ES2193930T5 - Herramienta de prensado y su metodo de mando. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para gobernar una herramienta de prensado (1) accionada eléctricamente para el prensado de elementos de acoplamiento que tiene una pinza de apriete (2), en el que la herramienta de prensado mueve un pistón accionable hidráulicamente (12) hasta alcanzar una presión predeterminada y cierra así la pinza de apriete (2), caracterizada porque con la inserción o el cambio de la pinza de apriete (2) se anula el valor de recorrido nominal almacenado y después se acciona la herramienta de prensado (1, 5) con/o sin realizar una operación de apriete, en eque se registra el recorrido en el que retrocede el pistón (12) hasta alcanzar un valor de seguridad predeterminado de la presión, que se sitúa por encima de la presión de apriete necesaria, y se compara como valor de recorrido nominal hasta tolerancias ajustables con cada valor de recorrido efectivo de cada proceso de prensado subsiguiente, en el que las desviaciones con respecto al valor de recorrido nominal activan una señal.
Description
Herramienta de prensado y su método de
mando.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para gobernar una herramienta de prensado accionada
eléctricamente para el prensado de elementos de acoplamiento que
tiene una pinza de apriete.
Las herramientas de prensado de la clase antes
citada se utilizan para prensar elementos de acoplamiento, tales
como casquillos de presión, racores de presión, manguitos de tubo,
secciones de tubo enchufadas una dentro de otra y similares. Las
herramientas de prensado presentan una pinza de apriete con
mandíbulas de apriete, que forman un espacio de prensado del
elemento de acoplamiento a comprimir. La presión de apriete
necesaria para el prensado es suministrada por un accionamiento en
general hidráulico.
Después de cada operación de prensado hay que
comprobar si el elemento de acoplamiento ha sido apretado al grado
deseado o si el prensado es demasiado fuerte o desasido débil. Esta
comprobación se realiza mediante un control de visión.
Sin embargo, si la fuerza de prensado sólo está
ligeramente fuera de los límites de tolerancia, no puede ser
reconocida mediante un simple examen visual. Además, depende de la
fiabilidad del operario así como de lo cuidadoso que sea en realizar
el control visual.
Las herramientas de prensado son aparatos de
trabajo que presentan un alto riesgo de accidentes. Se han producido
ya varios accidentes de trabajo en los que la pinza de apriete se
arrojó de manera incontrolada, separando y deformando el alojamiento
en forma de horquilla.
Se ha propuesto por tanto, según la patente
EP-A-0 712696, prever un elemento de
vigilancia que controle en su posición completamente introducida el
perno de conexión y que esté conectado a través de un elemento de
cambio con el motor de arrastre.
Incluso cuando se mantiene correctamente la
pinza de apriete en la herramienta de prensado, esto no garantiza un
prensado impecable de las piezas tubulares. Las razones por
prensados cualitativamente insatisfactorios pueden ser muy variadas.
Además de las razones que dependen del funcionamiento de la
herramienta de prensado, tienen lugar razones que se relacionan con
una elaboración insuficiente. Por ejemplo, la pinza de apriete o su
mandíbula de apriete puede estar sucia, lo que no permite alcanzar
un cierre satisfactorio de la pinza de apriete o el dimensionamiento
del manguito de casquillo de presión de tubo o utilizado no
corresponde a la dimensión que está prevista para la pinza
correspondiente.
Por estas razones, conforme a la patente
EP-A-0858850, se propuso una
herramienta de prensado en la que se detecta la presión de apriete
aplicada y se determina si esta presión de apriete está dentro de
los límites de tolerancia predefinidos. De esto se deduce que se
consiguió un cierre completo de la pinza de apriete. Sin embargo,
para poder realizar correctamente tal vigilancia, la herramienta de
prensado debe conocer qué pinza de apriete se utiliza. Tal
reconocimiento de la pinza de apriete exige un intercambio
electrónico de información entre la pinza de apriete y la
herramienta de prensado, así como una lógica electrónica especial,
mediante la cual se puede valorar las informaciones en señales
correspondiente que indican un prensado correcto o incorrecto. Tales
vigilancias electrónicas pueden conectarse sin problemas con otras
informaciones electrónicas que indican también el accionamiento
correcto y el estado impecable de la herramienta de prensado.
Como estas herramientas de prensado se utilizan
con frecuencia en la construcción, no es posible evitar los
ensuciamientos de la pinza de apriete. Tales ensuciamientos conducen
con frecuencia a interrupciones de la transmisión electrónica y por
tanto a informaciones falsas.
Se conoce además, por ejemplo por
DE-A-19 631 019, herramientas de
prensado en las que se puede reconocer la posición de prensado final
de las mandíbulas de presión. Correspondientemente, las pinzas de
apriete presentan medios que permiten reconocer la posición de
prensado final y transmitirla a un dispositivo indicador. Aquí
también debe tener lugar una transmisión de información desde la
pinza de apriete hasta la herramienta de prensado. Para ello hay que
integrar medios electrónicos correspondientes en las mandíbulas de
apriete además de los elementos mecánicos igualmente delicados.
Finalmente, la patente
EP-A-0 941 813 muestra una
herramienta de prensado de la clase que nos interesa. En ella se
afirma que el reconocimiento tanto mecánico como eléctrico de la
pinza de apriete resulta problemático. Con tal fin, se realizó aquí
una transmisión de datos sin contacto desde la pinza de apriete
hasta la herramienta de prensado, en la que imanes de la pinza de
apriete cooperan con sensores de reconocimiento en la herramienta de
prensado.
De acuerdo con el estado actual de la técnica
hay que suministrar siempre por consiguiente, hasta la actualidad,
una información desde la pinza de apriete a la herramienta de
prensado. Es por tanto objetivo de la presente invención crear un
procedimiento que no necesite transmitir datos eléctrico o
electrónicos desde la pinza de apriete a la herramienta de prensado
y que cree prácticamente por sí sólo estas informaciones.
Este objetivo es alcanzado por un
procedimiento que presenta los rasgos de la reivindicación 1 de la
patente.
Otros pasos ventajosos del procedimiento se
desprenderán de las reivindicaciones dependientes 2 a 3 y su
importancia queda expuesta en la siguiente descripción.
En los dibujos se ha representado dos ejemplos
de realización de herramientas de prensado que pueden trabajar según
el procedimiento de la invención. En ellos:
la figura 1 muestra un dispositivo en el que el
sistema sensor de medida del recorrido está dispuesto entre el
porta-roldanas y el alojamiento en forma de
horquilla, y
la figura 2 muestra una herramienta de prensado
en la que el sistema sensor de recorrido está integrado en la unidad
de pistón/cilindro.
A continuación se describirá primeramente, con
referencia al dibujo, la herramienta de prensado según la invención
y después el procedimiento.
En la figura 1 solamente se ha representado la
herramienta de prensado designada con 1, mientras que en la figura 2
se muestra la herramienta de prensado 1 y una pinza de apriete
utilizada 2. La herramienta de prensado 1 se compone esencialmente
de un aparato electrohidráulico que presenta forma de pistola. El
prensado tiene una carcasa 3 con una empuñadura 4. En la empuñadura
4 está dispuesto un interruptor de disparo 5 mediante el cual se
produce un proceso de prensado. El arrastre por motor eléctrico 6,
instalado en la carcasa 3, actúa a través de un engranaje 7 sobre
una bomba hidráulica 8 que presiona en el cilindro el aceite
hidráulico de un espacio de reserva y mueve así el pistón.
La unidad de pistón/cilindro está designada en
su conjunto con 10. Comprende el cilindro 11 y el pistón 12 movible
en su interior. El pistón 12 es atacado por una vástago de pistón 13
que es guiado a través de un cojinete en dos partes 14. En el
extremo opuesto al pistón 12 se ha dispuesto un portaroldanas 15 en
el vástago de pistón 13. El portaroldanas 15 tiene la forma de un
yugo en el que se apoyan dos roldanas 16.
El prolongamiento de la carcasa cilíndrica 11
está fresado en la dirección longitudinal y forma así dos mordazas
17 que constituyen el alojamiento en forma de horquilla 20.
Transversalmente a la dirección longitudinal de las mordazas 17, el
alojamiento en forma de horquilla 20 está atravesado por un perno de
fijación 18. Mediante un sensor de vigilancia 19 se controla la
posición correcta del perno de fijación 18. Este perno de fijación
18 atraviesa las placas de cojinete o una orejeta de conexión de la
pinza de apriete 2. Para sustituir la pinza de apriete 2 hay que
quitar el respectivo perno de fijación 18.
En el accionamiento del interruptor de disparo 5
se comprime el aceite hidráulico a través de la cabeza de cilindro 9
dentro del cilindro 11. Correspondientemente, el cilindro 12 se
desplaza hacia la derecha en el dibujo. Evidentemente, el vástago de
pistón 13 se mueve también del mismo modo, hacia la derecha, con el
portaroldanas 15 fijado al mismo. De esta manera, las roldanas 16 se
aplican a las superficies en forma de rampa 25 en las caras internas
de ambas mandíbulas de apriete 21 de la pinza de apriete 2. Las
mandíbulas de apriete 21 pivotan así alrededor de sendos cojinetes
de giro 22 que están colocados en las placas de cojinete 23. Las
placas de cojinete 23 pueden realizarse de tal modo que sean
atravesadas por el perno de fijación 18 o se puede prever una
orejeta de fijación correspondiente entre ambas placas de cojinete
23, que es atravesada por el perno de fijación 18. En la última
versión citada se puede realizar correspondientemente pinzas de
apriete más grandes y más anchas. En la posición del pistón
representada en la figura 2 y correspondiente a la posición del
portaroldanas o bien de las roldanas se puede abrir la pinza de
apriete 2. Si se mueven las roldanas 16 hacia la derecha, sobre las
superficies en rampa 25, las mandíbulas de apriete 21 se separarán
una de otra en este lado del cojinete de giro 22 y
correspondientemente se juntarán en el otro lado, reduciéndose el
espacio de apriete 26, por lo que será comprimido la pieza tubular
colocada en su interior.
En la forma de realización según la figura 1 se
ha realizado en una de las dos mordazas 17 del alojamiento en forma
de horquilla 20 una escotadura 27 en la que se coloca un sensor 28
que detecta la carrera. Puede consistir en un sensor magnético, un
sensor angular magneto-resistivo, un sensor de
recorrido o un sensor Hall. En el presente caso consiste en un
sensor de recorrido que está en conexión activa correspondiente con
una tira magnética 29 que se fija sobre el portaroldanas 15. Las
tiras magnéticas consisten en plaquillas que están subdivididas en
disposición estanca alternativamente en polos más y menos en forma
de tira. Al accionar el aparato, el portaroldanas 15 y por tanto
las tiras magnéticas 29 situadas sobre el mismo, se mueven por
debajo del sensor 28 que recibe correspondientemente el impulso
contador de polo alternativo. El número de impulsos contadores
detectados es directamente proporcional a la carrera del pistón 12 o
del portaroldanas 15, respectivamente. Si permanece invariable la
pinza de apriete, la carrera corresponde al movimiento de cierre
invariable de la pinza de apriete, lo que conduce inevitablemente a
un prensado invariable.
En la utilización de un sensor angular
magneto-resistivo, se puede colocar el mismo en la
junta de cilindro a través de la cual es guiado el vástago de pistón
13. El vástago de pistón puede estar provisto de zonas magnetizadas,
siendo distintas las direcciones de magnetización. El sensor angular
magneto-resistivo detecta un vector que corresponde
a una posición absoluta del vástago de pistón. Esta forma de
realización preferida excluye totalmente una destrucción cuando se
produce un cambio de las mandíbulas de apriete.
Según el procedimiento se trabaja ahora de
manera que, después de insertar la pinza de apriete 2, se accione la
palanca de disparo 5, sin que se introduzca con ello en el espacio
de apriete 26 una pieza a comprimir. Correspondientemente, la pinza
de apriete 2 puede cerrarse de manera completamente libre. Si se
cierra completamente la pinza de apriete 2, aumenta la presión en el
espacio cilíndrico hasta un valor límite que es definido por una
válvula de sobrepresión incorporada, que no está aquí representada.
Si se alcanza la presión correspondiente, se conmuta automáticamente
la válvula y el aceite hidráulico puede refluir directamente desde
el cilindro 11 al tanque de aceite de reserva. Como habitualmente
está integrado un muelle de torsión o muelle de retorno, que
restituye la pinza a la posición no tensada, correspondientemente se
vuelve también el pistón 12 a la posición de partida. Evidentemente,
con la conmutación de la válvula de sobrepresión también es posible
invertir la polaridad de la dirección de giro de la bomba hidráulica
y realimentar activamente el aceite.
La señal de recuento detectada en el primer
cierre establecida en el primer cierre de la pinza se suministra a
una electrónica que está dispuesta en 30 en la carcasa 3. El
circuito electrónico contiene una memoria de datos, un comparador, y
otros medios usuales eventuales, para almacenar de una parte el
valor de recorrido nominal así como alimentar gamas de tolerancias
situadas por debajo y/o por encima, y una unidad de cálculo que
compara los valores de carrera real producidos con el valor de
carrera nominal fijado y comprueba si el valor de carrera real está
dentro del margen de tolerancia fijado.
La ventaja especial de la solución de la
invención reside ante todo en el hecho de que el valor de carrera
teórico detectado representa un valor relativo que es dependiente
del tipo de pinza de apriete e incluso de cada pinza de apriete
individual. Puesto que tales pinzas de apriete tienen también usos
en los que la tolerancia era siempre prácticamente mayor. En los
sistemas que se salen de los valores absolutos, hay que reemplazar
correspondientemente las pinzas de apriete bien sea con anterioridad
o bien reajustarlas. Cada vez que se utiliza nuevamente la pinza de
apriete, se detecta el recorrido de cierre verdadero por el cierre
en vacío prescrito y se detecta de nuevo como valor de recorrido
nominal. Como en la pinza de apriete no se necesitan elementos
palpadores mecánicos ni tampoco elementos transmisores de datos
electrónicos, todo el sistema es extraordinariamente insensible en
el entorno diario y se puede utilizar y vigilar todas la pinzas de
apriete que sean idóneas.
En la figura 2 se ha representado una segunda
forma de realización. La segunda forma de realización se diferencia
de la forma de realización anteriormente descrita únicamente en lo
que respecta a la disposición del sensor y al tipo del sensor. En la
cabeza de cilindro 9 está colocada en posición central una clavija
hueca y cilíndrica 31. Esta clavija 31 montada fija en la cabeza del
cilindro 9 sobresale en el pistón 12 y el vástago de pistón 13
dentro de un taladro ciego. El correspondiente taladro ciego 32
tiene un diámetro tal que la clavija 31 pueda penetrar en su
interior sin contacto. En la cabeza del pistón 12 se ha previsto un
taladro agrandado 33 en el que se mantiene fijo un anillo magnético
34. En la clavija hueca 31 se ha colocado un alambre recto o
arrollado, que al moverse a lo largo del anillo magnético 34 induce
una señal que es nuevamente valorada en el circuito electrónico
previsto en 30. Aquí también, la señal es proporcional a la carrera
del pistón. La evaluación de la señal se produce del mismo modo que
en la solución anteriormente descrita. Aquí también, la pinza de
apriete misma determina la carrera nominal y las correspondientes
tolerancias pueden ser programadas en el circuito por el
fabricante. El usuario no tiene que intervenir en modo alguno para
ajustar la tolerancia de valor nominal.
Contrariamente a los sistemas conocidos, el
sistema de mando aquí publicado para vigilar la pinza de apriete no
se regula a través de la presión. La presión hidráulica experimenta
oscilaciones importantes que son dependientes de las influencias
externas, que son difíciles de considerar. Principalmente la
viscosidad representa un parámetro importante. Pero la viscosidad
del aceite hidráulico es también dependiente de la temperatura. En
la solución aquí descrita sólo está prevista una válvula de
sobrepresión que se actúa únicamente cuando se alcanza un valor de
seguridad determinado. Este valor puede ser relativamente alto,
situándose por encima de la eventual presión de apriete necesaria.
En principio se regula la presión tan alta que la pinza puede
cerrarse con seguridad. Correspondientemente, este valor es
totalmente acrítico para un prensado verdadero. Pero en esto reside
también una ventaja importante de la solución según la
invención.
Con el fin de evitar informaciones falsas, se
puede conectar el circuito electrónico en la herramienta de
prensado, de tal modo que al cesar la tensión en la herramienta de
prensado, se anule el valor de recorrido nominal almacenado. De esta
manera se garantiza que, en los casos en que se cambia la pinza de
apriete, estando desconectado el aparato, al reconectarlo no se
parte de un valor falso almacenado. Esto no sería en modo alguno una
tragedia, pues entonces se quedaría por debajo del valor de
recorrido nominal introducido, reconociendo entonces el aparato este
prensado como nuevo prensado en vacío, y se almacenaría
como nuevo valor de recorrido nominal el valor así producido y
este proceso puede señalarse también correspondientemente por
medios ópticos y/o acústicos. Sin embargo, seguramente será
deseable que al reanudar el trabajo, después de sustituir la
pinza de apriete, se produzca un nuevo prensado en vacío o
un prensado completo y se detecte como referencia este prensado
en vacío.
De un modo análogo, en principio también se
puede vigilar el cambio de la pinza de apriete y
correspondientemente, en la extracción de la pinza de apriete,
extinguir el valor de recorrido nominal almacenado. Esto puede
realizarse del modo más simple utilizando como información la
retirada o bien la reposición del perno de seguridad 18. Esto puede
realizarse sin problema alguno, puesto que está presente el sensor
19 que vigila el perno de seguridad. Correspondientemente, sólo hay
que acoplar de forma lógica la información del sensor 19 con las
informaciones del sensor 28.
Claims (3)
1. Procedimiento para gobernar una herramienta
de prensado (1) accionada eléctricamente para el prensado de
elementos de acoplamiento que tiene una pinza de apriete (2), en el
que la herramienta de prensado mueve un pistón accionable
hidráulicamente (12) hasta alcanzar una presión predeterminada y
cierra así la pinza de apriete (2), caracterizada porque con
la inserción o el cambio de la pinza de apriete (2) se anula el
valor de recorrido nominal almacenado y después se acciona la
herramienta de prensado (1, 5) realizando una operación de presión
de vacío, en la que se registra el recorrido en el que retrocede el
pistón (12) hasta alcanzar un valor de seguridad predeterminado de
la presión, que se sitúa por encima de la presión de apriete
necesaria, y se compara como valor de recorrido nominal hasta
tolerancias ajustables con cada valor de recorrido efectivo de cada
proceso de prensado subsiguiente, en el que las desviaciones con
respecto al valor de recorrido nominal activan una señal.
2. Procedimiento según a la reivindicación 1,
caracterizado porque el valor de recorrido nominal almacenado
se extingue al cesar la tensión en la herramienta de prensado 1.
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque al quedar por debajo del valor de
recorrido nominal almacenado, este valor más bajo es reconocido como
error de prensado y es señalado por medios ópticos y/o
acústicos.
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