k 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 k Número de publicación: 2 18 434 21 k Número de solicitud: 00990134 1 k Int. Cl. 7 : B30B 1/28 k 12 SOLICITUD DE PATENTE A1 k 22 Fecha de presentación: 17.06.1999 k 43 Fecha de publicación de la solicitud: 16.04.2003 k 43 Fecha de publicación del folleto de la solicitud: 16.04.2003 k 71 Solicitante/s: FAGOR, S. Coop. Barrio de San Andrés, s/n 2000 Mondragón, Guipúzcoa, ES k 72 Inventor/es: Ormaetxea Abad, Aitor; Carmona Alonso, Antonio y Olazabalaga Uribe, Jesús k 74 Agente: No consta k 4 Título: Circuito hidráulico de seguridad en una prensa. k 7 Resumen: Circuito hidráulico de seguridad en una prensa. El circuito (1) de seguridad contra sobrecargas está instalado en una prensa mecánica, que acciona mediante bielas (3) el carro (2) portapunzón, a través de dos o cuatro cilindro-pistón (C1,C2) de efecto simple, cargados de aceite a una presión (P,P ) de trabajo. Las válvulas V1,V2 de seguridad están conectadas a sus respectivos cilindros (C1,C2) para activar su descarga individual, cada una de ellas recibe una presión (p1, p2) de pilotaje diferente, y a su vez están interconectadas para la descarga simultánea del aceite a través de una válvula (A1,A2) auxiliar, la cual es acoplada en serie a cada una de ellas para interrumpir la presión de control (p1,p2) de una válvula de seguridad del lado contrario del carro (2). ES 2 18 434 A1 Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, 1 28036 Madrid
1 ES 2 18 434 A1 2 DESCRIPCION Circuito hidráulico de seguridad en una prensa. La presente invención se relaciona con los dispositivos hidráulicos de seguridad contra sobrecargas en las prensas con medios motrices mecánicos, para prevenir la distorsión y deterioro del carro y de los útiles de embutido de la prensa, y con la construcción de las válvulas para la descarga del aceite en el caso de sobrepresión en un lado del carro, normalmente cerradas por la acción de un muelle. Estado anterior de la técnica Son conocidos los dispositivos hidráulicos de seguridad en una prensa cuyo carro es accionado mediante al menos una biela motriz en cada lado del carro portapunzón, que tienen una unidad cilindro-pistón como cámara hidráulica conectada a cada biela, transmitiendo de una manera rígida la fuerza de embutido al carro, y que se descarga cuando se sobreeleva su presión por encima de un valorlimite. El circuito hidráulico que comprende el dispositivo de seguridad está alimentado por una bomba de aceite, y las presiones de los cilindros y las presiones de pilotaje de las válvulas de seguridad son suministradas mediante válvulas reguladoras individuales. Un dispositivo así conocido de seguridad contra sobrecargas está descrito en EP-487 (ES-2067831-T3) y en US-078003. Por JP-311199 de Aida Eng Ltd, es divulgado un dispositivo de prevención de sobrecargas para dos puntos del carro portapunzón, en este dispositivo conocido, cuando uno de los cilindrospistón o cojines de seguridad conectados a cada biela es descargado por sobrepresión, también se descarga el cilindro del otro lado de la prensa, y tiene además dos válvulas de seguridad o control, una para la descarga de cada cilindro, y además una válvula de sintonización común para descargar el cilindro del lado opuesto al que experimenta la sobrecarga. US-408669 divulga una construcción de válvula de seguridad que descarga la cámara de presión del cilindro, que tiene dos cámaras definidas por un miembro de válvula o pistón y un asiento de válvula coaxial que es desplazable, y que establece la comunicación entre ambas cámaras para la descarga del aceite, cuando ocurre una diferencia de presión. DE-19643104 divulga un dispositivo de seguridad contra sobrecargas, mediante dos válvulas acopladas colateralmente e interconectadas, para la descarga del cojín hidráulico de seguridad, una de ellas actuando como diferenciador de la presión en el cojín, y la segunda como válvula interruptora de presión, que tiene una cámara de pequeñas dimensiones para reaccionar ante la potencia nominal de la prensa sin retardo. Exposición de la invención El objeto de la invención es un circuito hidráulico de seguridad contra sobrecargas en una prensa mecánica, que incluye una unidad de cilindro-pistón hidráulico de efecto simple, conectada como un cojín hidráulico a cada una de al menos dos bielas motrices del carro portapunzón, según está definido en las reivindicaciones. El circuito hidráulico de seguridad contra so- 2 10 1 20 2 30 3 40 4 0 60 6 brecargas conforme a la invención, comprende además una válvula de seguridad por cada cilindro-pistón reglada con una presión de pilotaje para un limite de fuerza admisible, que controla la descarga del aceite de la cámara del cilindro correspondiente. El circuito de seguridad comprende además una válvula auxiliar que interconecta las dos válvulas de seguridad de distinto lado, para que ocurra también una descarga simultánea del cilindro del lado opuesto del carro, con el fin de no desequilibrar el lado sobrecargado cuando ha sido suprimida la presión de su cilindro Ės una ventaja de la invención que, la válvula de seguridad que descarga el cilindro-pistón tiene una construcción sencilla para multiplicar la presión de pilotaje, mediante un miembro de válvula con dos superficies de obturación de diferente área, permitiendo reducir el valor de su presión de pilotaje. Su construcción permite el acoplamiento en serie de la válvula auxiliar formando un sólo cuerpo de válvula compuesta, y su accionamiento es inmediato, mediante el propio impulso del miembro de válvula o pistón de seguridad. Es además una ventaja de la invención la construcción sencilla de la válvula auxiliar de interconexión, que suprime la presión de pilotaje de la válvula del lado opuesto mediante sólo el vaciado de una pequeña cantidad de aceite, teniendo así lugar su efecto en un tiempo de retardo mínimo. La válvula auxiliar además, no interfiere ni afecta al funcionamiento de la válvula de seguridad. Descripción de los dibujos La Fig. 1 es el esquema de un circuito hidráulico de seguridad en una prensa, conforme a la invención. La Fig. 2 es una vista en sección transversal de una válvula de seguridad con una válvula auxiliar acoplada. Descripción detallada de la invención Con referencia a las figuras 1 y 2, el circuito 1 de seguridad contra sobrecargas conforme a la invención, está instalado en una prensa accionada mecánicamente, donde cada una de las bielas 3 transmite la fuerza Fm motriz al carro 2 portapunzón a través de dos o más unidades hidráulicas de cilindro-pistón C1,C2 de seguridad, distribuidos sobre el carro 2 portapunzón. En el ejemplo que se describe a continuación, mostrado en la figura 1, se ha unido un cilindro C1,C2 a cada lado del carro 2 portapunzón. Los cilindro-pistón C1,C2 son de efecto simple, y tienen una cámara, de aceite respectiva a una presión P,P, de trabajo de valor desigual, dependiente del valor de la fuerza motriz Fm asignadoacadabiela3paralaoperación de embutido de la prensa, diferente en uno y otro lado del carro 2. El circuito 1 de seguridad conforme a la invención comprende al menos dos válvulas V1,V2 de seguridad conectadas a un respectivo cilindro C1,C2 para activar su descarga individual, cuando tiene lugar una sobrecarga en su lado correspondiente del carro 2. Ambas válvulas V1,V2 están interconectadas para la descarga simultánea de ambos cilindros C1,C2, cualquiera que sea el lado del carro 2 sobre el que se orienta el desequilibrio de las contrafuerzas sobre el carro 2.
3 ES 2 18 434 A1 4 La carga del aceite en las cámaras, de los cilindros C1,C2 de seguridad, es efectuada desde una bomba B a través de una respectiva válvula 7,7 limitadora de la presión, y de una válvula 8,8 de corte normalmente abierta en serie con aquélla, conducida por una línea 9,9 respectiva. Iguales valores de presión P,P que su respectivo C1,C2, soportan durante el embutido las válvulas V1,V2 de seguridad cerradas, al estar conectadas cada una en paralelo con una correspondiente cámara,. Si se describe aquí el funcionamiento de una de las dos válvulas V1,V2 de seguridad, por ejemplo la válvula V1 conectada al cilindro C1, es suficiente para comprender la invención, puesto que el circuito 1 tiene dos lados simétricos en correspondencia con ambos lados del portapunzones 2. En las realizaciones de la invención en las que se dispone un número de cilindros C1,C2 mayor que dos, el número de válvulas auxiliares A1,A2 acopladas a cada válvula de seguridad V1,V2 será igual al número de válvulas V1,V2 restante, para que, a partir del disparo de una de ellas, inmediatamente descarguen el resto de cilindros C1,C2. La válvula V1 de seguridad, mostrada en detalle en la fig. 2, tiene un miembro de válvula o pistón 13,14 con dos obturadores 13 y 14 de diferente área uno en cada extremo, en el ejemplo descrito en relación 1:2, cerrando sus: correspondientes asientos de válvula, que definen dos cámaras 1 y 16 de válvula. La cámara superior 1 está provista de un conducto de entrada en comunicación con la línea 12, desde el cual es sometida a una presión p1 de pilotaje, inferior a la presión P máxima antes de descarga en el cilindro C1. Aunque las válvulas V1 y V2 de ambos lados cilindros C1,C2 son iguales, la presión p2 de pilotaje de la válvula V2 es desigual que la presión p1. La cámara inferior 16 está provistadeun conducto de salida en comunicación con una línea 10, por donde es descargado el aceite del cilindro C1 conducido desde la línea 9, y también el aceite de la cámara 1. La relación de áreas de las superficies obturadoras 13,14 multiplica por dos, en un ejemplo de construcción de la válvula V1,V2 de seguridad, la fuerza que ejerce la presión p1 de reglaje en la cámara superior 1, para contrarrestar la fuerza de la presión P del aceite del cilindro C1 durante el régimen de trabajo de la prensa. En el caso que sea la cámara del cilindro C1 el que recibe una contrafuerza por sobrecarga, la válvula V1 de seguridad es activada. La presión P individual del cilindro C1 es incrementada como consecuencia de la sobrecarga, y tal sobreelevación es transmitida como una sobrefuerza a la válvula de seguridad V1, que vence la fuerza resistente de la presión p1 de pilotaje reglada en la válvula V1. Una vez abierta la válvula V1 de seguridad por el empuje de la sobrecarga, el aceite de la cámara se descarga al tanque T, a través de la línea 10. Tal presión p1 de pilotaje de la válvula de seguridad, es determinada por una válvula 7 limitadora de presión, a través de la línea 12, que puede ser mayor o menor que el valor p2 reglado en la válvula V2 de seguridad conectada al cilindro C2 del otro lado, mediante una segunda válvula 7 limitadora de la presión P del cilindro C2 individualmente. 10 1 20 2 30 3 40 4 0 60 6 Efectuada la apertura de la válvula V1 de seguridad del cilindro C1, es necesario que simultáneamente sea descargado el cilindro C2 del otro lado, para que el portapunzones no sufra una deformación o un gran desequilibrio de contrafuerzas. Este efecto es conseguido en el circuito 1 conforme a la invención, mediante la interconexión de ambas válvulas V1,V2 de seguridad, utilizando una respectiva válvula A1,A2 auxiliar, acoplada individualmente a cada válvula de seguridad V1,V2, a la manera de un cabezal. La válvula A1 de interconexión (fig. 2) tiene un cuerpo cilíndrico que se monta en correspondencia axial sobre el cuerpo de la válvula V1 de seguridad, como un cabezal de este último. Su miembro de válvula o pistón 17 queda acoplado haciendo contacto axialmente por medio de un vástago 11 con el miembro 13,14 de la válvula V1 de seguridad, y su asiento 17a de válvula ahora cerrado, está conectado a la cámara superior 1 de la válvula V1 de seguridad. El miembro de válvulaopistón 17 es en un ejemplo de construcción de sección cónica, y delimita dos partes 18,19 de una cámara estanca de válvula, una a cada lado del asiento 17a de válvula. La fuerza que el pistón 17 opone al desplazamiento del pistón 13,14 de la válvula de seguridad V1 es muy pequeña comparada con la del empuje de este último, debido a su área de transmisión mucho menor. La parte 18 superior de dicha cámara estanca está del lado de mayor área del pistón obturador 17, y tiene un conducto de entrada en comunicación con una línea 20 por el que recibe igual presión p2 de aceite que la reglada para el pilotaje de la válvula de seguridad V2 opuesta. La línea 20 es una derivación de la línea 12 de alimentación de esta última válvula del lado opuesto. La cámara 19 tiene un conducto de salida del aceite en comunicación con una línea 21 de evacuación del aceite hacia un tanque T de recogida. Una vez empujado el miembro 17 de la válvula A1 de interconexión, unas gotas de aceite aliviadas ya interrumpen inmediatamente la presión p2 de pilotaje del lado opuesto, existente antes de la sobreelevación de la presión P en el cilindro C1. Cuando la sobrecarga tiene lugar en el cilindro C1, la válvula A1 de interconexión controla la descarga simultánea del cilindro C2 del lado opuesto. Sobreelevada la presión P en el cilindro C1 por efecto de la sobrecarga, el pistón 13,14 de la válvula V1 se desplaza abriéndose sus dos orificios de válvula, empujando a continuación el pistón 17 de la válvula A1 de interconexión acoplada, que a su vez se desplaza poniendo en comunicación sus dos cámaras 18 y 19. Como una consecuencia de esta comunicación, a través de la cámara inferior 19 es aliviada de aceite la cámara superior 1 de la válvula A2 del lado opuesto. Unavezreducidalapresión p2 de la válvula V2, su fuerza ya no puede contrarrestar la fuerza de la presión P transmitida por el pistón del cilindro C2, este último es impulsado por la biela 3 y la cámara del cilindro C2 es puesta en comunicación con el tanque T, a través de su línea 9 de carga y descarga, y de una línea lo individual de descarga desde la válvula V2. El vaciado del cilindro C2 tiene lugar con un retardo insubstancial 3
ES 2 18 434 A1 6 de varios milisegundos con respecto al vaciado del cilindro C1. La fuerza de cierre ejercida sobre el pistón 17 de la válvula A1 de interconexión,debidaala presión p2 de pilotaje de la válvula V2 de seguridad del lado opuesto, no afecta a la respuesta de la válvulav1alacualestá acoplada. Así, se produce además rápidamente la apertura de la válvula A1 de interconexión bajo el empuje del vástago 11. El circuito 1 de seguridad está provistoademás de una línea 22 de vaciado del circuito, mediante una válvula 6 de descarga. 10 1 20 2 30 3 40 4 0 60 6 4
7 ES 2 18 434 A1 8 REIVINDICACIONES 1. Circuito hidráulico de seguridad contra sobrecargas en una prensa mecánica con un carro (2) portapunzón, que incluye al menos dos unidades de cilindro-pistón (C1,C2) hidráulico de efecto simple conectadas a cada una de las bielas (3) motrices del carro (2), y comprende medios (7,8,7,8 ) para generar una presión (P,P ) en cada cámara (, ) de cilindro (C1,C2), una válvula (V1,V2) de seguridad por cada cilindro (C1,C2), para el control de la descarga de aceite de dicha cámara (, ) de presión, medios para generar una presión de control (p1,p2) de la descarga de la válvula de seguridad (V1,V2), y medios (A1,A2,20,20 ) para la actuación consecutiva de todas las válvulas (V1,V2) de seguridad restantes, caracterizado en que cada una de las válvulas (V1,V2) de seguridad está mantenida cerrada por el efecto de una presión (p1,p2) de pilotaje individual representativa de la presión (P,P ) límite de descarga de su correspondiente cilindro-pistón (C1,C2), y tiene acoplada en correspondencia axial tantas válvulas (A1,A2) auxiliares como el restante de válvulas de seguridad (V1,V2), cada una de las cuales está construidaconunacámara 10 1 20 2 estanca (18,19), la cual una vez aliviada provoca la descarga inmediata de las cámaras (, ) de presión del resto de los cilindros-pistón (C1,C2). 2. El circuito hidráulico de seguridad según la reivindicación 1, caracterizado además en que la válvula (V1,V2) de seguridad se construye con un pistón (13,14) con dos superficies obturadoras de distinta área, que es impulsado por la presión (P) del cilindro (C1) correspondiente, y que define dos cámaras (1,16) comunicadas respectivamente con la presión una presión de pilotaje (p1,p2) propia, y con un conducto (10) para el vaciado directo del aceite de ambas cámaras (1,16) cuando la válvula (A1,A2) se abre. 3. El circuito hidráulico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque la cámara estanca (18,19) de una válvula auxiliar (A1,A2) está dividida por un pistón (17) en correspondencia axial con el pistón (13,14) de una de las válvulas de seguridad (V1,V2), para ser impulsado por este último y aliviar su aceite, para lo cual está interconectada através de una línea (20,20 ) de interrupción de la presión de control (p1,p2) con otra de las válvulas (V1,V2) de seguridad. 30 3 40 4 0 60 6
6 ES 2 18 434 A1
ES 2 18 434 A1 7
OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA k 11 ES 2 18 434 k 21 N. solicitud: 00990134 k 22 Fecha de presentación de la solicitud: 17.06.1999 k 32 Fecha de prioridad: INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA k 1 Int. Cl. 7 : B30B 1/28 DOCUMENTOS RELEVANTES Categoría Documentos citados Reivindicaciones afectadas A ES 2067831 T3 (MASCHINENFABRIK MÜLLER-WEINGARTEN AG) 01.04.199, 1-2 columna 3, línea 31 - columna 8, línea 14; figuras. A JP 03-11199 A (AIDA ENG. LTD) 27.06.1991, (resumen) [CD ROM] 1-3 Recuperado de PATENT ABSTRACT OF JAPAN & JP 03-11199 A (AIDA ENG. LTD) 27.06.1991, figuras. A US 078003 A (OISHI, Y.) 07.01.1992, columna 4, 1-3 línea 8 - columna 9, línea ; figuras. A ES 0441700 A (GULF & WESTERN MANUFACTURING COMPANY) 01.04.1977, 1-3 descripción; figuras. A US 408669 A (YONEZAWA, K.) 2.04.1978, columna 3, 1-2 línea 3 - columna 7, línea 14; figuras. A ES 0479247 A (GULF & WESTERN MANUFACTURING COMPANY) 01.12.1979, 1-3 página 1, línea 13 - página 17, línea 16; figuras. A FR 2460410 A (HYDRAULIQUE PAUL) 27.02.1981, descripción; 1-3 figuras 1,. A DE 2800832 A (SCHULER GMBH L) 12.07.1979, resumen; figuras. 1-3 A DE 330264 A (SCHULER GMBH L) 16.08.1984, resumen; figuras. 1-3 Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud El presente informe ha sido realizado para todas las reivindicaciones para las reivindicaciones n : Fecha de realización del informe Examinador Página 13.03.2003 L.M ā Iglesias Gómez 1/1