).
  5. 5.
    Prensa mecánica según la reivindicación anterior, en donde el casquillo de lubricación (10) comprende en la primera zona (11), una primera boquilla (18a) que se extiende radialmente desde un reborde (10b) de dicho casquillo de lubricación (10), comunicando dicha boquilla (18a) con al menos uno de los canales secundarios (14).
  6. 6.
    Prensa mecánica según la reivindicación anterior, en donde el casquillo de lubricación (10) comprende una segunda boquilla (18b) que se extiende radialmente, centrada con respecto al canal principal (13) y comunicada con dicho canal principal (13).
  7. 7.
    Prensa mecánica según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, en donde los canales principales (13) se disponen, sustancialmente, angularmente equiespaciados entre sí a lo largo de la primera zona (11).
  8. 8.
    Prensa mecánica según la reivindicación anterior, en donde el ángulo de separación (A) entre dos canales principales (13) dispuestos adyacentes, es de, aproximadamente, 30º.
  9. 9.
    Prensa mecánica según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 9, en donde primera zona (11) se corresponde con un sector de ángulo máximo de 90º.
  10. 10.
    Prensa mecánica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el casquillo de lubricación (10) comprende en la segunda zona (12), unos primeros canales (16a) que se extienden longitudinalmente, disponiéndose dichos primeros canales (16a) comunicados entre sí por medio de un segundo canal (16b) que se extiende perimetral entre los primeros canales (16a) dispuestos adyacentes entre sí, en la superficie interior (10a) del casquillo de lubricación (10).
  11. 11.
    Prensa mecánica según la reivindicación anterior, en donde el casquillo de lubricación (10) comprende en la segunda zona (12), una primera boquilla que se extiende radialmente desde un reborde (10b) de dicho casquillo de lubricación (10), comunicando dicha primera boquilla con al menos uno de los primeros canales (16a).
  12. 12.
    Prensa mecánica según la reivindicación anterior, en donde el casquillo de lubricación (10) comprende una segunda boquilla (17) que se extiende radialmente y que comunica con el primer canal (16a) y el segundo canal (16b).
    FIG. 1 FIG. 2 FIG. 3
    FIG. 4 FIG. 5
    FIG. 6
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