ES2215774T3 - Prensa y sistema de suministro para una prensa. - Google Patents

Abstract

Un cabezal de instalación adaptado para recibir un elemento de unión y asegurar dicho elemento de unión (14) en un miembro metálico laminar bajo la actuación de dicho cabezal por medio de una prensa, cual cabezal comprende un bloque principal (50) que tiene un agujero (52) y un miembro prensador cilíndrico (54) que tiene unos medios (56) para recibir y retener el elemento de unión; en el que el miembro prensador (54) es giratorio dentro del agujero (52) entre una primera posición, en la que el elemento de unión es recibido por los medios de recepción y retención del elemento de unión y se mantiene en una posición relativa con el miembro prensador (54), y una segunda posición para actuación de la prensa.

Description

Prensa y sistema de suministro para una prensa.

Esta invención se refiere a un dispositivo para un sistema de suministro destinado a la alimentación de piezas, en particular elementos de unión tales como tuercas y pernos, a prensas de progresión o de transferencia, y particularmente a un cabezal de instalación destinado a estampar el elemento de unión en otro componente tal como un miembro metálico laminar.

Cuando se monta una tuerca con pestaña o un perno de cabeza con pestaña, tales como los que comercializan los solicitantes bajo la marca FLANGEFORM y descritos en general en el documento GB-A-1474766, en una pieza metálica laminar configurada, es conveniente fijar el perno al mismo tiempo que se ejecutan otras operaciones de prensado.

Un problema conocido en el manejo de pernos en tales prensas es el de asegurar la colocación y orientación correcta del perno durante todo su trayecto, desde un contenedor de suministro (en el que los pernos están simplemente orientados de manera aleatoria) hasta su posición final de fijación en el componente deseado, o sea, una chapa metálica, en la posición conveniente para la prensa. Los pernos tienen una tendencia a adoptar una posición incorrecta, y cuando esto sucede, pueden ocurrir serias consecuencias, que van de un incremento del número de pernos fijados inadecuadamente a un atasco de la prensa con la consiguiente pérdida del tiempo de producción o incluso el daño de los troqueles de la prensa u otros componentes de la misma prensa.

Al asegurar un mejor posicionamiento de los pernos y un control durante todo el trayecto, desde el contenedor de suministro hasta la fijación por la prensa, se pueden reducir sustancialmente la incidencia de fijación inadecuada u otros fallos.

En el documento WO 9934953A, que representa la técnica conocida más próxima, y en el documento US-A-3466730 se ilustran unos ejemplos de cabezales de instalación.

La presente invención se pone de manifiesto en la adjunta reivindicación 1.

Se comprenderá que el miembro prensador se puede incorporar en una parte del cabezal de la prensa que se desplace durante la operación de prensado.

En una forma particularmente preferente, los medios de recepción y soporte del miembro prensador están adaptados para recibir y sostener el cuerpo de un perno.

Preferentemente, el cabezal de la instalación se prevé en combinación con un mecanismo de carga de pernos que comprende una recámara; una pluralidad de miembros dispuestos en un extremo de salida de la recámara y presionando uno contra el otro, cuales miembros forman una salida conificada en el extremo de salida de la recámara; y unos medios de vaivén en dicha recámara adaptados para efectuar una carrera de ida y empujar primero un cuerpo de perno a lo largo de la recámara hacia la salida conificada y luego seguir empujándolo hasta que la cabeza del perno haya pasado por la salida conificada mientras obliga a separar los miembros, y después para ejecutar una carrera de vuelta.

La abertura conificada puede estar formada por unos miembros pivotantes alargados, y sirve para alinear el perno y ayudar a controlar la expulsión del perno de la recámara.

Otras características preferentes de la invención se harán más evidentes a partir de la siguiente descripción y reivindicaciones acompañantes.

A continuación se describirá la invención, a título de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:

Las figuras 1 y 2 ilustran parte de un sistema de alimentación de acuerdo con la invención, en sección vertical parcial y con un cabezal de instalación y un perno, en dos posiciones diferentes;

Las figuras 3 y 4 ilustran una parte del sistema ilustrado en las figs.1 y 2 en sección horizontal parcial, mostrando un par de miembros pivotantes del mecanismo de carga de pernos en dos posiciones diferentes;

La figura 5 es una vista lateral del sistema de la fig.1;

Las figuras 6 y 7 son sendas secciones parciales efectuadas a lo largo de las líneas de sección A-A y B-B de la fig.5; y

La figura 8 ilustra esquemáticamente una disposición de control del sistema.

Las figuras 1 y 2 ilustran una parte de un cabezal de instalación para una prensa que comprende un bloque principal 50, con movimiento de vaivén vertical efectuado por medios no ilustrados, y que incorpora un mecanismo de carga de pernos indicado generalmente con 10. El mecanismo 10 de carga de pernos está conectado con un extremo de un tubo de suministro 12 a lo largo del cual los pernos 14, que tienen un cuerpo 16 y una cabeza 18, se suministran con el cuerpo por delante. Los mismos son llevados hacia el extremo superior de un tubo 12 (no ilustrado) mediante unos medios convencionales de alimentación a base de cubeta vibratoria convencional (no ilustrados). Debajo de la salida del tubo de suministro 12 haya una recámara 20, dispuesta en un cuerpo 22, a la cual caen los pernos 14.

La figura 3 muestra la recámara 20 vista desde arriba e ilustra, en particular, un par de miembros pivotantes 24,26 articulados por sus extremos adyacentes al tubo de alimentación 12 mediante unos pivotes axiales verticales 28,30 y presionados el uno hacia el otro por medios elásticos (no representados). Los miembros pivotantes 24,26 están configurados de manera que están curvados hacia arriba desde sus bordes contiguos para formar un medio tambor en el que puede quedar tendido un perno (como muestra la figura 7).

Los extremos de los miembros pivotantes 24,26, distantes de los ejes 28,30, están configurados de manera que forman una abertura cónica 34. En el otro extremo de la recámara 20, adyacente al tubo de alimentación 12, hay una abertura 36 alineada con el centro de la recámara; un miembro de empuje 38 se introduce en el interior de la recámara 20 y es susceptible de vaivén dentro de la recámara gracias a un cilindro de pistón de doble efecto 40. El pistón funciona neumáticamente, como se indica por los orificios de presión/escape 42,44, conectados a una fuente de presión no ilustrada, siendo controlable el vaivén del pistón por medio de un microrruptor 46.

La figura 1 muestra un perno 14 justo antes de que caiga en la recámara 20. La figura 2 ilustra dicho perno 14 después de caer; el mismo queda tendido con su cabeza 18 adyacente al miembro de empuje 38 y con su eje central inclinado hacia abajo debido a que la punta 17 del cuerpo 16 del perno queda en el fondo del medio tambor.

A medida que el cilindro de pistón 40 actúa para desplazar el miembro de empuje 38 a lo largo de la recámara 20, el perno 14 es empujado a fin de que su punta 17 ascienda hacia la abertura conificada 34 hasta que el eje central del perno quede horizontal; luego el cuerpo 16 del perno es presionado a través de la abertura de salida 34.

Hasta aquí los miembros pivotantes 24,26 no se han movido. A medida que miembro de empuje 38 se desplaza, el perno 14 sigue desplazándose a lo largo de la recámara 20 a fin de que la cabeza 18 del perno 14 alcance la abertura conificada 34, los miembros pivotantes 24,26 pivotan para proporcionar una abertura más amplia y permitir que pase la cabeza 18. Todo ello se puede ver en la figura 4. Después de que la cabeza 18 del perno ha abandonado la recámara 20, los miembros pivotantes 24,26 vuelven a su posición ilustrada en la figura 3 gracias a los medios elásticos (no representados). El cilindro de pistón 40 retrae el miembro de empuje 38 hasta que el mismo despeja el extremo del tubo de alimentación 12, y otro perno 14 es suministrado a la recámara 20, o sea, como muestra la figura 1.

Con referencia ahora al lado izquierdo de las figuras 1 á 5 de los dibujos, se ilustra un cabezal de la instalación en el que se introducen los pernos 14 para la posterior colocación y fijación durante una operación prensadora. Hacia la izquierda de la abertura 34 de salida de la recámara hay un bloque principal 50 que tiene unas paredes y una abertura central sustancialmente circular 52. Dentro de la abertura 52 hay un cilindro corto 54, giratorio alrededor de un eje horizontal en ángulo recto con el eje del cilindro de pistón 40 y dispuesto dentro del bloque principal 50. Una ranura a modo de segmento del cilindro 54 permite la conexión de dicho cilindro 54, por medio de una articulación 59 y de un pivote 57, con un extremo de un pistón 58 que forma parte de un dispositivo de cilindro de pistón neumático 60 que tiene unos orificios de presión/escape 62,64.

Dentro del cilindro 54 hay un agujero radial en el que está fijado un manguito 56 con un agujero central que forma una cámara de entrada donde puede pasar el cuerpo 16 del perno 14, como se puede apreciar en la figura 1. La cabeza 18 del perno 14 sobresale del agujero central y hace tope con la cabeza 58 del manguito 56.

El cilindro 54 es susceptible de girar 90º dentro de la abertura 52 mediante el avance o retroceso del pistón 58, entre una posición en la que el agujero del manguito 56 está horizontal y abierto transversalmente a la dirección de prensado (figura 2, definida por un tope entre una parte del cilindro 54 y una parte del bloque 50), y una posición en la que está vertical, abierto en la dirección de prensado (figura 1, definida por el tope del manguito 56 contra la parte baja del bloque 50). Cuando está horizontal, figura 2, el agujero del manguito 56 está alineado con el eje de la abertura conificada 34 del extremo de la recámara 20, a fin de que se pueda empujar un perno 14 a través de la misma abertura 34 hacia el agujero del manguito 56. Una vez que esto ha sucedido, el pistón 58 puede retroceder para girar el cilindro 54 a una posición en que el agujero del manguito 56 quede vertical y la cabeza 18 del perno 14 sobresalga por debajo del manguito 56, como muestra la figura 1. Con el cilindro 54 en esta posición, el conjunto entero ilustrado en las figuras 1 á 5 desciende (flecha P) para desplazar el perno 14 hacia abajo y presionar la cabeza 18 parcialmente a través de una abertura de una chapa metálica para una operación de estampado. Una matriz de la cara inferior de la chapa, facilita que la cabeza del perno 14 se incorpore a la chapa metálica por técnicas conocidas, tales como las que se describen en las patentes US núms. 3938239 y 3018257. Durante este proceso, la cabeza 18 del perno se deforma en la matriz que hay debajo de la chapa bajo la presión aplicada por la cabeza 58 del manguito 56.

El cilindro 54 queda soportado, sustancialmente en toda su anchura, en la abertura 52 del bloque 50 a medida que el propio cilindro 54 gira y durante la operación de prensado, como puede verse en la figura 6.

Como se ha indicado más arriba, el cilindro 54 debe moverse en vaivén entre las dos posiciones separadas, exactamente 90º, y esta precisión sería difícil de conseguir confiando simplemente en las posiciones extremas del pistón 58 del interior del cilindro neumático 60. El posicionamiento exacto se puede conseguir por los medios ilustrados en la figura 5. El cilindro 54 tiene en cada extremo una zona rebajada a propósito para dejar una porción arqueada 66 sobresaliente. Los extremos 68,70 que se extienden radialmente de la porción arqueada 66, visibles en la figura 5, contactan con una pared 72 que sobresale del bloque principal 50 y que actúa como tope para limitar el desplazamiento a los 90º exactos. Adyacente a la parte de la pared 72 que actúa como tope del extremo 70, hay un sensor de proximidad 74 que detecta cuando la porción arqueada 66 está firmemente en contacto con la pared 72. Si no hay tal contacto, entonces el cilindro 54 no está en una posición donde el manguito 56 y el perno 14 están exactamente verticales, con lo que el descenso del conjunto para fijar el perno 14 en la chapa se podrá inhibir.

La figura 8 indica que la operación del sistema de alimentación de pernos y la prensa de estampar en frío (no representada) se puede controlar mediante un PC 76 que proporciona unas señales de control para unas válvulas adecuadas controladas eléctricamente y conectadas a las líneas neumáticas que conducen a los orificios de presión/escape 42,44 del cilindro de pistón 40 y a los orificios de presión/escape 62,64 del cilindro 60 en los tiempos apropiados del ciclo operativo. El PC 76 tiene unas líneas de entrada para recibir unas señales del sensor de proximidad 74 y del microrruptor 46, y una línea de salida 78 para suministrar una señal de inhibición al control principal del mecanismo accionador de la prensa si el cilindro giratorio 54 no está en la posición correcta para que el perno 14 sea insertado y fijado eficazmente y con seguridad en la chapa.

En el funcionamiento, empezando por la posición ilustrada en la figura 2, el cilindro de pistón neumático 40 se pone en funcionamiento para empujar el perno 14 con el cuerpo por delante hacia el manguito 56, hasta que la cabeza 18 del perno separe los miembros 24,26 y haga tope con la cabeza 58. El cuerpo 16 del perno es retenido por el manguito 56, por ejemplo mediante un mecanismo de bola y muelle. Entonces, actúa el pistón 60 para girar el cilindro 54 y alinear el perno 14 verticalmente, como en la figura 1. Luego actúa el cabezal prensador 50 para fijar el perno 14 en la chapa metálica sobre la que se está trabajando. Mientras el cabezal de la instalación está funcionando, un nuevo perno 14 es suministrado a la recámara 20.

Se apreciará que el aparato puede funcionar con diferentes longitudes de perno si la recámara 20 y el agujero del manguito 56 se diseñan para recibir la longitud máxima deseada de perno. Para pernos de diferente tamaño, se podrán cambiar el manguito 56 y los miembros pivotantes 24,26.

Claims (11)

1. Un cabezal de instalación adaptado para recibir un elemento de unión y asegurar dicho elemento de unión (14) en un miembro metálico laminar bajo la actuación de dicho cabezal por medio de una prensa, cual cabezal comprende un bloque principal (50) que tiene un agujero (52) y un miembro prensador cilíndrico (54) que tiene unos medios (56) para recibir y retener el elemento de unión; en el que el miembro prensador (54) es giratorio dentro del agujero (52) entre una primera posición, en la que el elemento de unión es recibido por los medios de recepción y retención del elemento de unión y se mantiene en una posición relativa con el miembro prensador (54), y una segunda posición para actuación de la prensa.

2. Un cabezal según se reivindica en la reivindicación 1, en el que en la primera posición los medios de recepción y retención (56) del miembro prensador se orientan transversalmente a la dirección de funcionamiento de la prensa, y en la segunda posición los medios de recepción y retención (56) del miembro prensador se orientan en la dirección de prensado.

3. Un cabezal según se reivindica en la reivindicación 1 ó 2, en el que se han previsto unos topes (68,70) para limitar el desplazamiento del miembro prensador en la primera y segunda posiciones.

4. Un cabezal según se reivindica en la reivindicación 1, 2 ó 3, que incluye unos medios (74) para detectar la posición del miembro prensador.

5. Un cabezal según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 á 4, en el que el bloque principal (50) se desplaza bajo la actuación de la prensa.

6. Un cabezal según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 á 5, en el que los medios de recepción y retención (56) del miembro prensador comprenden una cámara de entrada destinada a recibir y retener el cuerpo (16) de un perno (14).

7. La combinación de un cabezal de instalación, según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 á 6, y de un mecanismo de carga de pernos destinado a cargar un perno (14) en el cabezal, cual mecanismo de carga de pernos comprende una recámara (20); una pluralidad de miembros (24,26) dispuestos en un extremo de salida de la recámara (20) y presionados el uno hacia el otro formando una salida conificada (34) en el extremo de salida de la recámara (20); y unos medios de vaivén (38) en la recámara (20) adaptados para efectuar una carrera de avance para empujar un perno (14) con el cuerpo por delante a lo largo de la recámara (20) hacia la salida conificada (34) y luego para seguir empujándolo hasta que la cabeza (18) del perno (14) ha pasado por la salida conificada (34) mientras obliga los miembros (24,26) a separarse, y luego para ejecutar una carrera de retroceso, siendo recibido el perno (14) en el miembro prensador (54).

8. La combinación según se reivindica en la reivindicación 7, en la que la recámara está definida al menos en parte por una pluralidad de miembros alargados (24,26) que están montados pivotantemente en un extremo distal de la salida de la recámara y presionados el uno contra el otro; los otros extremos de dichos miembros alargados definen los miembros que forman la salida conificada (34).

9. La combinación según se reivindica en la reivindicación 8, en la que los miembros pivotantes definen una canal abierta destinada a recibir un perno (14), y los miembros pivotantes definen una abertura de salida (34), de sección generalmente circular, en el extremo de salida de la canal, para alinear el cuerpo (16) del perno a medida que dicho perno (14) es empujado a lo largo de la misma canal.

10. La combinación según se reivindica en la reivindicación 9, en la que se han previsto dos miembros pivotantes (24,26).

11. La combinación según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 7 á 10, en la que se ha previsto un tubo de suministro (12) destinado a suministrar un perno (14) a la recámara (20) desde la parte superior de un extremo del mismo.