ES2335716T3 - Prensa mejorada para extruir miembros metalicos no ferrosos de seccion conformada. - Google Patents
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Abstract
Prensa de extrusión para extruir miembros metálicos no ferrosos de sección conformada, del tipo que comprende un punzón (2) de extrusión, accionado por cilindros (3, 4) de accionamiento hidráulico accionados a su vez por al menos una bomba (15) controlada por un motor (16), caracterizada porque dicho motor (16) es un motor eléctrico de bajo momento de inercia.
Description
Prensa mejorada para extruir miembros metálicos
no ferrosos de sección conformada.
La presente invención se refiere a una prensa
mejorada para extruir miembros metálicos no ferrosos de sección
conformada.
Una prensa de extrusión según el preámbulo de la
reivindicación 1 se conoce, por ejemplo, a partir del documento
JP-A-013 09 718.
Más específicamente, el campo de la invención es
el de los aparatos de prensado usados para extruir miembros de
sección conformada o elementos perfilados (tales como elementos
perfilados para puertas, elementos perfilados para vehículos de
motor y otros), partiendo de metales no ferrosos (tales como
aluminio, bronce, cobre, latón y similares).
Las prensas antes mencionadas usan
convencionalmente bombas de desplazamiento variable, acopladas a
servoválvulas y motores eléctricos.
En tales construcciones, el fluido
(habitualmente aceite) de los cilindros de la prensa se hace
circular por medio de la bomba, accionada a su vez a R.P.M.'s
constantes por el motor eléctrico.
El desplazamiento o caudal de la bomba se cambia
dependiendo de los requisitos del movimiento de los cilindros de la
prensa (en particular durante el llenado del material a extruir),
mientras las R.P.M.'s del motor se mantienen constantes, y
cambiando la inclinación de la placa de la bomba, por medio de una
servoválvula diseñada específi-
camente.
camente.
La construcción dada a conocer anteriormente
presenta el inconveniente de que requiere el uso de una
servoválvula, que, además de ser un componente aparte, susceptible
de experimentar fallos y que requiere operaciones de mantenimiento
frecuentes, requiere además un sistema de accionamiento
dedicado.
Otro inconveniente de la construcción antes
mencionada es el requisito de mantener el motor eléctrico en un
rango de funcionamiento nominal, incluso en periodos en los que la
bomba está en una condición de reposo, lo cual influye
negativamente en el coste de gestión global del sistema.
Por consiguiente, el objetivo principal de la
presente invención es proporcionar una prensa de extrusión novedosa
para extruir miembros metálicos no ferrosos de sección conformada,
que sea mucho más sencilla que las prensas de extrusión
convencionales y que, por otra parte, comprenda un número pequeño de
componentes de prensa.
Otro objetivo de la presente invención es
proporcionar una prensa de extrusión tal que, a diferencia de las
prensas de extrusión similares anteriores, permita lograr un ahorro
de energía muy elevado, en particular en el accionamiento del motor
de control de la bomba.
Los objetivos anteriores, así como todavía otros
objetivos, se logran por medio de la prensa de extrusión según la
reivindicación 1.
En las reivindicaciones dependientes se definen
realizaciones preferidas de la invención.
Con respecto a prensas de extrusión anteriores
de miembros metálicos no ferrosos de sección conformada, la prensa
de extrusión de la invención proporciona la ventaja de eliminar el
requisito de incluir en ella una pluralidad de servoválvulas, y la
bomba de accionamiento correspondiente, así como el de controlar de
forma precisa el cilindro que impulsa el caudal de la bomba.
Todavía otra ventaja de la prensa de extrusión
de la invención es que el motor de funcionamiento del cilindro que
acciona la bomba se acciona únicamente según se requiera de forma
eficaz, mientras que dicho motor se deja en una condición de
reposo, o a R.P.M.'s bajas, cuando el cilindro de la prensa está en
una condición de reposo, al mismo tiempo que se discrimina el
número de motores de accionamiento a usar, dependiendo de los
requisitos de funcionamiento contingentes.
Los objetivos anteriores, así como todavía otros
objetivos, ventajas y características de la presente invención,
resultarán más evidentes a continuación en el presente documento a
partir de la siguiente descripción detallada de una realización
preferida de la invención, que se ilustra, por medio de un ejemplo
no limitativo, en los dibujos adjuntos, en los que:
la Figura 1 es un diagrama de funcionamiento de
una prensa de extrusión convencional para extruir miembros de
material no ferroso de sección conformada;
la Figura 2 muestra un diagrama esquemático de
una prensa de extrusión de la invención; y
la Figura 3 muestra un diagrama y el principio
de funcionamiento de un motor de baja inercia usado en la prensa de
extrusión mostrada en la Figura 2.
La prensa 1 de extrusión de la figura 1, que es
un tipo de prensa de extrusión convencional, comprende un punzón 2
de prensado para extruir un miembro metálico no ferroso de sección
conformada, realizado, por ejemplo, con un material de aluminio (no
mostrado).
A su vez, el punzón 2 de prensado o extrusión es
accionado por cilindros oleodinámicos o de accionamiento hidráulico
3 y 4, a través de los cuales se transporta el fluido de
funcionamiento o accionamiento, en el interior de un circuito 5 de
accionamiento respectivo, por medio de una bomba 6 de desplazamiento
variable.
En particular, dicha bomba 6 de desplazamiento
variable comprende una placa 7 de bomba, cuya inclinación es
controlada por una servoválvula 8 respectiva, controlada a su vez
por una bomba 9 de accionamiento, controlada por un motor dedicado
10. El movimiento giratorio de la placa 7 de la bomba 6 se controla
a R.P.M.'s constantes, mediante un motor 11 de accionamiento,
acoplado a la red eléctrica 13, a través de un conjunto 12 de
conmutación.
En esta realización anterior, el motor eléctrico
11 es un motor asíncrono convencional, que acciona giratoriamente
la placa 7 de la bomba 6 a un número constante de revoluciones, y
por consiguiente de forma independiente con respecto al estado de
funcionamiento de los cilindros 3 y 4 de la prensa 1 de
extrusión.
Esto se proporciona para superar los
inconvenientes relacionados con una respuesta lenta del motor
eléctrico 11 al funcionamiento de la bomba 6, cuyo caudal o
desplazamiento es controlado por la inclinación de su placa 7.
La prensa de extrusión según la invención,
indicada mediante el número de referencia 14 en la figura 2,
comprende un punzón 2 de prensado o extrusión, en el que los
cilindros hidráulicos 3 y 4 son accionados por un fluido
transportado, en el interior del circuito hidráulico 5 respectivo,
por una bomba 15 de pistón.
A su vez, dicha bomba 15 de pistón es controlada
por un motor eléctrico 16 de baja inercia, en particular, un motor
asíncrono trifásico para convertidores, que tiene un sistema de
ventilación forzada y una carcasa de motor cuadra-
da.
da.
Tal como se muestra claramente en el diagrama de
la figura 3, dicho motor eléctrico 16 es un motor asíncrono
trifásico de cuatro polos, que comprende una carcasa cuadrada 18, un
electroventilador radial independiente 19, un eje 26 de salida
doble para acoplar un codificador que garantice una precisión de
funcionamiento elevada, conectores 20 para el freno 25 del motor y
para el codificador, elementos aislantes 21, reforzados por resinas
al vacío, un rotor 22 de baja inercia, sondas térmicas 23, que
tienen una resistencia variable no lineal, dispuestas en los
devanados del motor, y un elemento laminar magnético 24 de bajas
pérdidas, diseñado para proporcionar un elevado rendimiento
electromagnético.
El motor eléctrico 16, en particular, está
diseñado para que en el mismo se acoplen convertidores de
frecuencia (de un tipo o bien V/f ó bien vectorial) y está adaptado
para funcionar como un motor D.C. y servomotores sin escobillas,
con el fin de proporcionar un rendimiento notablemente mejorado con
respecto a un tipo de motor eléctrico asíncrono convencional. A su
vez, el número de revoluciones del motor 16 está controlado por un
inversor 17 acoplado a la red 13.
Según la presente invención, el caudal del
fluido de funcionamiento para los cilindros 3 y 4 está controlado
aquí, no por la bomba 15, que, en este caso, tiene un caudal de
entrega constante, sino por el número de revoluciones del motor 16
que acciona la dicha bomba 15.
De hecho, dicho motor 16, que, como se ha
mencionado, es un motor asíncrono trifásico de un tipo adecuado
para convertidores, tiene una inercia muy reducida, permitiendo de
este modo proporcionar una respuesta rápida para cambiar
rápidamente, si fuera necesario, la velocidad de desplazamiento del
punzón 2 de extrusión, por ejemplo, en la alimentación del material
metálico a extruir, con el fin de diferenciar correctamente esta
etapa de alimentación con respecto a la etapa de extrusión del
miembro de sección conformada, realizada con una velocidad de
extrusión constante.
Para clarificar adicionalmente las ventajas de
la invención con respecto a la técnica anterior previamente dada a
conocer, se adjunta en el presente documento una Tabla que muestra
el consumo de potencia de un motor convencional 11 y de un motor 16
de baja inercia, a medida que el caudal y la presión de las bombas 6
y 15 cambian dependiendo de la entrega de fluido requerida por los
cilindros oleodinámicos 3 y 4 de la prensa.
En el ejemplo considerado en el presente
documento, las bombas 6 y 15 de los sistemas 1 y 2 de extrusión
funcionan respectivamente a 690 ciclos operativos/día, en un periodo
de tiempo de 15 segundos durante la etapa de carga del material de
extrusión, 105 segundos en la propia etapa de extrusión, y con 1 h
de tiempo de reposo de la máquina. Por el contrario, el motor 10 de
la bomba 9 de la servoválvula 8 del sistema de la figura 1 funciona
durante 24 h/día.
Los motores 11 y respectivamente 16 se
proporcionan en el presente documento en un número de tres, cada
uno con una potencia de 135 kW, para controlar cada uno de ellos
respectivamente una bomba respectiva 6 y 15.
El motor 10 tiene una potencia de
aproximadamente 25 kW.
\vskip1.000000\baselineskip
Tal como se muestra en la Tabla anterior, el
ahorro de potencia logrado por el sistema de la figura 2 (debido a
la reducción del número de los motores de funcionamiento) se
corresponde con aproximadamente el 14%/día.
Este ahorro de potencia se ve multiplicado
evidentemente cuando se usa un número mayor de motores 16 y bombas
correspondientes 15.
Claims (6)
1. Prensa de extrusión para extruir miembros
metálicos no ferrosos de sección conformada, del tipo que comprende
un punzón (2) de extrusión, accionado por cilindros (3, 4) de
accionamiento hidráulico accionados a su vez por al menos una bomba
(15) controlada por un motor (16), caracterizada porque dicho
motor (16) es un motor eléctrico de bajo momento de inercia.
2. Prensa de extrusión según la reivindicación
1, caracterizada porque dicho motor (16) es un motor
asíncrono trifásico para convertidores.
3. Prensa de extrusión según la reivindicación
2, caracterizada porque dicho motor (16) es un motor
asíncrono trifásico de cuatro polos, que incluye una carcasa
cuadrada (18) y un electroventilador radial independiente (19).
4. Prensa de extrusión según la reivindicación
3, caracterizada porque dicho motor (16) comprende un eje
(26) de motor de salida doble para acoplar un codificador,
elementos aislantes (21) reforzados con resinas al vacío, un rotor
(22) de baja inercia, sondas térmicas (23) de resistencia variable
no lineal dispuestas en los devanados del motor y un elemento
laminar metálico magnético (24) de bajas pérdidas.
5. Prensa de extrusión según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores 1 a 4, caracterizada porque dicha
prensa de extrusión comprende además un inversor (17) para ajustar
el número de revoluciones de dicho motor (16).
6. Prensa de extrusión según la reivindicación
5, caracterizada porque dicha por lo menos una bomba es una
bomba (15) de caudal constante controlada por dicho motor (16) sin
ayuda de un dispositivo de servoválvula.
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