ES2234214T3 - Prensa con accionamiento por leva. - Google Patents

Abstract

Prensa (10) para instalar fijadores de tipo casquillo en sustratos tales como un material laminar perforado, que comprende un seguidor (14) de leva accionable para impulsar un dispositivo de prensado tal como una herramienta (22) hacia una posición de prensado operativa, y una leva accionada (12) que tiene una superficie (56) de leva para efectuar el movimiento del seguidor (14) de leva y un rebaje (50) para recibir el seguidor (14) de leva en la leva (12), caracterizado porque la superficie (56) de leva está en la periferia exterior de la leva (12), el rebaje (50) está situado en la superficie (56) de leva y se extiende radialmente hacia el punto central de la leva, y porque cuando el seguidor (14) de leva está en su posición de reposo o replegada, el seguidor de leva está inmóvil en el rebaje (50).

Description

Prensa con accionamiento por leva.

La presente invención se refiere a una prensa y en particular, aunque no de forma exclusiva, a una prensa para instalar fijadores de tipo casquillo en sustratos tales como un material laminar perforado, por ejemplo, para su uso en la fijación de componentes de un artículo a lo largo de una línea de ensamblaje.

En el documento WO 8101871 A se da a conocer una de dichas prensas.

Se sabe que se han dado a conocer prensas hidráulicas que comprenden un depósito de aceite, una bomba y un ariete hidráulico así como varios dispositivos de control que efectúan el control del movimiento de una herramienta de prensado portada por el ariete para colocar y/o instalar un fijador en un sustrato en una posición de prensado operativa en la máquina prensadora.

No obstante, dichas prensas hidráulicas experimentan varios inconvenientes entre los que se incluyen el requisito de un tanque de almacenamiento de grandes dimensiones para fluidos hidráulicos tales como aceite, una baja velocidad de funcionamiento debido a la acumulación de presión antes de la liberación del ariete hidráulico, un ruido excesivo, un recorrido o longitud grande del desplazamiento de la herramienta lo cual presenta problemas de seguridad inherentes, y dificultades en la reparación y el mantenimiento. Además, las prensas hidráulicas experimentan el inconveniente de que la herramienta de prensado queda prácticamente bajo su carga máxima plena durante todo su recorrido lo cual nuevamente genera problemas de seguridad inherentes.

La presente invención pretende proporcionar una prensa que supere o por lo menos alivie, uno, sino más, de los problemas anteriores u otros problemas de la técnica anterior. Según un aspecto de la invención, se proporciona una prensa para instalar fijadores de tipo casquillo en sustratos tales como un material laminar perforado, que comprende un seguidor de leva accionable para impulsar un dispositivo de prensado tal como una herramienta hacia una posición de prensado operativa, y una leva accionada que tiene una superficie de leva para efectuar el movimiento del seguidor de leva y un rebaje para recibir el seguidor de leva en la leva. El rebaje está situado, preferentemente, entre el borde anterior y posterior de la superficie de leva y/o no proporciona ninguna acción de leva propia.

Por esta razón, de forma ventajosa, la longitud, desplazamiento o recorrido del seguidor de leva y por lo tanto de la herramienta bajo la carga de la leva accionada se minimiza a la excentricidad de la superficie de leva mientras que la leva permite un desplazamiento mayor del seguidor de leva sin ejercer la carga sobre el mismo posibilitando que el seguidor de leva quede alojado en el rebaje.

Preferentemente, se proporcionan unos medios para permitir la colocación por gravedad del dispositivo de prensado en una posición próxima a la posición de prensado operativa y/o la posición de la herramienta en la que el seguidor de leva está retirado sustancialmente del rebaje en la leva. Por esta razón, de forma ventajosa, la carga sobre la herramienta es sustancialmente igual al peso de la herramienta y de los componentes conectados tales como el seguidor de leva, lo cual es considerablemente menos que la carga que se podría ejercer sobre la herramienta durante una operación de instalación de un fijador que podría estar en el orden de por ejemplo, entre 4 y 8 toneladas.

Preferentemente, los medios de colocación por gravedad comprenden unos componentes de acción complementaria asociados, respectivamente, al seguidor de leva y a la leva, tales como una corredera y una guía de corredera. Preferentemente, la longitud del rebaje es del orden del diámetro del seguidor de leva o mayor. Preferentemente, el rebaje es del orden de 2 o más veces el diámetro del seguidor de leva.

Preferentemente, la longitud del rebaje es suficiente para permitir el alineamiento del eje de rotación del seguidor de leva y el eje de rotación de la leva accionada para posibilitar, de este modo y de forma ventajosa, que si la leva se acciona cuando el seguidor de leva está en dicha posición replegada, esta acción no provoque el movimiento del seguidor de leva y por lo tanto no provoque el movimiento de la herramienta.

Preferentemente, la excentricidad de la superficie de leva es menor que 5 milímetros y más preferentemente del orden de menos de 2 milímetros. Por esta razón, de forma ventajosa, el recorrido de la herramienta bajo una carga operativa es menor que el grosor de un dedo. Preferentemente, la leva es una leva ascendente con una excentricidad máxima alcanzada a una rotación mayor que 180º y preferentemente a una rotación de aproximadamente 270º.

Preferentemente, se proporciona un sensor de posición en comunicación operativa con un controlador para garantizar de este modo que el seguidor de leva se retira sustancialmente del rebaje antes de que pueda comenzar el accionamiento de la leva accionada. Preferentemente, se proporcionan dos sensores de posición y el controlador lleva a cabo una prueba lógica para garantizar que ambos sensores detectan la retirada sustancial del seguidor de leva del rebaje en un periodo de tiempo predeterminado antes de que pueda tener lugar el accionamiento de la placa de leva accionada. Preferentemente, los sensores están situados de forma contigua entre sí y/o de forma preferente sustancialmente en la misma posición axial con respecto al eje de desplazamiento del seguidor de leva. Preferentemente, el tiempo predeterminado es menor que medio segundo y más preferentemente del orden de 100 milisegundos o menor. En una forma preferida, el tiempo predeterminado es del orden de 50 milisegundos.

Preferentemente, el controlador está programado con una secuencia lógica de tal manera que el accionamiento de la leva accionada se produce únicamente si los sensores 1 y 2 detectan el movimiento del seguidor de leva sustancialmente fuera del rebaje en un tiempo predeterminado de uno con respecto al otro para, de este modo, efectuar una conmutación tal como un cambio de estado de un dispositivo monoestable, y la comunicación de energía a la leva accionada continúa únicamente mientras ambos sensores estén cerrados y el conmutador o monoestable esté en su estado activado. Preferentemente, tan pronto como se abra uno de los sensores, se elimina la comunicación de energía para la leva accionada y el conmutador o monoestable se reinicializa.

Preferentemente, se proporcionan medios para permitir el alineamiento del rebaje de la leva en una posición deseada, tal como la vertical, para permitir de este modo el desplazamiento por gravedad del seguidor de leva y de la herramienta de prensado a una posición operativa inferior. Preferentemente, los medios de colocación comprenden un anillo lobulado conectado de forma fija al árbol de accionamiento para la leva, y un sensor para detectar la posición del lóbulo sobre la circunferencia del anillo. El sensor puede ser, por ejemplo, un sensor de inducción y el lóbulo puede ser una protrusión radial metálica con respecto al anillo. Preferentemente, se proporcionan dos lóbulos sustancialmente contiguos entre sí y separados por un rebaje. Preferentemente, el rebaje es relativamente estrecho y/o el anillo está situado en el árbol para indicar la posición de punto muerto superior de la leva, u otra posición preferida para la retirada del seguidor de leva del rebaje, cuando el sensor detecta el rebaje entre los lóbulos. Preferentemente, el rebaje tiene una anchura del orden de 10º de la circunferencia. Preferentemente, el lóbulo o lóbulos tienen una anchura del orden de 25 grados de la circunferencia.

Preferentemente, se proporcionan medios para volver a posicionar el seguidor de leva en el rebaje. Los medios pueden ser un ariete tal como un ariete neumático.

Otro aspecto de la invención proporciona una máquina instaladora de fijadores que comprende una o más de las características de la prensa descrita anteriormente.

Otro aspecto de la invención proporciona una leva que tiene un rebaje para alojar un seguidor de leva.

A continuación, se describirá una realización de la invención, únicamente a título de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

la Figura 1 es una vista esquemática en perspectiva de parte de la prensa según la invención;

las Figuras 2 y 3 son, respectivamente, unas vistas en alzado lateral y frontal, de la prensa mostrada en la Figura 1 en una posición replegada;

las Figuras 4 y 5 son, respectivamente, unas vistas en alzado lateral y frontal, de la prensa mostrada en la Figura 1 cuando el seguidor de leva está en una posición operativa de descenso;

las Figuras 6 y 7 son unas vistas en alzado frontal y lateral de la leva accionada;

las Figuras 8, 9 y 10 son vistas esquemáticas en alzado y frontales de las posiciones relativas del seguidor de leva y la leva en diferentes fases del funcionamiento de la prensa;

las Figuras 11 y 12 son, respectivamente, unas vistas esquemáticas en alzado, frontal y lateral, de un mecanismo de colocación que forma parte de la prensa según la invención; y

la Figura 13 es un diagrama de bloques esquemático de componentes que forman parte de la prensa según la invención.

Haciendo referencia a las Figuras 1 a 5, se muestra una prensa 10 según la invención que comprende una leva accionada 12 y un seguidor 14 de leva. El seguidor 14 de leva está apoyado giratoriamente en un cojinete 16 el cual está fijado a una placa corredera o émbolo 18. La placa corredera 18 queda alojada en un rebaje o guía que forma parte de un receptáculo 20 de corredera el cual forma parte del cuerpo principal de la prensa 10.

La placa corredera 18 comprende medios para fijar la herramienta de prensado a la misma, y haciendo referencia en general a la Figura 1, puede observarse que la prensa 10 funciona de manera que permite el movimiento deslizante de la herramienta 22 en sentido ascendente y descendente (en la orientación mostrada) cuando la leva 12 gira para provocar el movimiento vertical del seguidor 14 y por lo tanto la herramienta 22 para efectuar de este modo la acción de prensado sobre un fijador (no mostrado) en una posición de prensado operativa (tampoco mostrada) de la prensa 10.

Haciendo referencia a las Figuras 2 a 5, puede observarse que, de forma más detallada, la prensa 10 comprende la leva accionada 12 la cual está fijada a un árbol 30 de accionamiento el cual, a su vez, es accionado por un motor. El árbol 30 está apoyado en un receptáculo 32 el cual está conectado al receptáculo guía 20 formando de este modo el cuerpo principal de la prensa 10. Unido de forma fija al árbol 30 se encuentra un anillo lobulado 34 por encima del cual está posicionado un sensor 36. Haciendo referencia a las Figuras 11 y 12, puede observarse que el anillo lobulado 34 comprende un par de lóbulos 35 y 37 separados por un rebaje 38. En una forma preferida, la longitud circunferencial de los lóbulos 35 y 37 es del orden de 25 grados y la longitud del rebaje 38 es del orden de 10 grados. Por consiguiente, la longitud circunferencial entre los bordes anterior y posterior de los lóbulos 35 y 37 es del orden de 300 grados.

Haciendo referencia nuevamente a las Figuras 1 a 5, puede observarse que la prensa 10 comprende además unos sensores 24 y 26 de posición para detectar un reborde 48 que forma parte del cojinete 16. Los sensores posicionales 24 y 26 pueden ser, por ejemplo, sensores inductivos u ópticos. En una forma preferida, los sensores están posicionados sustancialmente en la misma posición axial con respecto al eje de movimiento del seguidor 14 a lo largo de su trayectoria vertical. Se proporciona un ariete 46, por ejemplo, un ariete neumático, el cual está fijado por un extremo al cuerpo y por el otro extremo al cojinete 16. El ariete 46 provoca el levantamiento del cojinete 16 y el seguidor 14 de leva después de un recorrido. Se proporciona además un mandril u otro dispositivo receptor 44 conectado a la placa corredera 18, para recibir una herramienta 22.

Haciendo referencia a las Figuras 6 y 7, puede observarse que la leva 12 comprende un rebaje 50 con canal que tiene una anchura ligeramente mayor que el diámetro del seguidor 14 de leva y una longitud de aproximadamente dos veces el diámetro del seguidor 14 de leva pero en el que el extremo curvado del rebaje 50 es aproximadamente el radio del seguidor 14 de leva más allá del centro de rotación en el orificio 52. Se proporcionan otros orificios 54 para situar la leva en el extremo del árbol 30 de accionamiento, por ejemplo, usando pernos roscados. La leva 12 comprende además una superficie 56 de leva la cual se extiende desde los extremos redondeados del canal 50 a través de aproximadamente 300 grados de la circunferencia de la leva 12. Preferentemente, la superficie de leva se proporciona en la periferia de la leva 12. La excentricidad de la superficie 56 de leva es preferentemente ascendente en una dirección contraria a la de las agujas del reloj. Preferentemente, el alcance máximo, o zona más excéntrica, de la superficie 56 de leva está sustancialmente a 90 grados con respecto al eje A (o 270º con respecto a la posición de inicio). La superficie 56 de leva puede pasar por un mínimo local en el borde superior a lo largo del eje A mostrado en la Figura 6.

Haciendo referencia a continuación a la Figura 13, el diagrama esquemático muestra un controlador 60 en el corazón del sistema de control para hacer funcionar la prensa. El controlador 60 puede ser un minicontrolador, un microprocesador u otro dispositivo programable. Se proporcionan controles de usuario tales como un botón 62 de encendido, un botón 64 de reinicialización, un botón manual 66, un botón automático 68, y un botón accionador 70. Se muestra también un motor 72 para accionar la leva 12 a través del árbol 30 según instrucciones del controlador 60. Preferentemente, el motor 72 es un motor trifásico el cual se puede accionar usando un inversor trifásico que se alimente, por ejemplo, de la electricidad de la red monofásica. El uso de dicho motor trifásico permite que el controlador 60 controle la velocidad, aceleración y deceleración, dirección y punto de parada del motor y por lo tanto la leva 12. Además, el controlador 60 está funcionalmente en comunicación con el sensor 30 para determinar la orientación de la leva 12 y con los sensores 24 y 26 de posición para determinar la posición del seguidor 14 de leva. El controlador 60 además activa funcionalmente una válvula 74 que permite el accionamiento del ariete neumático 46 a partir de un suministro 76 de gas presurizado.

Las Figuras 8, 9 y 10 muestran la orientación relativa de la leva 12 y el seguidor 14 durante todo el funcionamiento de la prensa según se describe a continuación.

En su posición de reposo o replegada, el seguidor 14 de leva está situado sustancialmente en alineamiento axial con el árbol 30 de accionamiento y se mantiene en su posición durante la acción del ariete neumático 46. La posición de la leva 12 mostrada en las Figuras 2 y 3 es la posición de punto muerto superior y está determinada por el controlador 60 usando el sensor 36 el cual localiza el rebaje 38 entre los lóbulos 35 y 37. Cuando la máquina está encendida, a través del accionamiento de los botones 62, y en el modo manual, a través del accionamiento del botón 66, la compresión del botón 70 de accionamiento cierra la válvula 74 y el ariete neumático 46 actúa como un simple amortiguador neumático permitiendo que el seguidor 14 de leva se mueva hacia abajo fuera del rebaje 50 en la leva 12 bajo el peso del seguidor 14 de leva, el cojinete 16, la placa corredera 18 y, por ejemplo, la herramienta 22.

El controlador 60 interroga a los sensores 24 y 26 para determinar si detectan el reborde 48 del cojinete 16 cuando este cae hacia abajo. Si los sensores 24 y 26 detectan el reborde antes de un límite de tiempo predeterminado, por ejemplo, en menos de 0,1 segundo, y los sensores permanecen cerrados (o alternativamente indican la presencia del reborde 48 en una posición de descenso) en ese caso, el controlador 62 acciona el motor 72 que provoca la rotación de la leva 12 en una dirección en el sentido de las agujas del reloj. Por consiguiente, fijando la longitud de la herramienta 22 y, de forma correspondiente, de otros componentes, es posible que la herramienta 22 se aproxime al fijador a medida que la superficie 56 de leva se acopla al seguidor 14 de leva cuando la leva 12 comienza a girar. Evidentemente, en la realización mostrada en la que la leva asciende en el sentido contrario al de las agujas del reloj, dicha leva es accionada en el sentido de las agujas del reloj aunque por supuesto es posible la orientación opuesta de la leva y por lo tanto también es posible el accionamiento de la leva en una dirección contraria a la de las agujas del reloj. De hecho, de forma ventajosa, son posibles ambas direcciones de movimiento del motor para permitir la reinicialización del sistema. También preferentemente, en un modo manual es posible que un operario mueva manualmente la leva hacia adelante y hacia atrás (en el sentido contrario al de las agujas del reloj o en el de las agujas del reloj) en aras de una mayor facilidad de fijación de la inicialización.

El movimiento de la leva 12 a través de 360 grados provoca un movimiento vertical del seguidor 14 de leva y por lo tanto de la herramienta 22 recorriendo la amplitud de la excentricidad de la leva. Cuando el sensor 36 y el controlador 60 detectan nuevamente la posición del punto muerto superior, o justo antes de dicha detección, se elimina la comunicación de energía del árbol 30 desactivando el motor 72, y la válvula 74, que ha sido abierta en cualquier fase después del acoplamiento del seguidor 14 a la superficie 56 de leva durante la rotación de leva, provoca el movimiento del seguidor 14 de leva de vuelta hacia el rebaje 50 alejando de este modo a la herramienta 22 de la posición de prensado operativa de la prensa. Preferentemente, el controlador 60 reduce la potencia del motor 72 en el comienzo y el final de la rotación de la leva 12. Esto se puede conseguir haciendo que el árbol 30 gire a una velocidad menor cuando el sensor 36 detecta cualquiera de los lóbulos 36 o 37.

Cuando la máquina se hace funcionar en este modo manual, el operario posiciona el sustrato y el fijador debajo de la herramienta y a continuación presiona el botón 70 de accionamiento para volver a iniciar la liberación del seguidor 14 con respecto al rebaje 50 y continuar con el procedimiento. Si se usa un mecanismo alimentador de fijadores automático, se puede accionar el botón 68 de modo automático y la operación controlada por el controlador 60 con medios para garantizar que el fijador está situado debajo de la herramienta antes de comenzar el ciclo de prensado. Evidentemente, este modo de funcionamiento se puede ejecutar también sin alimentador automático.

Claims (18)

1. Prensa (10) para instalar fijadores de tipo casquillo en sustratos tales como un material laminar perforado, que comprende un seguidor (14) de leva accionable para impulsar un dispositivo de prensado tal como una herramienta (22) hacia una posición de prensado operativa, y una leva accionada (12) que tiene una superficie (56) de leva para efectuar el movimiento del seguidor (14) de leva y un rebaje (50) para recibir el seguidor (14) de leva en la leva (12), caracterizado porque la superficie (56) de leva está en la periferia exterior de la leva (12), el rebaje (50) está situado en la superficie (56) de leva y se extiende radialmente hacia el punto central de la leva, y porque cuando el seguidor (14) de leva está en su posición de reposo o replegada, el seguidor de leva está inmóvil en el rebaje (50).

2. Prensa según la reivindicación 1, en la que el rebaje está situado entre el borde anterior y posterior de la superficie de leva, y en la que preferentemente el rebaje no proporciona ninguna acción de leva propia.

3. Prensa según la reivindicación 1 o 2, en la que el recorrido del seguidor de leva es aproximadamente la amplitud de la excentricidad de la superficie de leva.

4. Prensa según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende medios para permitir la colocación del dispositivo de prensado debido a la gravedad en una posición próxima a una de entre la posición de prensado operativa y la posición de la herramienta en la que el seguidor de leva está retirado sustancialmente del rebaje en la leva, y preferentemente la carga sobre la herramienta es sustancialmente igual al peso de la herramienta y de los componentes conectados tales como el seguidor de leva antes de una operación de instalación de un fijador, y/o en la que los medios de colocación por gravedad comprenden unos componentes de acción complementaria asociados, respectivamente, al seguidor de leva y a la leva, y/o en la que los medios de colocación por gravedad comprenden una corredera y una guía de corredera.

5. Prensa según cualquier reivindicación anterior, en la que la longitud del rebaje es del orden del diámetro del seguidor de leva.

6. Prensa según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que la longitud del rebaje es mayor que el diámetro del seguidor de leva, y preferentemente la longitud del rebaje es del orden de dos o más veces el diámetro del seguidor de leva.

7. Prensa según cualquier reivindicación anterior, en la que la longitud del rebaje es suficiente para permitir una posición replegada en la cual se proporciona un alineamiento sustancial del eje de rotación del seguidor de leva y el eje de rotación de la leva accionada de tal manera que cuando la leva se acciona y el seguidor de leva está en la posición replegada, la leva no provoca un movimiento suficiente del seguidor de leva como para provocar el movimiento de la herramienta.

8. Prensa según cualquier reivindicación anterior, en la que la excentricidad de la superficie de leva es menor que 5 milímetros, y preferentemente la excentricidad de la superficie de leva es del orden de menos de 2 milímetros.

9. Prensa según cualquier reivindicación anterior, en la que la leva es una leva ascendente con una excentricidad máxima alcanzada a una rotación mayor que 180º, y preferentemente en la que la excentricidad máxima se alcanza a una rotación de aproximadamente 270º.

10. Prensa según cualquier reivindicación anterior, que comprende un sensor de posición en comunicación operativa con un controlador operativo para garantizar que el seguidor de leva se retira sustancialmente del rebaje antes de que pueda comenzar el accionamiento de la leva accionada, y preferentemente comprende dos sensores de posición y el controlador lleva a cabo una prueba lógica para garantizar que ambos sensores detectan la retirada sustancial del seguidor de leva con respecto al rebaje en un periodo de tiempo predeterminado antes de que pueda tener lugar el accionamiento de la placa de leva accionada, y/o más preferentemente en la que los sensores están situados de forma contigua entre sí, y/o todavía preferentemente en la que los sensores están situados sustancialmente en la misma posición axial con respecto al eje de desplazamiento del seguidor de leva.

11. Prensa según la reivindicación 10, en la que el tiempo predeterminado es menor que medio segundo, y preferentemente en la que el tiempo predeterminado es del orden de 11 milisegundos o menor, y más preferentemente en la que el tiempo predeterminado es del orden de 50 milisegundos.

12. Prensa según la reivindicación 10 u 11, en la que el controlador está programado con una secuencia lógica de tal manera que el accionamiento de la leva accionada se produce únicamente si el primer y el segundo sensores detectan el movimiento del seguidor de leva sustancialmente fuera del rebaje en un tiempo predeterminado de uno con respecto al otro para, de este modo, efectuar una conmutación tal como un cambio de un dispositivo monoestable, y la comunicación de energía a la leva accionada continúa únicamente mientras ambos sensores estén cerrados y el conmutador o monoestable esté en su estado activado, y preferentemente en la que tan pronto como se abre uno de los sensores, se elimina la comunicación de energía a la leva accionada y el conmutador o monoestable se reinicializa.

13. Prensa según cualquier reivindicación anterior, que comprende medios para permitir el alineamiento del rebaje de la leva en una posición deseada, tal como la vertical invertida, para permitir de este modo el desplazamiento por gravedad del seguidor de leva y de la herramienta de prensado a una posición operativa inferior, y preferentemente los medios de alineamiento comprenden un anillo lobulado conectado de forma fija al árbol de accionamiento para la leva, y un sensor para detectar la posición del lóbulo sobre la circunferencia del anillo, y/o preferentemente el sensor comprende un sensor de inducción y el lóbulo comprende una protrusión radial metálica con respecto al anillo.

14. Prensa según la reivindicación 13, en la que se proporcionan dos lóbulos sustancialmente contiguos entre sí y separados por un rebaje, y preferentemente el rebaje es relativamente estrecho, y/o preferentemente el rebaje tiene una anchura del orden de 10º de la circunferencia.

15. Prensa según la reivindicación 14, en la que el anillo está situado en el árbol para indicar la posición de punto muerto superior de la leva, u otra posición preferida para la retirada del seguidor de leva con respecto al rebaje, cuando el sensor detecta el rebaje entre los lóbulos.

16. Prensa según cualquiera de las reivindicaciones 13, 14 o 15, en la que el lóbulo o lóbulos tienen una anchura del orden de 25 grados de la circunferencia.

17. Prensa según cualquier reivindicación anterior que comprende medios proporcionados para posicionar el seguidor de leva en el rebaje, tales como un ariete, por ejemplo, un ariete neumático.

18. Máquina instaladora de fijadores que comprende una prensa según cualquier reivindicación anterior.