ITTO940856A1

ITTO940856A1 - Pressa meccanica.

Info

Publication number: ITTO940856A1
Application number: IT94TO000856A
Authority: IT
Inventors: Heizaburo Kato
Original assignee: Sankyo Seisakusho Kk
Priority date: 1993-10-26
Filing date: 1994-10-25
Publication date: 1996-04-25
Also published as: DE4437957A1; KR950011105A; ITTO940856A0; IT1268645B1; DE4437957C2; JPH07116898A; KR0160534B1; US5544577A

Abstract

In una pressa meccanica, una camma a piastra di compensazione di coppia è montata su un'estremità di un albero a gomito, ed un seguicamma montato su un'estremità distale di un'asta di stantuffo di un dispositivo generatore di forza elastica è mantenuto in contatto di pressione con la camma a piastra di compensazione di coppia in modo da annullare una fluttuazione di carico prodotta sull'albero a gomito. Il dispositivo generatore di forza elastica utilizza una molla elicoidale in compressione o una molla ad aria. L'albero a gomito può essere del tipo doppio, nel qual caso una slitta è supportata da due bielle. Con questa costruzione, una fluttuazione periodica del carico inerziale, prodotta in modo ripetitivo ad ogni rivoluzione durante il funzionamento della pressa meccanica, è compensata dal sistema per risparmiare energia, e di conseguenza è annullata, equilibrando così l'energia, in modo da eliminare variazioni nella rotazione dell'albero a gomito, riducendo così vibrazioni e rumori.

Description

DESCRIZIONE dell'Invenzione industriale dal titolo: "Pressa meccanica"

SFONDO DELL'INVENZIONE

La presente invenzione si riferisce ad una pressa meccanica del tipo in cui una slitta è fatta muovere linearmente con moto alternativo rispetto ad un’incastellatura attraverso un albero a gomito.

In una pressa meccanica che impiega un albero a gomito, una biella è collegata in corrispondenza della sua prima estremità ad una porzione eccentrica dell'albero a gomito in rotazione continua, ed una slitta è collegata all'altra estremità della biella, convertendo cosi un moto di rotazione dell’albero a gomito in un moto lineare alternativo della slitta. Quando si impartisce il moto alternativo alla slitta, un carico di inerzia della slitta, un carico squilibrato, un carico di pressione e cosi via generano coppie di carico fluttuanti sull’albero a gomito attraverso la biella. Quando queste coppie di carico fluttuanti aumentano, l'albero a gomito potrebbe non ruotare più soltanto sotto l’azione di una coppia motrice di un motore. Per evitare ciò, un volano è stato finora applicato ad un'estremità dell’albero a gomito. Una coppia di carico bruscamente fluttuante dell'albero a gomito è assorbita da una forza di inerzia del volano, per cui il massimo valore della coppia di ingresso si riduce. Ciò permette che la pressa sia azionata da una coppia di uscita di un motore relativamente piccolo.

Recentemente, a causa della crescente richiesta di una struttura di piccole dimensioni ed alta densità di componenti elettronici ed anche per un ambiente pulito, si è desiderato realizzare una pressa meccanica di alte prestazioni meno rumorosa e altamente precisa. Rivedendo le presse da questo punto di vista, si noterà che le presse meccaniche attualmente disponibili sono realizzate in modo da assorbire tutti i carichi fluttuanti per mezzo di un volano. E’ molto razionale e desiderabile dal punto di vista di un meccanismo assorbire una fluttuazione di carico eccessivamente grande, prodotta istantaneamente come in un'operazione di stampaggio alla pressa, mediante la forza inerziale di un grande volano; tuttavia, benché una fluttuazione di carico costante, prodotta quando si impartisce un moto alternativo alla slitta, possa essere ignorata durante un funzionamento a bassa velocità, la sua energia supera l'energia dell'operazione di stampaggio alla pressa durante un funzionamento ad alta velocità, in modo che la velocità di rotazione dell’albero a gomito fissato al volano aumenti e diminuisca, e di conseguenza vari periodicamente ad ogni rivoluzione. E' noto che tali variazioni di rotazione del sistema di comando in ingresso provocano vibrazioni della pressa e rumori, e compromettono anche la durata di un innesto e di un freno .

SOMMARIO DELL’INVENZIONE

Alla luce dei problemi precedenti della tecnica anteriore, costituisce uno scopo della presente invenzione realizzare una pressa meccanica in cui una fluttuazione periodica di carico inerziale, prodotta in modo ripetitivo ad ogni rivoluzione durante il funzionamento di una pressa meccanica, sia compensata da un altro sistema per accumulare energia, e di conseguenza sia annullata, equilibrando così l’energia in modo da poter eliminare variazioni di rotazione di un albero a gomito, riducendo così vibrazioni e rumori.

In accordo con la presente invenzione, si realizza una pressa meccanica comprendente un albero a gomito avente un volano montato su una sua estremità; un motore collegato operativamente all'albero a gomito per trasmettere una forza di rotazione del motore all'albero a gomito; una slitta; una biella collegata tra l'albero a gomito e la slitta per convertire un moto di rotazione dell'albero a gomito in un moto lineare alternativo della slitta; una camma a piastra di compensazione di coppia montata sull'altra estremità dell'albero a gomito per annullare una coppia fluttuante di carico prodotta sull'albero a gomito; un dispositivo generatore di forza elastica comprendente un'asta di stantuffo; ed un seguicamma montato su una estremità distale dell’asta di stantuffo e premuto contro la camma a piastra di compensazione di coppia .

Il dispositivo generatore di forza elastica impiega una molla elicoidale in compressione montata entro un cilindro che riceve in modo scorrevole l’asta di stantuffo, o un gas contenuto a tenuta nel cilindro. L'albero a gomito può essere del tipo doppio, nel qual caso la slitta è supportata da due bielle.

Con la costruzione precedente della presente invenzione, una coppia fluttuante di carico prodotta sull'albero a gomito è annullata dalla camma a piastra di compensazione di coppia, e perciò variazioni o irregolarità nella rotazione dell'albero a gomito sono eliminate, in modo da ridurre vibrazioni e rumor1.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La figura 1 rappresenta una vista in sezione trasversale schematica di una forma di attuazione preferita di una pressa meccanica secondo la presente invenzione osservata da un suo lato anteriore;

la figura 2 rappresenta una vista in sezione trasversale schematica della pressa osservata da un suo lato sinistro;

la figura 3 rappresenta una vista in sezione trasversale schematica della pressa osservata da un suo lato destro;

la figura 4 rappresenta un grafico che mostra la relazione di un corsa della slitta con un'accelerazione ed una velocità nella pressa illustrata nella figura 1;

la figura 5 rappresenta una vista in sezione trasversale schematica di un’altra forma di attuazione preferita di una pressa meccanica secondo l'invenzione osservata da un suo lato anteriore;

la figura 6 rappresenta una vista in sezione trasversale schematica della pressa meccanica illu-strata nella figura 5 osservata da un suo lato destro ;

la figura 7 rappresenta una vista in sezione trasversale schematica di un'ulteriore forma di attuazione preferita di una pressa meccanica secondo l’invenzione osservata da un suo lato anteriore; e la figura 8 rappresenta una vista in sezione trasversale schematica di un'ulteriore forma di attuazione preferita di una pressa meccanica secondo l'invenzione osservata da un suo lato anteriore.

DESCRIZIONE DELLE FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE

La figura 1 rappresenta una vista in sezione trasversale schematica di una forma di attuazione preferita di una pressa meccanica secondo la presente invenzione osservata da un suo lato anteriore, la figura 2 rappresenta una vista in sezione trasversale schematica della pressa osservata da un suo lato sinistro, e la figura 3 rappresenta una vista in sezione trasversale schematica della pressa osservata da un suo lato destro. Un'incastellatura 1 è di forma scatolare, e comprende una porzione superiore di supporto 2, una porzione intermedia di supporto 3, ed una porzione inferiore di supporto 4. Una slitta 6 è montata sulla porzione intermedia di supporto 3 dell ’Incastellatura 1 attraverso un cuscinetto 5 per un movimento di scorrimento in una direzione verticale. Uno stampo superiore 7 è montato su un'estremità inferiore della slitta 6, ed uno stampo inferiore 8 è montato 3ulla porzione di supporto inferiore 4 dell'incastellatura 1 attraverso un piano di appoggio 9.

Una estremità inferiore di una biella 10 è collegata in modo girevole ad una porzione superiore della slitta 6 attraverso uno spinotto 11. Un'estremità superiore della biella 10 è collegata in modo girevole ad un bottone di manovella 15 montato eccentricamente su una porzione centrale di un albero a gomito 14 montato in modo girevole sull’incastellatura 1 attraverso cuscinetti 12 e 13. Un volano 16 è montato rigidamente 3U un'estremità dell'albero a gomito 14, e questo volano 16 è condotto in rotazione attraverso una cinghia 19 mediante una puleggia 18 montata rigidamente su un albero rotante di un motore 17 montato sulla porzione di supporto superiore 2 del l'incastel latura 1. Una camma a piastra 20 di compensazione di coppia avente una forma generalmente a bozzolo è montata rigidamente sull'altra estremità dell'albero a gomito 14, ed un seguicamma 23 è montato in modo girevole su un'estremità distale di un’asta di stantuffo 22 e di un dispositivo generatore di forza elastica 21 montato rigidamente su una piastra di sostegno dell'incastellatura 1. Il seguicamma 23 è mantenuto in contatto di pressione con la camma a piastra 20 di compensazione di coppia, il dispositivo generatore di forza elastica 21 comprende una molla elicoidale in compressione 25 montata entro un cilindro 24 che riceve in modo scorrevole l'asta di stantuffo 22 nel suo interno, ed il seguicamma 23 è spinto dalla molla elicoidale in compressione 25 in contatto con un bordo periferico della camma a piastra 20 di compensazione di coppia. Nei disegni, i numeri di riferimento 16a e 20a indicano elementi di fissaggio di albero, rispettivamente, ed il numero di riferimento 23a Ìndica un cuscinetto ad aghi.

Sarà ora descritto il funzionamento della pressa meccanica precedente. Quando il motore 17 ruota, e trasmette la sua forza di rotazione al volano 16 attraverso la puleggia 18 e la cinghia 19 facendo ruotare l'albero a gomito 14, la slitta 6 è fatta muovere verticalmente con moto alternativo attraverso la biella 10, ed un pezzo è lavorato tra gli stampi superiore ed inferiore 7 ed 8 montati rispettivamente sulla slitta 6 e sulla porzione di supporto inferiore 4 dell'incastellatura 1. D'altra parte, la camma a piastra 20 di compensazione di coppia, montata rigidamente sull'altra estremità dell'albero a gomito 14, agisce in modo da annullare una coppia fluttuante di carico prodotta sull'albero a gomito 14 durante la lavorazione del pezzo mediante il movimento alternativo della slitta 6.

Una coppia di inerzia Ts, che agisce sull'albero a gomito 14 in rotazione continua durante il movimento alternativo della slitta 6, è proporzionale al prodotto dell'accelerazione A e della velocità V della slitta 6 come segue, dove th rappresenta il tempo richiesto per un colpo della slitta 6.

Ts - I (Th<2>/th<a>/Gh)A-V

in cui I rappresenta un momento di inerzia (kgf-m/s<a>) della slitta, Th rappresenta lo spostamento (radianti) della slitta, th rappresenta il tempo (s) richiesto per una rotazione di Th, e eh rappresenta uno spostamento dell'albero di ingresso (radianti ).

Come si noterà dalla formula precedente, Ts è proporzionale a A V, e, come indicato dal tratteggio nella figura 4, una coppia negativa è prodotta nella prima parte fino ad un punto morto inferiore della corsa S della slitta. Una coppia positiva è prodotta nella seconda parte dal punto morto inferiore.

Rispetto ad un punto morto superiore, analogamente, una coppia negativa è prodotta nella prima parte fino al punto morto superiore, ed una coppia positiva è prodotta nella seconda parte dal punto morto superiore. Allo scopo di annullare queste coppie, coppie opposte rispetto a queste coppie sono prodotte dalla camma a piastra 20 di compensazione di coppia e dal dispositivo generatore di forza elastica 21 in modo che la coppia (energia) possa essere riequilibrata in tutto un campo di una rivoluzione dell'albero a gomito 14.

A causa di una costante elastica F della molla elicoidale in compressione 25 del dispositivo generatore di forza elastica 21, la coppia Tk agente sull'albero a gomito 14 è espressa dalla formula seguente in cui γ rappresenta lo spostamento della camma a piastra 20 di compensazione di coppia:

Tk - Fd^/de - Fyth/0h

Risolvendo le formule precedenti in modo che la somma della coppia T3 e della coppia Tk diventi sempre zero (0), si può trovare il contorno della camma a piastra 20 di compensazione di coppia e la fluttuazione di carico dell’albero a gomito 14 è annullata come precedentemente descritto, e perciò si riducono vibrazioni e rumori, e l'efficienza dell’operazione migliora, ed è possibile prevedere un effetto di risparmio di energia.

La figura 5 rappresenta una vista in sezione trasversale schematica di un'altra forma di attuazione preferita di una pressa meccanica secondo la presente invenzione osservata da un suo lato anteriore, e la figura 6 rappresenta una vista in sezione trasversale schematica di questa pressa, osservata da un suo lato destro. Una vista in elevazione laterale da sinistra di questa pressa è simile a quella della figura 2. Mentre il dispositivo generatore di forza elastica 21 nella pressa precedente secondo la prima forma di attuazione impiega la molla elicoidale in compressione 25, una molla ad aria è utilizzata in questa forma di attuazione. Il resto della costruzione è uguale a quello della prima forma di attuazione, e perciò le porzioni di questa forma di attuazione identiche rispettivamente a quelle della prima forma di attuazione sono indicate con numeri di riferimento identici, rispettivamente, e la loro spiegazione sarà omessa. Con riferimento alle figure 5 e 6, in un dispositivo generatore di forza elastica 21’, un seguicamma 23' è montato in modo girevole su una estremità distale di un’asta di stantuffo 22’ e l’aria 26 è contenuta a tenuta in un cilindro 24' che riceve in modo scorrevole nel suo interno l'asta di stantuffo 22'. L'aria 26 contenuta a tenuta può essere sostituita da qualsiasi altro gas adatto. Un regolatore di pressione 27 per regolare la pressione dell'aria entro il cilindro 24' è collegato al cilindro 24 '.

In questa forma di attuazione, poiché la molla ad aria è utilizzata quale dispositivo generatore di forza elastica, si ottiene un vantaggio dovuto al fatto che, regolando la pressione dell'aria entro il cilindro 24' mediante il regolatore di pressione 27, è possibile ottenere facilmente una regolazione fine per funzioni di compensazione di coppia.

La figura 7 illustra un'altra forma preferita dell'invenzione che differisce dalla pressa illustrata nelle figure da 1 a 3 per il fatto che si utilizza un albero a gomito di tipo doppio 14'. Due bielle 10' sono collegate in modo girevole in corrispondenza delle loro estremità superiori ad un bottone di manovella 15' dell'albero a gomito di tipo doppio 14', e l'estremità inferiore di ognuna delle due bielle 10' è collegata in modo girevole ad un'estremità superiore di una slitta 6’ mediante uno spinotto 11 '.

In questa forma di attuazione, poiché i punti di connessione delle bielle 10’ alla slitta 6' sono due, si ottiene un vantaggio dovuto al fatto che, anche se il baricentro dello stampo fissato alla pressa, ed anche il carico generato durante l'operazione di stampaggio, non è disposto al centro della pressa, si impedisce efficacemente che lo stampo sia inclinato da un carico squilibrato.

La figura 8 illustra un'ulteriore forma modificata dell'invenzione che differisce dalla pressa illustrata nelle figure 5 e 6 per il fatto che si utilizza un albero a gomito di tipo doppio 14' come nella pressa illustrata nella figura 7. Anche in questa forma di attuazione, poiché i punti di connessione delle bielle 10’ ad una slitta 6' sono due, si ottiene un vantaggio dovuto al fatto che, anche se il baricentro dello stampo fissato alla pressa, ed anche il carico generato durante l'operazione di stampaggio, non è disposto al centro della pressa, si impedisce efficacemente che lo stampo si inclini sotto l'azione di un carico squilibrato.

Come precedentemente descritto, secondo la presente Invenzione, la camma a piastra di compensazione di coppia è montata su un'estremità dell'albero a gomito, ed il seguicamma montato sull’estremità distale dell'asta di stantuffo del dispositivo generatore di forza elastica è premuto contro la camma a piastra di compensazione di coppia in modo da annullare la coppia fluttuante di carico prodotta sull'albero a gomito. Perciò si eliminano variazioni o irregolarità nella rotazione dell'albero a gomito riducendo vibrazioni e rumori, e l'efficienza dell'operazione è migliorata, ed è possibile prevedere un effetto di risparmio di energia.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. In una pressa meccanica comprendente un albero a gomito avente un volano montato su una sua estremità; un motore collegato operativamente all'albero a gomito suddetto per trasmettere una forza di rotazione del motore suddetto all'albero a gomito suddetto; una slitta; ed una biella collegata tra l’albero a gomito suddetto e la slitta suddetta per convertire un moto di rotazione dell’albero a gomito suddetto in un moto lineare alternativo della slitta suddetta; perfezionamento comprendente una camma a piastra di compensazione di coppia montata sull'altra estremità dell'albero a gomito suddetto per annullare una coppia fluttuante di carico prodotta sull’albero a gomito suddetto; un dispositivo generatore di forza elastica comprendente un'asta di stantuffo,· ed un seguicamma montato su un'estremità distale dell'asta di stantuffo suddetta e premuto contro la camma a piastra di compensazione di coppia suddetta.
2. Pressa meccanica secondo la rivendicazione 1, in cui il dispositivo suddetto generatore di forza elastica comprende un cilindro che riceve in modo scorrevole nel suo interno l’asta di stantuffo suddetta, ed una molla elicoidale in compressione montata entro il cilindro suddetto in modo da spingere l'asta di stantuffo suddetta.
3. Pressa meccanica secondo la rivendicazione 1, in cui il dispositivo suddetto generatore di forza elastica comprende un cilindro che riceve in modo scorrevole nel suo interno l'asta di stantuffo suddetta, con un gas contenuto a tenuta entro il cilindro suddetto per spingere l'asta di stantuffo suddetta .
4. Pressa meccanica secondo la rivendicazione 2 oppure 3, in cui l'albero a gomito suddetto è del tipo doppio, e due bielle suddette sono collegate alla slitta suddetta.