ES1106880U - Máquina para romper una biela - Google Patents

Abstract

1. Máquina para la rotura de una biela que tiene un pie y una cabeza, en una pieza (1001) de cuerpo y una pieza (1002) de sombrerete, comprendiendo dicha máquina: elementos (11, 23, 24) de posicionamiento para posicionar dicha biela en una posición para la rotura; un elemento (3) expansible dispuesto para insertarse en un orificio en dicha cabeza de la biela para permitir la división de dicha biela en una pieza de cuerpo y una pieza de sombrerete mediante la expansión de dicho elemento expansible; caracterizada porque la máquina comprende además una prensa eléctrica (4) con un servomotor para accionar el elemento expansible. 2. Máquina según la reivindicación 1, caracterizada porque dichos elementos de posicionamiento comprenden primeros elementos (11) de posicionamiento y al menos un segundo elemento (23) de posicionamiento, porque la máquina adicionalmente comprende: una primera parte (1) y una segunda parte (2), pudiendo dicha segunda parte (2) moverse respecto a dicha primera parte (1), estando dispuesta dicha primera parte (1) para alojar una pieza de sombrerete de dicha cabeza de dicha biela, comprendiendo además dicha primera parte dichos primeros elementos (11) de posicionamiento dispuestos para interaccionar con dicha pieza de sombrerete, estando dispuesta dicha segunda parte (2) para alojar el pie de dicha biela, comprendiendo además dicha segunda parte dicho al menos un segundo elemento (23) de posicionamiento dispuesto para interaccionar con el pie de la biela, y porque dicha segunda parte (2) comprende un primer carro (21) que está dispuesto para poder moverse respecto a dicha primera parte (1) entre una posición proximal y una posición distal, y un segundo carro (22) que está dispuesto para poder moverse respecto a dicho primer carro (21), estando previsto dicho segundo elemento (23) de posicionamiento en dicho segundo carro (22) para fijar la posición del pie de dicha biela respecto a dicho segundo carro (22). 3. Máquina según la reivindicación 2, caracterizada porque el segundo elemento (23) de posicionamiento comprende un pasador de centrado, sujeto a dicho segundo carro (22). 4. Máquina según cualquiera de las reivindicaciones 2 y 3, caracterizada porque incluye además dos elementos (24) de posicionamiento adicionales montados en dicho segundo carro (22) y dispuestos para desplazar la cabeza de la biela hacia la primera parte (1). 5. Máquina según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque incluye además un dispositivo (25) de accionamiento dispuesto para desplazar el segundo carro (22). 6. Máquina según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el segundo carro (22) está dispuesto de manera deslizante dentro del primer carro (21). 7. Máquina según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los primeros elementos (11) de posicionamiento están dispuestos para insertarse en orificios de tornillo de la biela, en la cabeza de la biela. 8. Máquina según la reivindicación 7, caracterizada porque los primeros elementos (11) de posicionamiento están dispuestos para desplazar la biela hacia la segunda parte. 9. Máquina según cualquiera de las reivindicaciones 7 y 8, caracterizada porque los primeros elementos (11) de posicionamiento incluyen salidas (12) de fluido para expulsar un fluido. 10. Máquina según la reivindicación 9, caracterizada porque dichas salidas (12) de fluido están situadas dentro de los orificios de tornillo para posicionarse donde tiene lugar la rotura. 11. Máquina según cualquiera de las reivindicaciones 2-10, caracterizada porque comprende además una pluralidad de salidas (13) de fluido para un fluido de limpieza, dispuestas en dicha primera parte (1) y/o en dicha segunda parte (2).

Description

MÁQUINA PARA ROMPER UNA BIELA

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a máquinas y procedimientos para la producción de bielas , y especialmente a las máquinas para realizar la rotura de la cabeza de las bielas, y acciones relacionadas.

ESTADO DE LA TÉCNICA

En motores de combustión interna para automóviles, la biela se usa para conectar el pistón al cigüeñal. Las bielas se producen habitualmente de metal, tal como acero, aunque también pueden usarse otros materiales, por ejemplo, para conseguir una ligereza deseada. Una biela normalmente tiene un pie con un orificio pequeño, y una cabeza con un orificio grande. El pie se conecta al pistón mediante un pasador o similar, y la cabeza normalmente se conecta al cigüeñal.

La figura 1 ilustra un diseño típico de una biela. La biela 1000 comprende lo que en adelante se denominará una parte de cuerpo o cuerpo 1001 (que comprende la parte de vástago 1004 y el pie 1003 en el que se forma el orificio 1005 pequeño, así como parte de la cabeza en la que se forma el orificio 1006 grande), y un sombrerete 1002 que, junto con la cabeza del cuerpo 1001, define el orificio 1006 grande. El sombrerete 1002 se sujeta al cuerpo mediante tornillos 1007 que se atornillan en orificios correspondientes. La junta 1008 entre el cuerpo 1001 y el sombrerete 1002 a menudo es difícil de ver en la biela terminada.

La biela se obtiene mecanizando una pieza en bruto en forma de un único trozo de metal para producir una pieza en bruto de biela que comprende tanto el pie con el orificio pequeño como la cabeza con el orificio grande. Esta pieza en bruto de biela a continuación se divide en el cuerpo 1001 y el sombrerete 1002. Esta operación normalmente se denomina “rotura” de la biela, una operación que normalmente se realiza introduciendo un objeto, tal como dos piezas de mandril de expansión, en el orificio 1006 grande, y separando estas dos piezas de mandril usando, por ejemplo, un elemento de cuña. Antes de realizar la propia rotura, se han realizado “muescas” en la cabeza, por ejemplo, mediante láser u otro medio adecuado, para establecer muescas que definen el plano en el que la cabeza se dividirá durante la separación de las dos piezas de mandril de expansión.

Debido al hecho de que el sombrerete 1002 y el cuerpo 1001 están separados entre sí “rompiendo” de hecho el metal (en lugar de, por ejemplo, cortando o por otros medios, o en lugar de producir el cuerpo y el sombrerete a partir de dos piezas en bruto independientes), las superficies en las que el cuerpo y el sombrerete se conectan uno con el otro se ajustan muy bien entre sí, una vez que el cuerpo y el sombrerete se han vuelto a montar para formar la biela.

La rotura de piezas en bruto de biela es convencional en la técnica de fabricación de bielas de conexión.

Por ejemplo, el documento DE-19841027-C1 describe una máquina usada para la rotura de bielas. Se usa un láser para producir las muescas que definen el plano de división. La rotura se realiza usando lo que parecen ser dos semimandriles de expansión, que se expanden debido al movimiento de un elemento de cuña. La máquina comprende además medios para atornillar el sombrerete en el cuerpo.

El documento US-6457621-B1 enseña un dispositivo para separar el cuerpo y el sombrerete de una biela, partiendo la cabeza usando dos semimandriles de expansión y una cuña de separación. El dispositivo comprende una mitad de dispositivo fijo y una mitad de dispositivo móvil. El documento US-6457621-B1 describe ampliamente cómo la pieza en bruto de biela puede fijarse en su posición durante la operación.

Asimismo el documento DE-9320463-U1, EP-568119-A1 y EP-467198-A1 describen diferentes disposiciones para la rotura de bielas de conexión.

El documento US-6671955-B1 describe un procedimiento para tratar una biela tras su rotura, aplicando un tratamiento de vibración. Las superficies de división están en contacto durante el tratamiento de vibración.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Un primer aspecto de la invención se refiere a una máquina para la rotura de una biela (o una pieza en bruto de biela, es decir, una pieza en bruto que se ha mecanizado para presentar muchas de las características del producto final, pero con el sombrerete y el cuerpo todavía formando parte del mismo cuerpo de metal) que tiene un pie y una cabeza, en una pieza de cuerpo y una pieza de sombrerete, comprendiendo dicha máquina:

elementos de posicionamiento para posicionar dicha biela en una posición para la rotura; y

un elemento expansible dispuesto para insertarse en un orificio en dicha cabeza de la biela para permitir la división de dicha biela en una pieza de cuerpo y una pieza de sombrerete mediante la expansión de dicho elemento expansible.

Según este aspecto de la invención, la máquina puede comprender además una prensa eléctrica con un servomotor para accionar el elemento expansible, por ejemplo, para desplazar una cuña de separación para separar dos semimandriles. Algunas ventajas relacionadas con el uso de una prensa eléctrica se han explicado anteriormente.

En algunas realizaciones de la invención, la máquina comprende una primera parte y una segunda parte, pudiendo dicha segunda parte moverse respecto a dicha primera parte. Dicha primera parte puede ser, por ejemplo, una parte fija, fija respecto a un bastidor de la máquina; la segunda parte puede montarse entonces de modo que puede moverse con respecto a dicha parte fija, por ejemplo, a lo largo de carriles guía o similar. Por ejemplo, la segunda parte puede ser un carro que puede moverse linealmente respecto a la primera parte, por ejemplo, en el plano horizontal, entre una posición proximal y una posición distal respecto a dicha primera parte. La posición proximal puede ser la posición cuando la biela se monta en la máquina, antes de que comience la operación de división, y la posición distal puede corresponder a una posición al final de la operación de división, cuando ha tenido lugar la rotura y la pieza de sombrerete se ha separado de la pieza de cuerpo.

Dicha primera parte está dispuesta para alojar una pieza de sombrerete de dicha cabeza de dicha biela, y dicha primera parte comprende además primeros elementos de posicionamiento dispuestos para interaccionar con dicha pieza de sombrerete. Estos elementos de posicionamiento pueden servir para determinar, o contribuir a determinar, o fijar, la posición de la cabeza de la biela respecto a la primera parte de la máquina; por ejemplo, estos primeros elementos de posicionamiento pueden estar en línea con los pasadores enseñados por el documento US-6457621-B1 o el documento DE-9320463-U1.

Dicha segunda parte está dispuesta para alojar el pie de dicha biela , y dicha segunda parte comprende además al menos un segundo elemento de posicionamiento dispuesto para interaccionar con el pie de la biela . Este segundo elemento de posicionamiento puede, por ejemplo, incluir un pasador, una protuberancia o similar dispuestos para posicionarse dentro del orificio pequeño del pie de la biela , impidiendo o limitando de este modo el movimiento del pie de la biela en relación con este pasador.

La máquina comprende además un elemento expansible dispuesto para insertarse en un orificio en dicha cabeza de la biela para permitir la división de dicha biela en una pieza de cuerpo y una pieza de sombrerete mediante la expansión de dicho elemento expansible. Dicha segunda parte puede desplazarse básicamente respecto a dicha primera parte de modo que tras la división de dicha biela , la pieza de sombrerete se retiene en dicha primera parte y la pieza de cuerpo se mueve con dicha segunda parte, alejándose de dicha pieza de sombrerete. El elemento expansible normalmente puede estar compuesto de la manera convencional, es decir, comprendiendo dos semimandriles de expansión dispuestos para separarse mediante una cuña de separación. Uno de los semimandriles de expansión puede estar sujeto a la primera parte y la otra parte de mandril de expansión puede conectarse a la segunda parte de la máquina.

Según estas realizaciones de la invención, dicha segunda parte comprende un primer carro (el término “carro” se usa en un sentido genérico y no debe interpretarse para implicar ninguna limitación en lo que respecta al diseño y la disposición del carro) que está dispuesto para poder moverse respecto a dicha primera parte entre una posición proximal y una posición distal, y un segundo carro que está dispuesto para poder moverse (por ejemplo, de manera lineal) respecto a dicho primer carro, estando previsto dicho segundo elemento de posicionamiento en dicho segundo carro para montar (o determinar, o fijar) la posición del pie de dicha biela respecto a dicho segundo carro.

Es decir, la posición del pie de la biela es sustancialmente fija respecto al segundo carro durante el funcionamiento del dispositivo, mientras que puede moverse respecto al primer carro y, evidentemente, también respecto a la primera parte de la máquina. Debido al uso de dos carros con la posibilidad de movimiento relativo entre ellos, es posible un cierto movimiento del segundo carro, en el que está situado el pie de la biela , con respecto al primer carro. De este modo, es posible impedir y reducir las fuerzas y esfuerzos que pueden aparecer en el vástago

o en parte de la biela durante la rotura de la biela. Es decir, disponer el pie de la biela de manera flotante respecto al primer carro puede ser ventajoso. Por ejemplo, cuando el elemento expansible empieza a expandirse, puede forzar al primer carro a moverse, lo que podría generar esfuerzos en la biela si el pie de la biela no estuviera dispuesto de manera flotante respecto a dicho primer carro. Por ejemplo, si uno de los semimandriles de expansión se sujeta al primer carro, el primer carro se verá forzado a moverse cuando comience la expansión del elemento expansible, sin embargo, la disposición del pie de la biela posicionado respecto al segundo carro permite a este pie mantener su posición a pesar del movimiento del primer carro, durante esta primera parte del funcionamiento de la máquina, antes de que tenga lugar la rotura.

El elemento expansible puede incluir una primera parte de manguito acoplada a (o solidaria con, o montada en, o fijada a, por ejemplo, atornillada en) dicha primera pieza, y una segunda parte de manguito unida a (o solidaria con, o montada en, o fijada a, por ejemplo, atornillada en) el primer carro, estando dispuestas dichas primera y segunda partes de manguito para formar, cuando dicho primer carro está en dicha posición proximal, un saliente dispuesto para ajustarse en un orificio grande en la cabeza de la biela . Es decir, cada una de dichas partes de manguito puede constituir un segmento de, por ejemplo, un cilindro o similar, tal como aproximadamente un segmento de 180 grados, de modo que cuando se juntan, forman sustancialmente un cilindro o manguito de 360 grados, que penetra en el orificio grande de la biela cuando esta biela se pone en la máquina para la rotura. Por otro lado, parte del elemento expansible puede disponerse dentro de este cilindro o manguito. Por ejemplo, cuando el elemento expansible comprende dos semimandriles de expansión, una de estas partes de manguito puede disponerse en correspondencia con –por ejemplo, rodeando parcialmente- uno de los semimandriles de expansión, y la otra parte de manguito puede disponerse en correspondencia con el otro semimandril de expansión, con lo cual las partes de manguito pueden servir para adaptar el tamaño del elemento expansible al tamaño del orificio grande de un determinado tipo de cigüeñal para introducirse en la máquina. Es decir, la adaptación del elemento expansible al tamaño de un producto específico puede realizarse simplemente sustituyendo las partes de manguito, y sin necesidad de sustituir los semimandriles de expansión.

Cuando el elemento expansible comienza a expandirse, las partes de manguito se alejarán entre sí y hacia la superficie interior del orificio grande. Por tanto, estas partes de manguito ejercerán una presión creciente sobre la superficie interior del orificio grande, y la expansión continuada del elemento expansible terminará produciendo la rotura de la cabeza de la biela en dicha pieza de sombrerete y dicha pieza de cuerpo. Sin embargo, antes de que tenga lugar la rotura, y mientras se hace que la segunda parte de manguito se mueva debido a la expansión del elemento expansible, se fuerza al primer carro de la segunda parte a alejarse de la primera parte, puesto que la segunda parte de manguito (y, si es de aplicación, un semimandril de expansión correspondiente) está sujeta(o) a este primer carro. De este modo, si el pie de la biela estuviera fijado directamente a este primer carro, podrían producirse esfuerzos que eventualmente podrían causar algún daño a la biela , por ejemplo, a su vástago. Sin embargo, puesto que el pie de la biela se posiciona respecto al segundo carro, que puede desplazarse respecto al primer carro en una dirección paralela a la dirección de movimiento del primer carro, estos esfuerzos pueden evitarse, puesto que el primer carro no fuerza al pie de la biela a desplazarse alejándose de la primera parte durante esta fase del movimiento del primer carro. Es decir, la disposición flotante del pie de la biela puede ser ventajosa y reduce el riesgo de daños a la biela durante, por ejemplo, la parte inicial de la operación de división. En el presente contexto, los términos “parte de manguito”, “manguito”, “cilindro”, etc., no deben interpretarse en un sentido limitado, sino que se usan para indicar cualquier disposición que pueda formar un saliente para disponerse dentro del orificio grande y, por ejemplo, alrededor de los semimandriles de expansión. Por ejemplo, no es necesario que las partes de manguito o manguito sean completamente continuas o completamente circulares por toda su circunferencia. Asimismo, no es necesario que las partes de manguito constituyan partes de arco de 180 grados. Cada parte de manguito puede, por ejemplo, incluir partes aplanadas, y/o puede estar constituida por una pluralidad de partes de arco más cortas que juntas constituyen una parte de arco más grande.

La primera parte de manguito puede estar unida a la primera parte mediante tornillos, y la segunda parte de manguito puede estar unida al primer carro mediante tornillos. Por ejemplo, cada una de estas partes de manguito puede estar unida a la parte correspondiente o carro mediante sólo algunos tornillos, por ejemplo, uno, dos, tres o cuatro tornillos. Esto hace que sea fácil sustituir la correspondiente parte de manguito, siempre que sea necesario.

La máquina puede comprender una pluralidad de conjuntos de dicha primera parte de manguito y dicha segunda parte de manguito, estando adaptado al menos uno de dichos conjuntos a un tipo de biela diferente que otro de dichos conjuntos. Es decir, un conjunto que comprende una primera parte de manguito y una segunda parte de manguito puede estar adaptado a un determinado diámetro del orificio grande, y otro conjunto puede estar adaptado a un diámetro diferente del orificio grande. De este modo, la máquina puede estar adaptada para la producción de diferentes productos sustituyendo uno de dichos conjuntos por otro de dichos conjuntos.

El segundo elemento de posicionamiento puede comprender un pasador de centrado, sujeto a dicho segundo carro. Un pasador de centrado es un medio sencillo para fijar la posición del pie de la biela , dejando que penetre el orificio pequeño.

La máquina puede incluir además dos elementos de posicionamiento adicionales montados en dicho segundo carro y dispuestos para desplazar la cabeza de la biela hacia la primera parte. Estos elementos de posicionamiento adicionales pueden ayudar a abrazar la biela en su posición sobre la segunda parte, porque tienden a empujar la biela alejándola del segundo elemento de posicionamiento, tal como el pasador de centrado. De este modo, incluso si el diámetro del orificio pequeño es más grande que el diámetro del pasador de centrado, de modo que exista cierto juego, los medios de posicionamiento adicionales pueden garantizar que hay tensión en la biela y que la posición de la biela respecto al pasador de centrado está bien definida.

La máquina puede incluir además un dispositivo de accionamiento dispuesto para desplazar el segundo carro, por ejemplo, respecto al primer carro. Por ejemplo, este dispositivo de accionamiento puede servir para desplazar el segundo carro hacia una posición de carga para cargar la biela en la máquina.

El segundo carro puede estar dispuesto de manera deslizante dentro del primer carro. Es decir, el primer carro puede constituir una parte de bastidor con una abertura, en la que el segundo carro puede estar dispuesto de modo que pueda deslizarse hacia delante y hacia atrás dentro de dicha abertura.

Los primeros elementos de posicionamiento pueden estar dispuestos para insertarse en orificios de tornillo de la biela , en la cabeza de la biela , es decir, en los orificios que se usan para atornillar la pieza de sombrerete en la pieza de cuerpo tras la rotura.

Los primeros elementos de posicionamiento pueden estar dispuestos para desplazar la biela hacia la segunda parte. Es decir, los primeros elementos de posicionamiento pueden estar dispuestos para empujar la biela hacia la posición proximal, y, cuando la máquina tiene un manguito tal como se describió anteriormente, por tanto desplaza la pieza de sombrerete de la biela hacia la primera parte de manguito, preferiblemente de modo que está en contacto con dicha primera parte de manguito cuando comienza la operación de división.

Los primeros elementos de posicionamiento pueden incluir salidas de fluido para expulsar un fluido. Es decir, estas salidas de fluido pueden expulsar aire comprimido o cualquier otro fluido, que puede ayudar a limpiar las superficies de división tras la rotura, eliminando partes sueltas. Puesto que están alojadas dentro de los orificios de tornillo de la biela , las salidas de fluido pueden situarse muy cerca de las superficies de división, para la eliminación eficaz de las partículas sueltas.

Dichas salidas de fluido pueden situarse dentro de los orificios de tornillo para posicionarse donde tiene lugar la rotura. Es decir, cuando los primeros elementos de posicionamiento se insertan en los orificios de tornillo, una vez que alcanzan su posición final, las salidas de fluido se sitúan en el área en la que se ha realizado la muesca a la biela y en la que tendrá lugar la rotura. De este modo, una vez que tiene lugar la rotura, el fluido que sale por las salidas de fluido incidirá en las superficies de división de la pieza de sombrerete y la pieza de cuerpo, y ayudará a eliminar las partículas sueltas.

La máquina puede comprender además una pluralidad de salidas de fluido para un fluido de limpieza, dispuestas en dicha primera parte y/o en dicha segunda parte. Estas salidas de fluido pueden ayudar adicionalmente a eliminar las partículas sueltas.

Tal y como se ha indicado más arriba, la máquina según la invención comprende además una prensa eléctrica con un servomotor para accionar el elemento expansible. En este campo técnico, tradicionalmente, los elementos expansibles se han accionado mediante émbolos mecánicos y, más frecuentemente, mediante sistemas hidráulicos. Se ha considerado que los sistemas hidráulicos funcionan bien y que generalmente son fiables. Sin embargo, se ha encontrado que una prensa eléctrica puede implicar ciertas ventajas. Por ejemplo, en muchos aspectos es más limpia, y puede facilitar el cumplimiento de las normas medioambientales, tales como ISO 14000. Asimismo, puede mejorarse la estabilidad y el control del proceso. Una prensa eléctrica puede funcionar con un servomotor, que puede controlarse de manera sencilla y fiable. Parámetros tales como la fuerza, la velocidad, la posición, etc., pueden controlarse fácilmente. Se dispone de prensas eléctricas que proporcionan un control fiable de estos parámetros sin la necesidad de gran cantidad de sensores; por el contrario, los sistemas hidráulicos requieren sensores para verificar la velocidad, la fuerza, la posición, etc. La prensa eléctrica puede estar dispuesta para funcionar con una fuerza en el intervalo de, por ejemplo, 500 N a 120 kN.

Una ventaja adicional relacionada con el uso de una prensa eléctrica es que el funcionamiento de la máquina dependerá menos de factores externos tales como la temperatura. El funcionamiento de un sistema hidráulico puede, en gran medida, verse influido por la temperatura, puesto que ésta influye en la viscosidad del fluido del sistema. Por tanto, el rendimiento puede variar con la temperatura. Este inconveniente se evita al menos parcialmente cuando se usa una prensa eléctrica en lugar del actuador hidráulico tradicional.

Asimismo, el uso de una prensa eléctrica puede implicar un consumo de energía reducido si se compara con un sistema hidráulico o neumático.

Una prensa eléctrica puede funcionar normalmente con una repetibilidad del orden de +/-0,005 mm. Este grado de repetibilidad puede reducir la necesidad de realizar calibraciones cuando se adapta la máquina para, por ejemplo, producir un nuevo tipo de biela .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para completar la descripción y con el fin de proporcionar un mejor entendimiento de la invención, se proporciona un conjunto de dibujos. Dichos dibujos forman parte integral de la descripción e ilustran una realización preferida de la invención, que no debe interpretarse como restrictiva del alcance de la invención, sino sólo como ejemplo de cómo puede realizarse la invención. Los dibujos comprenden las siguientes figuras:

La figura 1 ilustra un ejemplo de una biela .

Las figuras 2A y 2B son dos vistas desde arriba de una máquina según una realización de la invención, sin y con una biela que va a romperse, respectivamente.

La figura 3 es una vista parcial en perspectiva de la máquina de las figuras 2A y 2B.

La figura 4 ilustra esquemáticamente los primeros elementos de posicionamiento.

La figura 5 es una vista en perspectiva de la máquina, que incluye el actuador del elemento expansible.

La figura 6 es una vista lateral en sección transversal de un primer carro de posicionamiento y equipo asociado.

La figura 7 es una vista en perspectiva de un primer carro de posicionamiento.

Las figuras 8A y 8B son vistas laterales esquemáticas en sección transversal de un primer carro de posicionamiento y equipo asociado, que ilustra cómo un carro se bloquea en posición.

La figura 9 es una vista posterior esquemática de la parte de la máquina asociada a los

primeros carros de posicionamiento. La figura 10 es una vista posterior en perspectiva de dicha parte de la máquina.

DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERIDA DE LA INVENCIÓN

Las figuras 2A y 2B ilustran esquemáticamente una máquina según la presente invención, que incluye un bastidor de máquina básico que incluye una primera parte 1, fija, respecto a la cual una segunda parte 2, que comprende un primer carro 21 (principal), está montada de manera deslizante, entre una posición proximal y una posición distal. La segunda parte 2 comprende además un segundo carro 22, que está montado de manera deslizante dentro del primer carro, de modo que puede moverse hacia delante y hacia atrás dentro de dicho primer carro 21. Se prevé un actuador o dispositivo 25 de accionamiento en el primer carro 21, para desplazar de manera controlable el segundo carro 22 dentro del primer carro, por ejemplo, para desplazar el segundo carro contra los topes 26 en una fase de carga de la operación de la máquina.

Como puede verse mejor en la figura 3, una primera semicarcasa o parte 19 de manguito está sujeta a la primera parte 1 mediante tornillos 190, y una segunda semicarcasa o parte 29 de manguito está sujeta al primer carro 21 mediante tornillos 290. Estas dos partes 19 y 29 de manguito forman, cuando están juntas (es decir, cuando el primer carro está en la posición proximal, tal como se ilustra en la figura 3), un saliente, que entrará en el orificio grande de la biela 1000 de conexión cuando la biela esté montada en la máquina para la rotura (como se muestra en la figura 2B). Estas partes de manguito forman parte de un elemento 3 de expansión, que comprende además dos semimandriles 31 y 32 de expansión, situados dentro del manguito o cilindro formado por las partes de manguito primera 19 y segunda 29. Una de estas piezas de mandril 31 de expansión está unida a la primera parte 1 de la máquina, y la otra pieza de mandril de expansión está sujeta al primer carro 21. Los semimandriles de expansión están dispuestos para separarse mediante un movimiento de avance de una cuña 33 de separación. La cuña de separación puede accionarse mediante cualquier medio de accionamiento adecuado, tal como un actuador hidráulico convencional usado a menudo en esta clase de máquinas, aunque a veces puede ser preferible usar una prensa 4 eléctrica, como se ilustra esquemáticamente en la figura 5.

Además del manguito constituido por las partes de manguito primera 19 y segunda 29, existen varios medios de posicionamiento adicionales para posicionar la biela en la máquina. Primeros medios de posicionamiento están dispuestos en la primera parte 1 e incluyen primeros elementos 11 de posicionamiento, que están dispuestos para desplazarse hacia delante y hacia atrás mediante correspondientes actuadores alojados en los carros 11A (denominados en el presente documento primeros carros de posicionamiento), montados en la primera parte 1 de la máquina. Estos primeros elementos 11 de posicionamiento están dispuestos para insertarse al menos parcialmente en los orificios de tornillo de la biela que se usan para alojar los tornillos que sujetan la pieza de sombrerete a la pieza de cuerpo tras la rotura, como se ilustra esquemáticamente en la figura 4. Estos primeros elementos de posicionamiento incluyen una pieza de tobera o parte 111 que se inserta en dichos orificios de tornillo desde el extremo de pieza de sombrerete de la biela , y una superficie 110 de contacto

o parte de tope que, cuando los elementos de posicionamiento se llevan hacia la biela durante el funcionamiento de la máquina, hace tope contra la pieza de sombrerete de la biela y por tanto la desplaza hacia la primera pieza 19 de manguito, estableciendo contacto con dicha primera pieza 19 de manguito. Las piezas de tobera se insertan así completamente en los orificios de tornillo. Como se ilustra en la figura 4, las piezas 111 de tobera incluyen salidas 12 de fluido y, durante el funcionamiento de la máquina, puede preverse un fluido de limpieza para que fluya de manera constante o intermitente de estas salidas 12. Estas salidas están posicionadas de modo que cuando tiene lugar la rotura, el fluido procedente de estas salidas 12 de fluido incidirá en las superficies de división de la pieza de sombrerete y/o la pieza de cuerpo, para ayudar a eliminar las partículas sueltas.

Por otro lado, como se muestra mejor en la figura 3, se prevén salidas 13 de fluido adicionales en la primera parte 1 y en el primer carro 21, adyacentes al área en el que las dos piezas 19 y 29 de manguito se encuentran, para proporcionar fluido adicional a las superficies de división cuando tiene lugar la rotura, para ayudar a eliminar las partículas sueltas.

El fluido puede ser, por ejemplo, aire comprimido.

Medios de posicionamiento adicionales para posicionar la biela para la rotura comprenden un pasador 23 de centrado, dispuesto para ajustarse en el orificio 1005 pequeño de la biela , y dos posicionadores 24 adicionales dispuestos para desplazar la cabeza de la biela alejándose del pasador 23 de centrado. El pasador 23 de centrado y los posicionadores 24 adicionales están dispuestos en el segundo carro 22 que, como se explicó anteriormente, puede moverse dentro del primer carro 21. El objetivo de esta disposición flotante de los medios de posicionamiento es reducir el riesgo de esfuerzos o fuerzas excesivas que puedan dañar o deteriorar la biela durante una fase inicial de la operación de división.

Según la presente realización, cuando la biela va a situarse en la máquina, el segundo carro 21 se desplaza contra los topes 26 mediante el actuador 25, y la biela se inserta en la máquina, de modo que el pasador 23 de centrado entra en el orificio pequeño de la biela . El pasador 23 de centrado puede desplazarse hacia la primera parte 1 mediante fuerzas externas, para facilitar un correcto posicionamiento de la biela , que se sitúa de modo que el manguito 19+29 entra en el orificio 1006 grande de la biela .

Una vez se ha posicionado la biela , los primeros elementos 11 de posicionamiento se llevan hacia delante (es decir, hacia la biela ), las toberas 111 entran en los orificios de tornillo, y las superficies 110 de contacto hacen tope contra la pieza de sombrerete de la biela , de modo que la biela se desplaza firmemente contra, y en contacto con, la primera pieza 19 de manguito; tanto los actuadores de los primeros elementos de posicionamiento (alojados en los primeros carros 11A de posicionamiento) como el actuador 25 tienden por tanto a desplazar la biela hacia la primera pieza 19 de manguito. Esto genera una pequeña separación entre la superficie interior del orificio grande de la biela , y la segunda pieza 29 de manguito.

Cuando la cuña 33 de separación comienza a avanzar, se fuerza a la segunda pieza 29 de manguito a moverse alejándose de la primera pieza 19 de manguito, hacia el pie de la biela ; el primer carro 21 en el que la segunda pieza 29 de manguito está montada se moverá asimismo. Si el pie de la biela se hubiera fijado al primer carro 21, se habrían producido tensiones en la biela , puesto que se impide que su cabeza se mueva mediante la primera pieza 19 de manguito. Sin embargo, puesto que el pasador 23 está montada en el segundo carro 22, que es flotante respecto al primer carro 21, la biela puede mantener su posición original sin esfuerzos sustanciales, a pesar de este movimiento inicial del primer carro 21. De este modo, estas tensiones y esfuerzos no se producen o, al menos, se reducen sustancialmente.

Una vez que la segunda pieza 29 de manguito hace tope con la superficie interior del orificio grande de la biela , tiene lugar la rotura de la manera normal, según muescas o similares, realizadas previamente mediante, por ejemplo, láser, de manera convencional. Tras la rotura, la pieza de cuerpo y la pieza de sombrerete se separan, y la pieza de cuerpo se aleja de la pieza de sombrerete debido al movimiento del primer carro 21.

La figura 5 ilustra esquemáticamente el uso de un accionamiento de prensa eléctrica en lugar de un accionamiento hidráulico usado convencionalmente. Las ventajas que implica se han descrito anteriormente.

Para adaptar la máquina a diferentes clases de bielas que van a producirse, puede ser necesario cambiar la distancia entre los primeros elementos 11 de posicionamiento, para adaptar esta distancia a la distancia entre los orificios de tornillo en el extremo de sombrerete de la biela que va a producirse, de modo que las piezas 111 de tobera pueden insertarse en dichos orificios de tornillo o, si los primeros elementos de posicionamiento no incluyen esta clase de piezas de tobera, la superficie 110 de contacto hará tope contra la cabeza de la biela en un punto o área deseados de dicha cabeza. Para facilitar esto, los primeros elementos 11 de posicionamiento pueden situarse en primeros carros 11A de posicionamiento que están dispuestos de manera que pueden desplazarse lateralmente a lo largo de guías 11F horizontales, como se muestra en la figura 6. Estas guías 11F están asociadas a una pieza 1A fija de la máquina, que puede fijarse respecto a, por ejemplo, la primera parte 1 de la máquina. Volantes manuales 11G están montados en dicha pieza 1A fija para desplazar elementos 11C de bloqueo usados para bloquear los primeros carros de posicionamiento en posiciones seleccionadas, cada una de dichas posiciones seleccionadas correspondiente a una posición predeterminada del correspondiente primer elemento 11 de posicionamiento. Por tanto, situando los primeros carros de posicionamiento en una posición específica seleccionada, la máquina puede adaptarse para fabricar una clase específica de biela , que tiene una distancia específica entre los orificios de tornillo.

La figura 7 ilustra cómo un primer carro de posicionamiento está dotado de una pluralidad de aberturas 11B, distribuidas en la dirección vertical. Cada una de dichas aberturas tiene una posición específica también en la dirección lateral u horizontal (a primera vista, puede parecer que las aberturas 11B están todas en la misma posición a lo largo del eje horizontal, pero esto sólo se debe al hecho de que las aberturas son sustancialmente mayores que la diferencia en su posición en la dirección horizontal; la diferencia entre las distancias de los orificios de tornillo de diferentes bielas puede ser bastante pequeña, de modo que el desplazamiento lateral de los primeros carros de posicionamiento necesario para adaptar la máquina a diferentes clases de bielas a menudo no es muy grande; sin embargo, puede preferirse el uso de aberturas 11B bastante grandes; por ejemplo, puede preferirse que todas las aberturas se solapen entre sí en más del 50% cuando se proyecten –ortogonalmente- sobre el eje horizontal, puesto que esto puede facilitar la inserción del elemento de bloqueo cuando se conmuta de una abertura a la otra, tal como quedará claro a partir de nuestra explicación posterior).

Por tanto, insertando el elemento 11C de bloqueo en una seleccionada de dichas aberturas 11B, el carro 11A puede situarse en una posición específica lateral/horizontal, correspondiente a una posición específica del primer elemento de posicionamiento. La figura 8A muestra cómo el elemento 11C de bloqueo se ha situado al nivel de la segunda abertura 11B desde arriba, y haciendo girar el volante manual 11G el elemento de bloqueo se introduce en esta abertura, hasta la posición mostrada en la figura 8B, en la que ajusta perfectamente en dicha abertura 11B, bloqueando así el carro 11A en una determinada posición lateral seleccionada.

Como puede verse en las figuras 8A y 8B, el elemento 11C de bloqueo tiene un extremo cónico. La figura 7 ilustra cómo las aberturas 11B tienen todas un tamaño de modo que se solapan sustancialmente cuando se proyectan sobre el eje horizontal. Es decir, cuando se desplaza el elemento 11C de bloqueo en la dirección vertical para cambiarlo de haberse insertado en una de estas aberturas a insertarse en otra de estas aberturas, la punta del elemento de bloqueo estará en correspondencia con la nueva abertura, evitando de este modo la necesidad de desplazar “de manera manual” el carro lateralmente para poder insertar la punta en la correspondiente abertura. Ahora, cuando se hace girar el volante manual para introducir el elemento de bloqueo en la nueva abertura, debido al carácter biselado del extremo y al ajuste perfecto entre el elemento 11C de bloqueo y la abertura 11B cuando el elemento de bloqueo está completamente insertado, el movimiento de avance del elemento 11C de bloqueo desplazará el carro 11A lateralmente a su posición deseada.

Las figuras 9 y 10 ilustran una guía 11H vertical para la estructura 11D de unión mediante la cual los elementos 11C de bloqueo correspondientes a los dos carros 11A se unen entre sí, junto con sus volantes manuales 11G asociados. Esta guía están montada en la parte posterior de la pieza 1A fija de la máquina, e incluye una pluralidad de aberturas 11J, cada una de dichas aberturas correspondiente a una de las aberturas 11B en los carros 11A. Puede verse cómo las aberturas 11B en los carros 11A son visibles desde la parte posterior a través de las ranuras 11I a través de las cuales penetran los elementos 11C de bloqueo (véanse también las figuras 8A y 8B).

En la posición mostrada en la figura 9, los elementos 11C de bloqueo están asociados a las aberturas 11B más inferiores de los dos carros 11A. Para cambiar la máquina para la fabricación de una biela que tiene una distancia diferente entre los orificios de tornillo en el extremo de sombrerete, por ejemplo, la distancia correspondiente a la segunda abertura 11B desde arriba, el operario de la máquina moverá en primer lugar los volantes manuales 11G para retirar los elementos 11C de bloqueo de las aberturas 11B. A continuación, el operario tirará de los medios 11E de bloqueo hacia atrás, de modo que se extrae un pasador correspondiente de las aberturas 11J más inferiores. A continuación, el operario levantará, por ejemplo, de manera manual, toda la disposición de bloqueo, incluyendo la estructura 11D de unión, los volantes manuales 11G, y los elementos 11C de bloqueo asociados, hasta que el pasador (no mostrado) de los medios 11E de bloqueo alcance el nivel de la segunda abertura 11J desde arriba, en la que el operario dejará que el pasador (tal como un pasador pre cargado de resorte) se ajuste en esta abertura. Esto corresponde a la posición de la figura 8A. El operario puede ahora simplemente girar los volantes manuales para introducir los elementos 11C de bloqueo en las segundas aberturas 11B desde arriba, y durante esta inserción de los elementos de bloqueo en las aberturas 11B respectivas, los dos carros 11A se desplazan a sus nuevas posiciones, posicionando así los primeros elementos de posicionamiento en la posición correcta para fabricar la nueva clase de biela .

Lista de números de referencia:

1 primera parte de la máquina

1A pieza fija de la máquina, que puede fijarse respecto a dicha primera parte de la máquina

2 segunda parte de la máquina

3 elemento expansible

4 prensa eléctrica

11 primeros elementos de posicionamiento

11A primeros carros de posicionamiento, que alojan, por ejemplo, los actuadores de los primeros elementos de posicionamiento

11B primeros medios de acoplamiento, para fijar la posición lateral de los primeros carros de posición; estos primeros medios de acoplamiento pueden ser aberturas

11C segundos medios de acoplamiento dispuestos para interaccionar con los primeros medios de acoplamiento para fijar la posición de los primeros carros de posición; estos segundos medios de acoplamiento pueden comprender un elemento de bloqueo que va a insertarse en una de las aberturas

11D estructura de unión

11E medios de bloqueo de la estructura de unión

11F guías horizontales

11G volante manual para desplazar un elemento 11C de bloqueo

11H guía vertical para la estructura 11D de unión

11I ranuras

11J aberturas en la guía 11H vertical

12 salidas de fluido en los primeros elementos de posicionamiento

13 salidas de fluido

19 primera parte de manguito 21 primer carro de la segunda pieza 22 segundo carro de la segunda pieza 23 segundo elemento de posicionamiento 24 elementos de posicionamiento adicionales 25 dispositivo de accionamiento / actuador 26 topes 29 segunda parte de manguito 31, 32 semimandriles de expansión 33 cuña de separación 110 superficie de contacto 111 parte de tobera 190, 290 tornillos 1000 biela 1001 cuerpo 1002 sombrerete 1003 pie 1004 vástago 1005 orificio pequeño 1006 orificio grande 1007 tornillos 1008 junta entre cuerpo y sombrerete

En este texto, el término “comprende” y sus derivaciones (tales como “que comprende”, etc.) no deben entenderse en un sentido excluyente, es decir, estos términos no deben interpretarse como excluyentes de la posibilidad de que lo descrito y definido pueda incluir

5 elementos, etapas, etc. adicionales.

Por otro lado, la invención no se limita obviamente a la(s) realización(es) específicas descritas en el presente documento, sino que también engloba cualquier variación que cualquier experto en la técnica pueda considerar (por ejemplo, en lo que respecta a la elección de materiales, dimensiones, componentes, configuración, etc.), dentro del alcance

10 general de la invención tal como se define en las reivindicaciones.

Claims (11)

1. REIVINDICACIONES

   1. Máquina para la rotura de una biela que tiene un pie y una cabeza, en una pieza (1001) de cuerpo y una pieza (1002) de sombrerete, comprendiendo dicha máquina: elementos (11, 23, 24) de posicionamiento para posicionar dicha biela en una posición para la rotura;

   un elemento (3) expansible dispuesto para insertarse en un orificio en dicha cabeza de la biela para permitir la división de dicha biela en una pieza de cuerpo y una pieza de sombrerete mediante la expansión de dicho elemento expansible;

   caracterizada porque la máquina comprende además una prensa eléctrica (4) con un servomotor para accionar el elemento expansible.
2. 2. Máquina según la reivindicación 1, caracterizada porque dichos elementos de posicionamiento comprenden primeros elementos (11) de

   posicionamiento y al menos un segundo elemento (23) de posicionamiento,

   porque la máquina adicionalmente comprende:

   una primera parte (1) y una segunda parte (2), pudiendo dicha segunda parte (2)

   moverse respecto a dicha primera parte (1), estando dispuesta dicha primera parte (1) para alojar una pieza de sombrerete de dicha cabeza de dicha biela, comprendiendo además dicha primera parte dichos primeros elementos (11) de posicionamiento dispuestos para interaccionar con dicha pieza de sombrerete, estando dispuesta dicha segunda parte (2) para alojar el pie de dicha biela, comprendiendo además dicha segunda parte dicho al menos un segundo elemento

   (23) de posicionamiento dispuesto para interaccionar con el pie de la biela, y porque dicha segunda parte (2) comprende un primer carro (21) que está dispuesto para poder

   moverse respecto a dicha primera parte (1) entre una posición proximal y una posición distal, y un segundo carro (22) que está dispuesto para poder moverse respecto a dicho primer carro (21), estando previsto dicho segundo elemento (23) de posicionamiento en dicho segundo carro (22) para fijar la posición del pie de dicha biela respecto a dicho segundo carro (22).

3. 3.

   Máquina según la reivindicación 2, caracterizada porque el segundo elemento (23) de posicionamiento comprende un pasador de centrado, sujeto a dicho segundo carro (22).

4. 4.

   Máquina según cualquiera de las reivindicaciones 2 y 3, caracterizada porque incluye

   además dos elementos (24) de posicionamiento adicionales montados en dicho segundo carro

   (22) y dispuestos para desplazar la cabeza de la biela hacia la primera parte (1).

5. 5.

   Máquina según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque incluye además un dispositivo (25) de accionamiento dispuesto para desplazar el segundo carro (22).

6. 6.

   Máquina según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el segundo carro (22) está dispuesto de manera deslizante dentro del primer carro (21).

7. 7.

   Máquina según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los primeros elementos (11) de posicionamiento están dispuestos para insertarse en orificios de tornillo de la biela, en la cabeza de la biela.

8. 8.

   Máquina según la reivindicación 7, caracterizada porque los primeros elementos (11) de posicionamiento están dispuestos para desplazar la biela hacia la segunda parte.

9. 9.

   Máquina según cualquiera de las reivindicaciones 7 y 8, caracterizada porque los primeros elementos (11) de posicionamiento incluyen salidas (12) de fluido para expulsar un fluido.

10. 10.

    Máquina según la reivindicación 9, caracterizada porque dichas salidas (12) de fluido están situadas dentro de los orificios de tornillo para posicionarse donde tiene lugar la rotura.

11. 11.

    Máquina según cualquiera de las reivindicaciones 2-10, caracterizada porque comprende además una pluralidad de salidas (13) de fluido para un fluido de limpieza, dispuestas en dicha primera parte (1) y/o en dicha segunda parte (2).