ITMI20071153A1 - Pressa di tipo migliorato per l'estrusione di profili di metalli non ferrosi. - Google Patents

Description

Descrizione del Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo:

“PRESSA DI TIPO MIGLIORATO PER L’ESTRUSIONE DI PROFILI DI METALLI NON FERROSI”

DESCRIZIONE

La presente invenzione concerne una pressa di tipo migliorato per l’estrusione di profili di metalli non ferrosi.

Il campo dell’invenzione è quello delle presse impiegate per estrudere profili (per esempio profili per porte, per il settore automobilistico, ecc...) di metalli non ferrosi (alluminio, bronzo, rame, ottone e simili).

Queste presse prevedono tradizionalmente delle pompe a cilindrata variabile, accoppiate a delle servo-valvole e a motori ad alimentazione elettrica in genere. In questo tipo di realizzazioni, il fluido di spinta dei cilindri della pressa (solitamente olio) è messo in circolo dalla pompa, a sua volta azionata a numero di giri costante del motore elettrico.

La portata della pompa è fatta variare, in funzione delle esigenze di movimento dei cilindri della pressa (in particolare nelle fasi di inserimento del materiale da estrudere), mantenendo costante il numero di giri del motore, e variando l'inclinazione del piattello della pompa, ad opera di una opportuna servo-valvola.

La struttura ora descritta ha l’inconveniente di richiedere l'impiego di una servo-valvola la quale, oltre a rappresentare un componente aggiuntivo, soggetto a rotture e che richiede una attenta manutenzione, necessita anche di un suo specifico sistema di azionamento.

A questo svantaggio si aggiunge inoltre la necessità di mantenere il motore al suo funzionamento di regime, anche nei momenti di riposo o di fermo della pompa, con conseguenti riflessi negativi sui costi complessivi di gestione deirimpianto.

Costituisce lo scopo principale della presente invenzione quello di fornire una nuova pressa per estrudere profili di metalli non ferrosi la quale, a differenza di quelle tradizionali, sia più semplice e richieda un minor numero di componenti.

E’ un ulteriore scopo dell'invenzione quello di fornire una pressa del tipo anzidetto che, diversamente da quelle note, permetta di ottenere dei considerevoli risparmi energetici, in particolare con riguardo aH’azionamento del motore di controllo della pompa.

Questi ed altri scopi sono raggiunti con la pressa della rivendicazione 1.

Dei preferiti modi di realizzare l’invenzione risultano dalle restanti rivendicazioni.

In rapporto alle note presse per l’estrusione di profili di metalli non non ferrosi, quella secondo l’invenzione offre il vantaggio di superare la tradizionale necessità di prevedere delle servo-valvole, con relativa pompa di pilotaggio delle stesse, di controllo della portata della pompa di azionamento dei cilindri.

Un ulteriore vantaggio della pressa dell'Invenzione è quello di limitare l’intervento del motore che aziona la pompa di movimentazione del cilindro, solo ai momenti di effettiva necessità, lasciando quindi il motore fermo o a basso regime nelle fasi transitorie o di arresto del movimento del cilindro della pressa, discriminando inoltre sul numero di motori da utilizzare, in base alla richiesta del momento.

Questi ed altri scopi, vantaggi e caratteristiche risultano dalla descrizione che segue di un preferito modo di illustrare la presente invenzione illustrata, a titolo di esempio non limitativo, nelle figure delle allegate tavole di disegni. In esse:

la figura 1 illustra uno schema di funzionamento di una pressa di tipo tradizionale per l’estrusione di profili di materiali non ferrosi;

la figura 2 illustra lo schema di massima di una pressa dell’invenzione;

la figura 3 illustra lo schema ed il principio di funzionamento del motore a bassa inerzia utilizzato nella pressa di figura 2.

La pressa 1 di figura 1, di tipo tradizionale, comprende un punzone 2 per l’estrusione di un profilo di un metallo non ferroso, come per esempio l’alluminio (non illustrato).

Il punzone 2 è a sua volta azionato dai cilindri oleodinamici 3 e 4, nei quali il fluido di azionamento è spinto, all’interno del rispettivo circuito 5, per il tramite di una pompa a portata variabile 6.

In particolare quest’ultima comprende un piattello 7, la cui inclinazione è governata dalla servo-valvola 8, a sua volta azionata dalla pompa di pilotaggio 9 controllata da uno specifico motore 10. La rotazione del piattello 7 della pompa 6 è mantenuta a numero di giri costante dal motore 11, collegato alla rete elettrica 13 per il tramite di un teleruttore 12.

In questa forma di realizzazione nota il motore 11 è un tradizionale motore asincrono, il quale comanda la rotazione del piattello 7 della pompa 6 a numero di giri costante, quindi indipendentemente dallo stato di esercizio dei cilindri 3 e 4 della pressa 1.

Questo allo scopo di superare gli inconvenienti legati alla lenta risposta del medesimo motore 11 all’azionamento della pompa 6, la cui portata è controllata dall’inclinazione del suo piattello 7.

La pressa dell’invenzione, riferimento 14 in figura 2, comprende un punzone 2 nel quale i cilindri oleodinamici 3 e 4 sono azionati da un fluido spinto, all’interno del rispettivo circuito oleodinamico 5, da una pompa a pistoni 15.

Quest’ultima è a sua volta controllata da un motore 16 con basso momento di inerzia, in particolare un motore asincrono trifase per convertitori, dotato di ventilazione forzata e carcassa quadrata.

Come meglio risulta dallo schema di figura 3, il citato motore 16 è un motore asincrono trifase a quattro poli, comprendente una carcassa quadrata 18, un elettro-ventilatore radiale indipendente 19, un albero 26 a doppia uscita per il fissaggio di un encoder che garantisce una elevata precisione di funzionamento, dei connettori 20 per il freno motore 25 e per l’encoder, degli isolanti 21 rafforzati con resinatura sotto vuoto, un rotore a bassa inerzia 22, delle sonde termiche 23 a resistenza variabile non lineare disposte negli avvolgimenti ed una lamiera magnetica a basse perdite 24, adatta per ottenere un elevato rendimento elettromagneti-co.

Il motore 16 è progettato per essere attaccato per mezzo di convertitori di frequenza (V/f o vettoriali) ed è adatto per funzionare in modo simile ai motori a corrente continua ed ai servomotori brushless, superando ampiamente le prestazioni tecniche dei convenzionali motori asincroni. Il numero di giri de! motore 16 è a sua volta controllato da un inverter 17, quest'ultimo allacciato alla rete 13.

Secondo l'invenzione, la portata del fluido ai cilindri 3 e 4 è controllata non più dalla pompa 15, che in questo caso è infatti a mandata costante, ma del numero di giri del motore 16 che aziona la stessa pompa 15.

Infatti il motore 16, del tipo asincrono trifase per convertitori, grazie alia sua bassa inerzia, permette di dare una risposta rapida alla richiesta di variazione della velocità di spostamento del punzone 2, per esempio nelle fasi di alimentazione de! materiale metallico da estrudere, distinguendo questa fase da quella, a velocità costante, di estrusione del profilo.

A titolo di chiarimento dei vantaggi dell'invenzione in rapporto alla tecnica nota sopra descritta si produce la tabella che segue, nella quale sono riportati i consumi dei motori 11 di tipo tradizionale e 16 a bassa inerzia, al variare della portata e delia pressione offerte dalle pompe rispettivamente 6 e 15 in funzione della mandata del fluido richiesta dai cilindri oleodinamici 3 e 4 della pressa.

Nell’esempio considerato, le pompe 11 e 16 degli impianti rispettivamente 1 e 2 lavorano per 690 cicli/giorno, per un tempo di 15 sec nella

fase di carico del materiale da estrudere, 105 sec nella fase di estrusione

e con 1 h di fermo macchina. Il motore 10 della pompa 9 della servo-

valvola 8 deirimpianto di figura 1 è invece in esercizio 24 h/giorno.

I motori 11 e rispettivamente 16 sono in numero di tre, con una

potenza di 135 kW ciascuno, per il controllo da parte di ognuno di una ri-

spettiva pompa 6 e 15.

Il motore 10 ha invece una potenza di 15 kW circa.

CARICO ESTRUSIONE FERMO SERVO- TOTALE

MATERIALE MACCHINA VALVOLA 8 CONSUMO/

GIORNO

(kWh) Tecnica nota

Consumo (kW) I X 70 1 X 130 I X 25

motori 11 II X 70 11 X 130 Il X 25

MI X 70 MI X 25 MI X 25

Consumo

totale (kW) motori 210 285 75

11

Consumo/giorno

(kWh) 603 5.700 75 360 6.738

Invenzione

Consumo (kW) I X 70 1 X 130 1 /

motori 16 li X 70 11 X 130 11 /

MI X 70 III / III /

Consumo

totale (kW) 210 260 /

motori 16

Consumo/giorno 603 5.200 / 1 5.803 (kWh)

Come si può osservare dalla tabella precedente, il risparmio ener-

getico conseguito con l'impianto di figura 2 (per riduzione del numero dei

motori in esercizio) è pari a circa il 14% al giorno.

Questo risparmio energetico è ovviamente moltiplicato, nel caso di

utilizzo di un maggior numero di motori 16 e di corrispondenti pompe 15.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Pressa per l’estrusione di profili di metalli non ferrosi, del tipo comprendente un punzone (2) azionato da cilindri oleodinamici (3,4) alimentati da almeno una pompa controllata da almeno un motore (16), caratterizzata dal fatto che il detto motore (16) è un motore a basso momento di inerzia.
2. 2. Pressa secondo la rivendicazione 1 , caratterizzata dal fatto che il detto motore (16) è un motore asincrono trifase per convertitori.
3. 3. Pressa secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che il detto motore (16) è un motore asincrono trifase a quattro poli, provvisto di una carcassa quadrata (18) e di un elettro-ventilatore radiale indipendente (19).
4. 4. Pressa secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che il detto motore (16) comprende inoltre un albero (26) a doppia uscita per il fissaggio di un encoder, degli isolanti (21) rafforzati con resinatura sotto vuoto, un rotore a bassa inerzia (22), delle sonde termiche (23) a resistenza variabile non lineare disposte negli avvolgimenti ed una lamiera magnetica a basse perdite (24).
5. 5. Pressa secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 4, caratterizzata dal fatto di prevedere inoltre un inverter (17) di regolazione del numero di giri del detto motore (16).
6. 6. Pressa secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che la detta almeno una pompa (15) è una pompa a mandata costante, controllata dal citato motore (16) e non assistita da dispositivo a servovalvola.