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˜ OFICINA ESPANOLA DE PATENTES Y MARCAS

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k 2 185 434 kN´umero de solicitud: 009901354 kInt. Cl. : B30B 15/28

11 N´ umero de publicaci´on:

SOLICITUD DE PATENTE

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71 Solicitante/s: FAGOR, S. Coop.

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72 Inventor/es: Ormaetxea Abad, Aitor;

22 Fecha de presentaci´ on: 17.06.1999

43 Fecha de publicaci´ on de la solicitud: 16.04.2003

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Barrio de San Andr´ es, s/n 20500 Mondrag´ on, Guip´ uzcoa, ES

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Carmona Alonso, Antonio y Olazabalaga Uribe, Jes´ us

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43 Fecha de publicaci´ on del folleto de la solicitud:

16.04.2003

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74 Agente: No consta

k kResumen:

54 T´ıtulo: Circuito hidr´ aulico de seguridad en una prensa. 57

ES 2 185 434 A1

Circuito hidr´aulico de seguridad en una prensa. El circuito (1) de seguridad contra sobrecargas est´a instalado en una prensa mec´anica, que acciona mediante bielas (3) el carro (2) portapunz´ on, a trav´es de dos o cuatro cilindro-pist´on (C1,C2) de efecto simple, cargados de aceite a una presi´on (P,P’) de trabajo. Las v´alvulas V1,V2 de seguridad est´an conectadas a sus respectivos cilindros (C1,C2) para activar su descarga individual, cada una de ellas recibe una presi´on (p1, p2) de pilotaje diferente, y a su vez est´an interconectadas para la descarga simult´anea del aceite a trav´es de una v´alvula (A1,A2) auxiliar, la cual es acoplada en serie a cada una de ellas para interrumpir la presi´on de control (p1,p2) de una v´alvula de seguridad del lado contrario del carro (2).

Venta de fasc´ ıculos: Oficina Espa˜ nola de Patentes y Marcas. C/Panam´ a, 1 – 28036 Madrid

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ES 2 185 434 A1

DESCRIPCION Circuito hidr´ aulico de seguridad en una prensa. La presente invenci´on se relaciona con los dispositivos hidr´ aulicos de seguridad contra sobrecargas en las prensas con medios motrices mec´anicos, para prevenir la distorsi´ on y deterioro del carro y de los u ´tiles de embutido de la prensa, y con la construcci´ on de las v´alvulas para la descarga del aceite en el caso de sobrepresi´on en un lado del carro, normalmente cerradas por la acci´on de un muelle. Estado anterior de la t´ ecnica Son conocidos los dispositivos hidr´ aulicos de seguridad en una prensa cuyo carro es accionado mediante al menos una biela motriz en cada lado del carro portapunz´ on, que tienen una unidad cilindro-pist´ on como c´amara hidr´ aulica conectada a cada biela, transmitiendo de una manera r´ıgida la fuerza de embutido al carro, y que se descarga cuando se sobreeleva su presi´on por encima de un valor limite. El circuito hidr´ aulico que comprende el dispositivo de seguridad est´ a alimentado por una bomba de aceite, y las presiones de los cilindros y las presiones de pilotaje de las v´ alvulas de seguridad son suministradas mediante v´ alvulas reguladoras individuales. Un dispositivo as´ı conocido de seguridad contra sobrecargas est´ a descrito en EP-485755 (ES-2067831-T3) y en US-5078003. Por JP-3151199 de Aida Eng Ltd, es divulgado un dispositivo de prevenci´ on de sobrecargas para dos puntos del carro portapunz´ on, en este dispositivo conocido, cuando uno de los cilindrospist´ on o cojines de seguridad conectados a cada biela es descargado por sobrepresi´on, tambi´en se descarga el cilindro del otro lado de la prensa, y tiene adem´as dos v´alvulas de seguridad o control, una para la descarga de cada cilindro, y adem´ as una v´ alvula de sintonizaci´ on com´ un para descargar el cilindro del lado opuesto al que experimenta la sobrecarga. US-4085669 divulga una construcci´ on de v´ alvula de seguridad que descarga la c´amara de presi´on del cilindro, que tiene dos c´ amaras definidas por un miembro de v´ alvula o pist´ on y un asiento de v´ alvula coaxial que es desplazable, y que establece la comunicaci´ on entre ambas c´ amaras para la descarga del aceite, cuando ocurre una diferencia de presi´on. DE-19643104 divulga un dispositivo de seguridad contra sobrecargas, mediante dos v´ alvulas acopladas colateralmente e interconectadas, para la descarga del coj´ın hidr´ aulico de seguridad, una de ellas actuando como diferenciador de la presi´on en el coj´ın, y la segunda como v´ alvula interruptora de presi´ on, que tiene una c´ amara de peque˜ nas dimensiones para reaccionar ante la potencia nominal de la prensa sin retardo. Exposici´ on de la invenci´ on El objeto de la invenci´ on es un circuito hidr´ aulico de seguridad contra sobrecargas en una prensa mec´ anica, que incluye una unidad de cilindro-pist´ on hidr´ aulico de efecto simple, conectada como un coj´ın hidr´ aulico a cada una de al menos dos bielas motrices del carro portapunz´ on, seg´ un est´a definido en las reivindicaciones. El circuito hidr´ aulico de seguridad contra so2

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brecargas conforme a la invenci´on, comprende adem´as una v´ alvula de seguridad por cada cilindro-pist´ on reglada con una presi´ on de pilotaje para un limite de fuerza admisible, que controla la descarga del aceite de la c´amara del cilindro correspondiente. El circuito de seguridad comprende adem´ as una v´ alvula auxiliar que interconecta las dos v´ alvulas de seguridad de distinto lado, para que ocurra tambi´ en una descarga simult´ anea del cilindro del lado opuesto del carro, con el fin de no desequilibrar el lado sobrecargado cuando ha sido suprimida la presi´ on de su cilindro. Es una ventaja de la invenci´ on que, la v´ alvula de seguridad que descarga el cilindro-pist´ on tiene una construcci´ on sencilla para multiplicar la presi´on de pilotaje, mediante un miembro de v´alvula con dos superficies de obturaci´ on de diferente ´area, permitiendo reducir el valor de su presi´on de pilotaje. Su construcci´ on permite el acoplamiento en serie de la v´alvula auxiliar formando un s´ olo cuerpo de v´ alvula compuesta, y su accionamiento es inmediato, mediante el propio impulso del miembro de v´ alvula o pist´ on de seguridad. Es adem´as una ventaja de la invenci´ on la construcci´ on sencilla de la v´alvula auxiliar de interconexi´ on, que suprime la presi´ on de pilotaje de la v´alvula del lado opuesto mediante s´olo el vaciado de una peque˜ na cantidad de aceite, teniendo as´ı lugar su efecto en un tiempo de retardo m´ınimo. La v´ alvula auxiliar adem´as, no interfiere ni afecta al funcionamiento de la v´ alvula de seguridad. Descripci´ on de los dibujos La Fig. 1 es el esquema de un circuito hidr´ aulico de seguridad en una prensa, conforme a la invenci´ on. La Fig. 2 es una vista en secci´ on transversal de una v´ alvula de seguridad con una v´ alvula auxiliar acoplada. Descripci´ on detallada de la invenci´ on Con referencia a las figuras 1 y 2, el circuito 1 de seguridad contra sobrecargas conforme a la invenci´on, est´ a instalado en una prensa accionada mec´anicamente, donde cada una de las bielas 3 transmite la fuerza Fm motriz al carro 2 portapunz´ on a trav´es de dos o m´as unidades hidr´ aulicas de cilindro-pist´ on C1,C2 de seguridad, distribuidos sobre el carro 2 portapunz´ on. En el ejemplo que se describe a continuaci´on, mostrado en la figura 1, se ha unido un cilindro C1,C2 a cada lado del carro 2 portapunz´ on. Los cilindro-pist´ on C1,C2 son de efecto simple, y tienen una c´ amara 5,5’ de aceite respectiva a una presi´ on P,P’, de trabajo de valor desigual, dependiente del valor de la fuerza motriz Fm asignado a cada biela 3 para la operaci´ on de embutido de la prensa, diferente en uno y otro lado del carro 2. El circuito 1 de seguridad conforme a la invenci´on comprende al menos dos v´ alvulas 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 v´ alvulas V1,V2 est´an interconectadas para la descarga simult´ anea 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.

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La carga del aceite en las c´amaras 5,5’ de los cilindros C1,C2 de seguridad, es efectuada desde una bomba B a trav´es de una respectiva v´alvula 7,7’ limitadora de la presi´ on, y de una v´ alvula 8,8’ de corte normalmente abierta en serie con aqu´ella, conducida por una l´ınea 9,9’ respectiva. Iguales valores de presi´ on P,P’ que su respectivo C1,C2, soportan durante el embutido las v´ alvulas V1,V2 de seguridad cerradas, al estar conectadas cada una en paralelo con una correspondiente c´ amara 5,5’. Si se describe aqu´ı el funcionamiento de una de las dos v´ alvulas V1,V2 de seguridad, por ejemplo la v´alvula V1 conectada al cilindro C1, es suficiente para comprender la invenci´ on, puesto que el circuito 1 tiene dos lados sim´etricos en correspondencia con ambos lados del portapunzones 2. En las realizaciones de la invenci´on en las que se dispone un n´ umero de cilindros C1,C2 mayor que dos, el n´ umero de v´ alvulas auxiliares A1,A2 acopladas a cada v´ alvula de seguridad V1,V2 ser´a igual al n´ umero de v´ alvulas V1,V2 restante, para que, a partir del disparo de una de ellas, inmediatamente descarguen el resto de cilindros C1,C2. La v´ alvula V1 de seguridad, mostrada en detalle en la fig. 2, tiene un miembro de v´ alvula o pist´ on 13,14 con dos obturadores 13 y 14 de diferente a´rea uno en cada extremo, en el ejemplo descrito en relaci´on 1:2, cerrando sus: correspondientes asientos de v´ alvula, que definen dos c´amaras 15 y 16 de v´ alvula. La c´amara superior 15 est´a provista de un conducto de entrada en comunicaci´ on con la l´ınea 12, desde el cual es sometida a una presi´ on p1 de pilotaje, inferior a la presi´on P m´ axima antes de descarga en el cilindro C1. Aunque las v´ alvulas V1 y V2 de ambos lados cilindros C1,C2 son iguales, la presi´ on p2 de pilotaje de la v´alvula V2 es desigual que la presi´on p1. La c´ amara inferior 16 est´ a provista de un conducto de salida en comunicaci´ on con una l´ınea 10, por donde es descargado el aceite del cilindro C1 conducido desde la l´ınea 9, y tambi´en el aceite de la c´amara 15. La relaci´on de a´reas de las superficies obturadoras 13,14 multiplica por dos, en un ejemplo de construcci´ on de la v´alvula V1,V2 de seguridad, la fuerza que ejerce la presi´on p1 de reglaje en la c´amara superior 15, para contrarrestar la fuerza de la presi´ on P del aceite del cilindro C1 durante el r´egimen de trabajo de la prensa. En el caso que sea la c´amara 5 del cilindro C1 el que recibe una contrafuerza por sobrecarga, la v´alvula V1 de seguridad es activada. La presi´on P individual del cilindro C1 es incrementada como consecuencia de la sobrecarga, y tal sobreelevaci´on es transmitida como una sobrefuerza a la v´alvula de seguridad V1, que vence la fuerza resistente de la presi´on p1 de pilotaje reglada en la v´alvula V1. Una vez abierta la v´ alvula V1 de seguridad por el empuje de la sobrecarga, el aceite de la c´amara 5 se descarga al tanque T, a trav´es de la l´ınea 10. Tal presi´ on p1 de pilotaje de la v´ alvula de seguridad, es determinada por una v´ alvula 7 limitadora de presi´on, a trav´es de la l´ınea 12, que puede ser mayor o menor que el valor p2 reglado en la v´ alvula V2 de seguridad conectada al cilindro C2 del otro lado, mediante una segunda v´ alvula 7’ limitadora de la presi´on P’ del cilindro C2 individualmente.

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Efectuada la apertura de la v´ alvula V1 de seguridad del cilindro C1, es necesario que simult´ aneamente sea descargado el cilindro C2 del otro lado, para que el portapunzones no sufra una deformaci´on o un gran desequilibrio de contrafuerzas. Este efecto es conseguido en el circuito 1 conforme a la invenci´ on, mediante la interconexi´ on de ambas v´ alvulas V1,V2 de seguridad, utilizando una respectiva v´ alvula A1,A2 auxiliar, acoplada individualmente a cada v´ alvula de seguridad V1,V2, a la manera de un cabezal. La v´ alvula A1 de interconexi´ on (fig. 2) tiene un cuerpo cil´ındrico que se monta en correspondencia axial sobre el cuerpo de la v´ alvula V1 de seguridad, como un cabezal de este u ´ ltimo. Su miembro de v´ alvula o pist´ on 17 queda acoplado haciendo contacto axialmente por medio de un v´astago 11 con el miembro 13,14 de la v´alvula V1 de seguridad, y su asiento 17a de v´alvula ahora cerrado, est´ a conectado a la c´amara superior 15 de la v´ alvula V1 de seguridad. El miembro de v´alvula o pist´ on 17 es en un ejemplo de construcci´ on de secci´on c´onica, y delimita dos partes 18,19 de una c´ amara estanca de v´alvula, una a cada lado del asiento 17a de v´alvula. La fuerza que el pist´ on 17 opone al desplazamiento del pist´ on 13,14 de la v´ alvula de seguridad V1 es muy peque˜ na comparada con la del empuje de este u ´ltimo, debido a su a´rea de transmisi´ on mucho menor. La parte 18 superior de dicha c´ amara estanca est´a del lado de mayor a´rea del pist´ on obturador 17, y tiene un conducto de entrada en comunicaci´ on con una l´ınea 20 por el que recibe igual presi´on p2 de aceite que la reglada para el pilotaje de la v´alvula de seguridad V2 opuesta. La l´ınea 20 es una derivaci´ on de la l´ınea 12’ de alimentaci´on de esta u ´ ltima v´ alvula del lado opuesto. La c´amara 19 tiene un conducto de salida del aceite en comunicaci´ on con una l´ınea 21 de evacuaci´on del aceite hacia un tanque T de recogida. Una vez empujado el miembro 17 de la v´alvula A1 de interconexi´ on, unas gotas de aceite aliviadas ya interrumpen inmediatamente la presi´ on p2 de pilotaje del lado opuesto, existente antes de la sobreelevaci´ on de la presi´ on P en el cilindro C1. Cuando la sobrecarga tiene lugar en el cilindro C1, la v´ alvula A1 de interconexi´ on controla la descarga simult´ anea del cilindro C2 del lado opuesto. Sobreelevada la presi´ on P en el cilindro C1 por efecto de la sobrecarga, el pist´on 13,14 de la v´ alvula V1 se desplaza abri´endose sus dos orificios de v´alvula, empujando a continuaci´on el pist´ on 17 de la v´alvula A1 de interconexi´ on acoplada, que a su vez se desplaza poniendo en comunicaci´on sus dos c´amaras 18 y 19. Como una consecuencia de esta comunicaci´on, a trav´es de la c´amara inferior 19 es aliviada de aceite la c´ amara superior 15’ de la v´ alvula A2 del lado opuesto. Una vez reducida la presi´ on p2 de la v´ alvula V2, su fuerza ya no puede contrarrestar la fuerza de la presi´on P transmitida por el pist´ on del cilindro C2, este u ´ ltimo es impulsado por la biela 3 y la c´amara 5’ del cilindro C2 es puesta en comunicaci´on con el tanque T, a trav´es de su l´ınea 9’ de carga y descarga, y de una l´ınea lo individual de descarga desde la v´alvula V2. El vaciado del cilindro C2 tiene lugar con un retardo insubstancial 3

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de varios milisegundos con respecto al vaciado del cilindro C1. La fuerza de cierre ejercida sobre el pist´ on 17 de la v´ alvula A1 de interconexi´ on, debida a la presi´on p2 de pilotaje de la v´ alvula V2 de seguridad del lado opuesto, no afecta a la respuesta de la v´ alvula V1 a la cual est´ a acoplada. As´ı,

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se produce adem´as r´apidamente la apertura de la v´alvula A1 de interconexi´ on bajo el empuje del v´astago 11. El circuito 1 de seguridad est´ a provisto adem´as de una l´ınea 22 de vaciado del circuito, mediante una v´ alvula 6 de descarga.

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REIVINDICACIONES 1. Circuito hidr´ aulico de seguridad contra sobrecargas en una prensa mec´ anica con un carro (2) portapunz´ on, que incluye al menos dos unidades de cilindro-pist´ on (C1,C2) hidr´ aulico 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 presi´ on (P,P’) en cada c´amara (5,5’) de cilindro (C1,C2), una v´ alvula (V1,V2) de seguridad por cada cilindro (C1,C2), para el control de la descarga de aceite de dicha c´amara (5,5’) de presi´ on, medios para generar una presi´ on de control (p1,p2) de la descarga de la v´ alvula de seguridad (V1,V2), y medios (A1,A2,20,20’) para la actuaci´ on consecutiva de todas las v´alvulas (V1,V2) de seguridad restantes, caracterizado en que cada una de las v´alvulas (V1,V2) de seguridad est´ a mantenida cerrada por el efecto de una presi´on (p1,p2) de pilotaje individual representativa de la presi´ on (P,P’) l´ımite de descarga de su correspondiente cilindro-pist´ on (C1,C2), y tiene acoplada en correspondencia axial tantas v´alvulas (A1,A2) auxiliares como el restante de v´ alvulas de seguridad (V1,V2), cada una de las cuales est´a construida con una c´ amara

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estanca (18,19), la cual una vez aliviada provoca la descarga inmediata de las c´ amaras (5,5’) de presi´on del resto de los cilindros-pist´on (C1,C2). 2. El circuito hidr´ aulico de seguridad seg´ un la reivindicaci´on 1, caracterizado adem´as en que la v´alvula (V1,V2) de seguridad se construye con un pist´ on (13,14) con dos superficies obturadoras de distinta ´area, que es impulsado por la presi´on (P) del cilindro (C1) correspondiente, y que define dos c´ amaras (15,16) comunicadas respectivamente con la presi´ on una presi´ on de pilotaje (p1,p2) propia, y con un conducto (10) para el vaciado directo del aceite de ambas c´amaras (15,16) cuando la v´ alvula (A1,A2) se abre. 3. El circuito hidr´ aulico seg´ un cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado adem´as porque la c´ amara estanca (18,19) de una v´alvula auxiliar (A1,A2) est´ a dividida por un pist´ on (17) en correspondencia axial con el pist´ on (13,14) de una de las v´ alvulas de seguridad (V1,V2), para ser impulsado por este u ´ltimo y aliviar su aceite, para lo cual est´ a interconectada a trav´es de una l´ınea (20,20’) de interrupci´ on de la presi´on de control (p1,p2) con otra de las v´ alvulas (V1,V2) de seguridad.

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˜ OFICINA ESPANOLA DE PATENTES Y MARCAS

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INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

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B30B 15/28

DOCUMENTOS RELEVANTES Categor´ıa

Documentos citados

Reivindicaciones afectadas

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¨ ES 2067831 T3 (MASCHINENFABRIK MULLER-WEINGARTEN AG) 01.04.1995, columna 3, l´ınea 31 - columna 8, l´ınea 14; figuras.

1-2

A

JP 03-151199 A (AIDA ENG. LTD) 27.06.1991, (resumen) [CD ROM] Recuperado de PATENT ABSTRACT OF JAPAN & JP 03-151199 A (AIDA ENG. LTD) 27.06.1991, figuras.

1-3

A

US 5078003 A (OISHI, Y.) 07.01.1992, columna 4, l´ınea 58 - columna 9, l´ınea 5; figuras.

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A

ES 0441700 A (GULF & WESTERN MANUFACTURING COMPANY) 01.04.1977, descripci´on; figuras.

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A

US 4085669 A (YONEZAWA, K.) 25.04.1978, columna 3, l´ınea 35 - columna 7, l´ınea 14; figuras.

1-2

A

ES 0479247 A (GULF & WESTERN MANUFACTURING COMPANY) 01.12.1979, p´agina 15, l´ınea 13 - p´agina 17, l´ınea 16; figuras.

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A

FR 2460410 A (HYDRAULIQUE PAUL) 27.02.1981, descripci´ on; figuras 1,5.

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A

DE 2800832 A (SCHULER GMBH L) 12.07.1979, resumen; figuras.

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A

DE 3305264 A (SCHULER GMBH L) 16.08.1984, resumen; figuras.

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Categor´ıa de los documentos citados X: de particular relevancia

on no escrita O: referido a divulgaci´

Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la

on P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentaci´

misma categor´ıa A: refleja el estado de la t´ecnica

de la solicitud es de la fecha E: documento anterior, pero publicado despu´ de presentaci´ on de la solicitud

El presente informe ha sido realizado × para todas las reivindicaciones Fecha de realizaci´ on del informe 13.03.2003

para las reivindicaciones n◦ : Examinador L.Ma¯ Iglesias G´omez

P´ agina

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