ES2235950T3 - Aparato para la estampacion de casquillos. - Google Patents

Abstract

Aparato para la instalación de un acoplamiento tipo casquillo en una pared exterior de un elemento cilíndrico mediante la estampación del casquillo (F2) en el elemento cilíndrico, comprendiendo el acoplamiento una tuerca roscada de acoplamiento (C), comprendiendo el aparato: un alojamiento (12); un pistón (18) alojado en dicho alojamiento pudiéndose desplazar dicho pistón entre una primera posición y una segunda posición en respuesta a una presión de fluido cuando se aplica a dicho pistón; y una herramienta adaptadora (112) retenida parcialmente en dicho alojamiento; comprendiendo dicha herramienta adaptadora un manguito (90) roscado en un extremo para recibir la tuerca de acoplamiento y un yunque (70) acoplado a dicho manguito (90); pudiéndose desplazar dicho yunque (70) con respecto a dicho manguito (90) entre una primera posición de yunque y una segunda posición de yunque para estampar un casquillo en el elemento cilíndrico, caracterizado porque dicho yunque y dicho manguito constituyenun subconjunto extraíble (112) para permitir la estampación de casquillos de distintos tamaños y el subconjunto (112) puede retirarse de forma deslizante de dicho alojamiento (12) con independencia de dicho pistón (18).

Description

Aparato para la estampación de casquillos.

Campo técnico de la invención

La presente invención se refiere a un aparato que se utiliza para estampar casquillos en la pared exterior de un elemento cilíndrico, tal como el extremo de un tubo. Más particularmente, la invención se refiere a un aparato de estampación en el que una unidad de accionamiento hidráulico es independiente y puede separarse de una herramienta adaptadora de dimensiones que comprende un elemento accionado que estampa el casquillo mediante la aplicación de una fuerza axial sobre dicho casquillo contra una tuerca de acoplamiento.

Antecedentes de la invención

Son bien conocidos los acoplamientos de tubo de tipo casquillo y, de forma característica, comprenden una tuerca roscada de acoplamiento, un cuerpo roscado de acoplamiento y uno o más casquillos que caben en la tuerca de acoplamiento. Típicamente, el cuerpo de acoplamiento comprende una superficie de contacto que coopera con la superficie de contacto de un casquillo. Un elemento cilíndrico tal como, por ejemplo, el extremo de un tubo, se introduce de forma deslizante en el cuerpo de acoplamiento, rodeando los casquillos estrechamente la pared exterior del extremo de tubo. Cuando se aplica la tuerca de acoplamiento al extremo roscado del cuerpo de acoplamiento, se ejerce una fuerza axial sobre el o los casquillo(s) que produce una acción estampadora, provocando así un desplazamiento radial de las partes de cada cuerpo de casquillo, que hace que los casquillos agarren firmemente la pared exterior del extremo del tubo.

En muchas aplicaciones, se puede montar el acoplamiento con la ayuda de unas sencillas herramientas manuales, como las llaves inglesas. Sin embargo, cuando se trabaja con mayores dimensiones de tubo o tubos realizados en materiales más duros, con frecuencia resulta necesario utilizar una presión de fluido para aplicar una fuerza suficiente para estampar los casquillos adecuadamente en el tubo. Además, en algunas aplicaciones, es deseable disponer de la capacidad de realizar muchos acoplamientos de forma expediente.

A lo largo de los años, se han concebido muchos tipos de aparatos eléctricos de estampación. Un tipo de dichos aparatos consiste en un aparato hidráulico de estampación, en el que se acciona un pistón en sentido axial mediante presión hidráulica. A su vez, el pistón desplaza un elemento accionado o yunque que aplica la fuerza axial a los casquillos. Los aparatos de este tipo se describen en las patentes US nº 3.722.063; nº 3.810.296; nº 3.728.771; nº 4.873.755 y nº 5.027.489.

El documento US-A-3.691.604 da a conocer un aparato para el montaje de un acoplamiento tipo casquillo en una pared exterior de un elemento cilíndrico al estampar el casquillo en dicho elemento cilíndrico, incluyendo el acoplamiento una tuerca roscada de acoplamiento, comprendiendo el aparato: un alojamiento; un pistón alojado en dicho alojamiento pudiéndose desplazar dicho pistón entre una primera posición y una segunda posición en respuesta a la presión de fluido cuando se aplica a dicho pistón; y una herramienta adaptadora retenida parcialmente en dicho alojamiento; comprendiendo dicha herramienta adaptadora un manguito roscado en un extremo para recibir una tuerca de acoplamiento y un yunque acoplado a dicho manguito, pudiéndose desplazar dicho yunque con respecto a dicho manguito entre una primera posición de yunque y una segunda posición de yunque para estampar un casquillo en el elemento cilíndrico.

Una característica de los aparatos de estampación conocidos consiste en que, a menudo, el elemento accionado que se utiliza para aplicar la fuerza axial a los casquillos, forma una sola pieza con el pistón hidráulico. En el caso de utilizar siempre el mismo tamaño de casquillo o tubo, dicha disposición no presenta ningún inconveniente, pero, como ocurre cada vez más, el aparato debe poder estampar casquillos de distintas dimensiones. Por lo tanto, un cambio en las dimensiones supondría desmontar también la unidad hidráulica. Como alternativa, es conocido proporcionar el elemento accionado separado del pistón, pero incluso con este tipo de diseño, puede que se utilice el elemento accionado para retener el pistón en el alojamiento del aparato, de modo que si resulta necesario cambiar las dimensiones, probablemente también será necesario desmontar la unidad hidráulica o, como mínimo, ésta será susceptible a fugas.

Por lo tanto, un objetivo de la presente invención consiste en proporcionar un aparato para la estampación de casquillos en elementos cilíndricos mediante la presión de fluido, presentando el aparato una flexibilidad substancial con respecto a los cambios de dimensiones sin comprometer o necesitar desmontar la unidad de accionamiento hidráulico del aparato. Otro objetivo consiste en proporcionar una herramienta de estampación más compacta y más fácil de utilizar y que proporcione una indicación visual de que se ha realizado una operación de estampación con éxito.

Sumario de la invención

Con el fin de alcanzar los objetivos anteriormente mencionados y otros, la invención proporciona un aparato para la instalación de un acoplamiento tipo casquillo en una pared exterior de un elemento cilíndrico al estampar el casquillo en dicho elemento cilíndrico, comprendiendo el acoplamiento una tuerca roscada de acoplamiento, comprendiendo el aparato: un alojamiento; un pistón alojado en dicho alojamiento pudiéndose desplazar dicho pistón entre una primera posición y una segunda posición en respuesta a la presión de fluido cuando se aplica a dicho pistón; y una herramienta adaptadora retenida parcialmente en dicho alojamiento; comprendiendo dicha herramienta adaptadora un manguito roscado en un extremo para recibir una tuerca de acoplamiento y un yunque acoplado a dicho manguito formando dicho yunque y manguito un subconjunto extraíble para permitir la estampación de casquillos de distintos tamaños; pudiéndose desplazar dicho yunque con respecto a dicho manguito entre una primera posición de yunque y una segunda posición de yunque para estampar un casquillo en el elemento cilíndrico, con lo cual el subconjunto puede retirarse de forma deslizante de dicho alojamiento con independencia del pistón. Pueden acomodarse los cambios de tamaño retirando primero una primera herramienta adaptadora de tamaño concreto y sustituyéndola con una segunda herramienta adaptadora de distinto tamaño. Esta sustitución puede realizarse sin desmontar o comprometer la unidad hidráulica.

De acuerdo con otro aspecto preferido de la invención, el aparato comprende un indicador visual de que se ha realizado una operación de estampación con éxito. En la forma de realización preferida, se proporciona dicho indicador visual en forma de una protuberancia indicadora que salta en sentido axial del extremo posterior del aparato cuando se lleva a cabo una operación de estampación. La protuberancia se vuelve a su posición inicial manualmente antes de empezar la siguiente operación de estampación.

Estos y otros aspectos y ventajas de la presente invención resultarán evidentes para un experto en la materia a partir de la siguiente descripción de las formas de realización preferidas, haciendo referencia a los dibujos adjuntos.

Breve descripción de los dibujos

La invención puede realizarse físicamente mediante ciertas piezas y disposiciones de piezas, formas de realización preferidas y un procedimiento que se describirá en detalle en la presente memoria y que se ilustra en los dibujos adjuntos que forman parte de dicha memoria, y en los cuales:

La Figura 1 representa un aparato para la estampación de casquillos de acuerdo con la presente invención, ilustrado en sección longitudinal en una posición inicial antes de realizar una operación de estampación;

La Figura 2 representa una vista ampliada del aparato de la Figura 1;

La Figura 3 consiste en una representación esquemática del aparato de la Figura 1, montado para utilizarse con una fuente hidráulica;

La Figura 4 representa el aparato de la Figura 1, ilustrado en una segunda posición al final de una operación de estampación y antes de volverlo a su posición inicial;

La Figura 5 representa una vista ampliada del aparato de la Figura 1, que ilustra las características de montaje de la herramienta adaptadora;

La Figura 6 representa el aparato de la Figura 1, e ilustra un acoplamiento fluido montado para una operación de estampación; y

Las Figuras 7A y 7B ilustran el uso de un espacio muerto entre la herramienta de estampación y el casquillo para acomodar dimensiones distintas al acoplamiento de carrera máxima de estampación.

Descripción detallada de las formas de realización preferidas

Haciendo referencia a las Figuras 1 y 4, se proporcionará a título de ejemplo una descripción de la invención para la estampación de dos casquillos de un tamaño de tubo convencional en un extremo de tubo, no obstante, dicha descripción se proporciona a título ilustrativo y explicativo y no debe considerarse limitativa. Los expertos en la materia podrán apreciar fácilmente que la invención descrita en la presente memoria se puede utilizar para estampar casquillos individuales en los extremos de un tubo, y que además se puede utilizar para estampar casquillos en elementos cilíndricos que no sean los extremos de tubos, entre ellos, los elementos cilíndricos que son, por ejemplo, las extensiones de tubo para dispositivos de control de flujo. Además, en la presente memoria se describen varios aspectos de la invención, y la forma de realización ejemplar proporcionada a título de ejemplo ilustra la realización conjunta de varios aspectos de la invención. No obstante, los expertos en la materia podrán apreciar fácilmente que pueden aplicarse otras formas de realización, según las necesidades funcionales, para una operación de estampación o una herramienta específicas.

De acuerdo con la invención, en general, el aparato de estampación está designado con la referencia numérica 10. El aparato de estampación 10 está contenido substancialmente totalmente en un alojamiento 12, con la excepción de una fuente acoplable de fluido hidráulico presurizado que se describe en mayor detalle a continuación. Podrían utilizarse otros fluidos, entre ellos el agua con una bomba hidrostática, o presión de gas, por ejemplo.

Desde el punto de vista funcional, se puede considerar que el alojamiento 12 comprende dos partes básicas, una unidad de potencia hidráulica 14 y una unidad de estampación 16. La unidad hidráulica 14 comprende un pistón de accionamiento 18, un conjunto de conexión hidráulica 20 y un conjunto indicador de la realización de la estampación 22. Un árbol de accionamiento 24 se extiende a través del alojamiento 12 y se dispone a lo largo de un eje longitudinal central X del aparato 10. En general, el pistón 18 consiste en un elemento cilíndrico dispuesto en el centro de un orificio de pistón 30 y en su posición retraída o devuelta (según se representa en la Figura 1) forma un tope con su cara inferior contra un contraorificio 32 del alojamiento 12. El pistón 18 presenta un orificio 34 en el centro de su árbol a través del cual se extiende el árbol de accionamiento 24. En un rehundido de sellado 37 se proporciona un anillo de estanqueidad convencional 36 de pistón para sellar el pistón 18 contra el orificio 30 del alojamiento con el fin de impedir una pérdida del fluido hidráulico. En este ejemplo, el anillo 36 comprende una junta tórica elastomérica 36a y un anillo de refuerzo de Teflon^{TM} 36b que sirve para impedir la extrusión del anillo 36a bajo presión. Pueden utilizarse distintas disposiciones de sellado, según las necesidades. Se proporcionan unas disposiciones similares de sellado en el árbol 24 según se ilustra en los dibujos.

El pistón 18 está dimensionado y mecanizado de forma apropiada para permitir una traslación con rozamiento reducido a lo largo del eje central X. Además el pistón 18 comprende un rehundido para el fluido hidráulico 38 que se extiende en sentido radial desde el orificio 34 de árbol y está en comunicación fluida con un orificio transversal 40 practicado en el árbol de accionamiento 24. El rehundido 38 constituye una reducida cavidad de fluido en la que entra el fluido hidráulico para aplicar presión a la cara posterior 18a del pistón 18. Cuando se suministra el fluido hidráulico bajo presión a la cavidad 38 y a la cara posterior 18a, se obliga o se desplaza el pistón 18 hacia adelante o hacia la izquierda según se puede apreciar en la Figura 1.

Un orificio longitudinal central 42 se extiende desde el extremo posterior o de entrada del árbol de accionamiento 24a, justo pasada la posición del orificio transversal 40. El orificio longitudinal 42 se abre al rehundido 38. Mediante esta disposición, se suministra el fluido hidráulico para accionar el pistón 18.

El árbol de accionamiento 24 comprende un rehundido circunferencial 44 que recibe y retiene un anillo aplicado a presión 46 que se puede retirar. Cuando se instala el anillo aplicado a presión 46 estando el pistón 18 dispuesto en el árbol de accionamiento 24, dicho pistón 18 queda atrapado en sentido axial entre dicho anillo aplicado a presión 46 y la pared 32 del alojamiento. Cuando se obliga al pistón 18 a avanzar en sentido axial, aprieta sobre el anillo aplicado a presión 46, avanzando así también el árbol 24 con ello. El anillo aplicado a presión 46 también hace que el pistón 18 vuelva a su posición inicial ilustrada en la Figura 1 cuando se retira la presión hidráulica del pistón 18 (estando obligado el árbol 24 hacia atrás según se ilustra en la Figura 1 mediante un muelle de árbol 160 que se describe en mayor detalle en la presente memoria). Una segunda disposición de sellado 48 de pistón se proporciona en una ranura de estanqueidad 50 practicada en el árbol de accionamiento 24 en una posición más adelante en sentido axial del rehundido 38 del pistón para sellar contra la pérdida de fluido mediante el orificio 34 de árbol del pistón interior.

El pistón 18 comprende una cara de accionamiento de pistón de diámetro reducido 52. El diámetro reducido de la cara de accionamiento 52 en comparación con el diámetro del pistón 18 en la parte posterior del mismo forma un espacio circunferencial 54 que es limitado por una superficie de tope de pistón 56. Un segundo anillo aplicado a presión y extraíble 58 está dispuesto en una ranura 60 practicada en el alojamiento 12 un poco más adelante en sentido axial del pistón 18 cuando éste se encuentra en la posición retirada ilustrada en la Figura 1. El anillo aplicado a presión 58 limita la carrera axial máxima del pistón 18 al interferir con la superficie de tope 56 cuando el pistón ha avanzado cierta distancia definida por el espacio axial entre la superficie de tope 56 y la superficie posterior del anillo aplicado a presión 58.

La cara de accionamiento 52 del pistón 18 entra en contacto o coopera de forma accionada con un punzón o yunque de estampación 70 en el lado posterior 70a del mismo. El punzón de estampación 70 presenta una estructura, en general, cilíndrica dotada de una boca que se estrecha hacia delante 72. Dicha boca que se estrecha hacia delante 72 coopera con un casquillo anterior F1 y aplica una acción de contacto para estampar el casquillo en un extremo de tubo, tal y como se describirá más adelante. El punzón de estampación 70 presenta un orificio interior 74 que recibe con poca holgura un extremo de tubo (no representado en la Figura 1). Se introduce el extremo de tubo hasta que su cara inferior forma un tope contra un contraorificio 76. Dicho contraorificio 76 está provisto de un resalte o bordón 78, ilustrado a escala ampliada en la Figura 1. Dicho bordón 78 produce una pequeña muesca en el extremo de tubo después de una operación de estampación apropiada, proporcionando así una verificación positiva y visualmente sencilla de que el extremo del tubo se introdujo completamente en el punzón 70 antes de realizarse la operación de estampación.

El punzón de estampación 70 comprende un orificio central 80 en su árbol. Un extremo anterior 24b del árbol de accionamiento 24 se extiende hacia adelante hacia el orificio 80 del punzón. Se introduce un tapón regulador 84 en el orificio 80. Dicho tapón 84 presenta un orificio pasante 86 que permite que el fluido hidráulico salga por goteo del punzón 70 cuando la válvula de descarga 120 está abierta.

El punzón 70 está retenido de forma deslizante en el interior de un manguito adaptador 90 generalmente de forma cilíndrica. Dicho manguito adaptador 90 está retenido parcialmente en el interior del alojamiento 12, y una parte anterior 90a del mismo sobrepasa en sentido axial el extremo anterior 12a del alojamiento. El manguito adaptador 90 presenta tales dimensiones que puede instalarse en el alojamiento 12 encajándolo por deslizamiento. El encaje por deslizamiento facilita la instalación y el adaptador 90 resulta menos susceptible a sufrir daños, tales como los daños a sus filetes de rosca. El extremo anterior del manguito adaptador 90a comprende una parte dotada de una rosca exterior 92 sobre la cual puede montarse una tuerca de acoplamiento con rosca interior (no representada en la Figura 1). El diámetro de la parte extrema 90a es menor que el diámetro de la parte principal de cuerpo 90b del manguito, formando así una cara anterior de retención 94. Un retenedor en forma de un tercer anillo aplicado por presión 96 se encaja en una ranura 98 practicada en la parte anterior del alojamiento 12. El anillo aplicado por presión 98 sirve para retener de forma segura el manguito adaptador 90 en sentido axial en su posición en el interior del alojamiento 12.

El manguito adaptador 90 comprende un contraorificio 100 de diámetro mayor que el diámetro exterior del punzón de estampación 70. Por lo tanto, el punzón de estampación 70 y el manguito adaptador 90 forman un espacio anular 102. Un muelle 104 está dispuesto en el espacio anular 102 y está sujetado en estado comprimido entre el contraorificio 100 y una pestaña sobresaliente 106 formada en la proximidad del extremo posterior 70a del punzón de estampación 70. El muelle 104 obliga en sentido axial la separación del punzón de estampación 70 y el manguito adaptador 90. Dicho manguito adaptador 90 comprende una ranura 108 para un anillo aplicado a presión, practicada en la proximidad del extremo posterior del manguito 90. Un retenedor en forma de un cuarto anillo aplicado a presión y retirable 110 coopera con la cara posterior de la pestaña 106 del punzón para sujetar entre sí el manguito adaptador 90 y el punzón de estampación 70 a modo de conjunto unitario de herramienta adaptadora 112. Pueden utilizarse otros mecanismos para sujetar entre sí el manguito adaptador 90 y el punzón 70 en una unidad 112, como resultará muy evidente para los expertos en la materia. Por ejemplo, puede emplearse un collarín roscado en lugar del cuarto anillo aplicado por presión 110, o el punzón 70 puede cuñarse con el manguito 90.

Cuando está montado de la manera ilustrada en la Figura 1, el muelle 104 no está comprimido totalmente, y por lo tanto permite una cantidad limitada pero predeterminada de movimiento axial relativo entre el punzón 70 y el manguito 90. Esto permite instalar el conjunto de herramienta adaptadora 112 en el alojamiento 12 después de instalar el pistón 18, con una cooperación positiva entre el pistón 18 y el punzón 70. Después de la instalación del conjunto 112, existe suficiente espacio todavía para comprimir el muelle 104. De esta manera, el desplazamiento axial del pistón 18 hacia adelante produce un desplazamiento correspondiente hacia adelante del punzón 70. Se controlan las tolerancias para que el pistón 18 golpee el anillo aplicado por presión 58 antes de comprimirse totalmente el muelle 104 en una forma cilíndrica no comprimible. Esto permite controlar estrictamente la carrera máxima de estampación al controlar el espacio axial entre la cara 56 del pistón y el anillo aplicado por presión 60, en lugar de tener que controlar las dimensiones del muelle 104. Debe observarse que, en ausencia de presión hidráulica en el paso 42, el muelle 104 obliga al punzón 70 y al pistón 18 hacia atrás hacia la posición retraída o previa a la estampación, que se ilustra en la Figura 1. Sin embargo, el cuarto anillo aplicado por presión 110 limita el grado en el que el muelle 104 obliga al pistón 18 hacia la pared 32; en su lugar se utiliza otro muelle para esa finalidad como resultará evidente más adelante.

De acuerdo con una característica de la invención, el conjunto adaptador 112 está diseñado intencionalmente para poder retirarse del alojamiento 12 sin comprometer la unidad hidráulica 14 en su conjunto. Las dimensiones del manguito adaptador 90 y del punzón de estampación 70 están relacionadas directamente con el tamaño de los casquillos que se están estampando, el diámetro del tubo, y el tamaño de la tuerca de acoplamiento asociada. Por lo tanto, con el fin de estampar casquillos y tubos de distintos tamaños, el punzón de estampación 70 y el manguito adaptador 90 deben poder intercambiarse fácilmente. Unos acoplamientos de distinto tamaño pueden ser acomodados por el aparato 10 simplemente utilizando un conjunto adaptador 112 diferente. La instalación por deslizamiento del conjunto adaptador 112 simplifica y acelera la sustitución sin comprometer la unidad hidráulica 14.

Debido a la cooperación roscada entre la tuerca de acoplamiento y el manguito adaptador 90, el manguito 90 puede tender a girar cuando se instala una tuerca de acoplamiento C en dicho manguito adaptador 90. En algunas aplicaciones dicho giro puede resultar indeseable, y por lo tanto un pasador antigiro 114 puede instalarse en un orificio transversal 116 a través del alojamiento 12. El orificio 116 está dispuesto adyacente a una ranura axial 118 formada en la periferia exterior del manguito adaptador 90 en el extremo posterior del mismo. Al instalar el pasador 114 primero, antes del conjunto 112, dicho conjunto 112 puede orientarse fácilmente durante su instalación para alinear la ranura 118 con el extremo sobresaliente del pasador antigiro 114.

El árbol 24 puede estar dotado de un conjunto de válvula de descarga 120. Dicho conjunto de válvula de descarga 120 se utiliza para impedir la presencia de un exceso de presión en la unidad hidráulica 14 del aparato 10. Esto puede resultar particularmente importante cuando se utiliza una bomba hidráulica manual para proporcionar la presión hidráulica para hacer funcionar el aparato 10. En una parte del árbol 24, corriente abajo del orificio transversal 40, se forma un contraorificio 122, y un orificio de válvula 124 se extiende a su través. Un vástago de válvula de descarga de tipo resorte 126 está dispuesto en la parte central de una cámara de válvula 128 formada en el árbol de accionamiento 24. Un resorte de válvula 130 está dispuesto en la cámara de válvula 128 y obliga a la válvula de resorte 126 a cerrar según se ilustra en la Figura 1. Un tornillo de fijación de válvula 132 está introducido de forma roscada en el orificio roscado 82 del árbol de accionamiento 24. Al ajustar la posición axial del tornillo 132 en el orificio 82 se establece la presión a la que la válvula de descarga abrirá para aliviar la presión hidráulica en exceso. El tornillo de fijación 132 y el tapón regulador 84 comprenden orificios pasantes 136, 86 respectivamente a través de los cuales se libera el fluido hidráulico para reducir el exceso de presión en la unidad hidráulica 14. El orificio reducido 124 impide un flujo notable de fluido hidráulico cuando se abre la válvula 120. La presencia de fluido en el punzón de estampación 70 puede detectarse fácilmente y se puede aliviar la presión a la fuente. Una vez que la presión disminuye, se cierra la válvula 120, impidiendo así la pérdida de una cantidad excesiva de fluido hidráulica.

De acuerdo con una forma de realización preferida de la invención, el conjunto indicador 22 se utiliza para proporcionar al operario una respuesta inmediata, visual y audible de que se ha realizado una operación de estampación. Esto ayuda al operario a no aplicar demasiada presión al fluido hidráulico o a no estampar excesivamente el acoplamiento hidráulico. En esta forma de realización proporcionada a título de ejemplo, el indicador 22 se realiza en forma de una protuberancia indicadora 140 que salta en sentido axial del extremo posterior del alojamiento 12 al final de una operación de estampación.

La protuberancia indicadora 140 consiste generalmente en un elemento cilíndrico que comprende una parte de cuerpo central 142, un extremo anterior 144 y un extremo posterior 146. El extremo anterior 144 presenta un orificio axial central 148 dotado de un resalte interior 150 en el extremo posterior del mismo.

Una arandela para la alineación de resortes 152 está prevista alrededor del árbol de accionamiento 24 contra un contraorificio 154 del alojamiento 12. Un resorte de protuberancia 156 está dispuesto entre la arandela 152 y el resalte 150 en el orificio de protuberancia 148. Este resorte obliga a la protuberancia 140 hacia atrás según se puede apreciar en la Figura 1, es decir, hacia una posición que indica la realización de una operación de estampación. En la Figura 1, la protuberancia 140 se encuentra en la posición previa a la estampación, y en la Figura 4 la protuberancia 140 se ilustra en la posición saltada después de realizarse una operación de estampación.

El árbol de accionamiento 24 comprende además un resalte que se extiende hacia el exterior 158. Un muelle de árbol 160 está dispuesto en el orificio de protuberancia 148 entre la arandela 152 y el resalte 158 del árbol. El muelle de árbol 160 obliga al árbol 24 a alejarse del extremo del conjunto 10 donde se encuentra la herramienta, es decir, el muelle 160 obliga al árbol 24 a devolver el pistón 18 a la posición inicial o retraída que se ilustra en la Figura 1.

Dicho árbol 24 presenta además un fiador de bola 162 en forma de un resalte cónico que se extiende en sentido radial hacia el exterior desde el cuerpo del árbol 24. La protuberancia indicadora 140 comprende un orificio transversal roscado 164 en su cuerpo central 142. El orificio 164 está dispuesto de tal manera que cuando dicha protuberancia 140 se encuentra en su posición inicial ilustrada en la Figura 1, el orificio 164 está alineado en sentido radial con el fiador de bola 162. Una bola fiadora 166 está dispuesta en el orificio 164 y un resorte fiador 168 está atrapado en el orificio 164 entre la bola 166 y un tornillo roscado retenedor de fiador 170. Debe observarse que, de hecho, en la práctica se utilizan tres (o más) bolas fiadoras, distanciadas de forma regular alrededor de la circunferencia de la protuberancia indicadora 140 (únicamente se representa una bola 166 en los dibujos). Al utilizar tres bolas, se mantiene la protuberancia indicadora 140 en el centro. Se ajusta la posición del tornillo retenedor de fiador 170 en el orificio 164 para ajustar la fuerza de la bola fiadora 166 contra el fiador en forma de resalte 162. Esta fuerza debe ser lo suficiente para impedir el desplazamiento de la bola 166 contra el muelle 168 debido a la fuerza hacia atrás aplicada a la protuberancia 140 mediante el muelle de protuberancia 156. De forma alternativa, la bola fiadora 166, el muelle 168 y el tornillo 170 pueden formar un subconjunto individual en un alojamiento roscado (no representado) que se instala en el orificio 164. La protuberancia indicadora 140 puede presentar muescas como se puede apreciar en el punto 140a para facilitar el agarre de la protuberancia 140 para devolverla a su posición inicial. El árbol 24 comprende una brida 186 que mantiene la protuberancia 140 en el árbol después de saltarse. Dicha protuberancia 140 presenta tales dimensiones que en su posición inicial, ilustrada en la Figura 1, la parte de cuerpo central 142 está escondida por la parte posterior 126 del alojamiento 12. Un manguito antiviolable 169 puede pasarse fácilmente por encima de la protuberancia 140 para cubrir el mecanismo fiador. Dicho manguito puede ser coloreado para proporcionar una indicación de que la protuberancia 140 ha saltado.

El extremo posterior del árbol 24 comprende el conjunto del conector hidráulico 20. En esta forma de realización, el conector 20 consiste en un extremo roscado internamente del árbol de accionamiento 24. El conector de extremo roscado de un manguito hidráulico se introduce en este orificio. En la forma de realización ilustrada (véase la Figura 3), un acoplamiento giratorio 172 se proporciona en la salida de la bomba hidráulica 190. El acoplamiento 172 puede presentar un diseño convencional y retener un acoplamiento de manguera hidráulica 182 al final de un extremo de manguera hidráulica procedente de la fuente hidráulica 190. El acoplamiento giratorio 172 simplifica el acoplamiento de la manguera hidráulica al aparato 10 al ajustarse debido a una torsión o alineación inadecuada de la manguera hidráulica en relación con el aparato 10.

En la Figura 3, se ilustra el aparato 10 acoplado a una bomba hidráulica 190 mediante una manguera hidráulica 192. En este ejemplo, la bomba 190 puede ser cualquier bomba hidráulica convencional que funciona manualmente, tal como modelo nº P-12 de Power Team, Owatonna, Wisconsin,

Haciendo referencia a las Figuras 1, 4 y 6, el funcionamiento del aparato de estampación 10 que se describe a título de ejemplo, empieza con el aparato 10 en el estado ilustrado en la Figura 1. Si previamente se ha realizado una operación de estampación, la protuberancia indicadora 140 es empujada manualmente en sentido axial hacia el interior del alojamiento 12 agarrando el extremo 146 de la protuberancia 140 empujándola hacia adelante hasta que la bola 166 coopera con el fiador 162.

La fuente hidráulica está acoplada al árbol de accionamiento 24. Un extremo de tubo en forma de T se introduce en el conjunto adaptador 112 hasta que su cara inferior forma un tope contra la pared 76 del punzón. En este ejemplo, se ilustra el acoplamiento de dos casquillos. A continuación, se aplica por deslizamiento un casquillo anterior F1 sobre el extremo de tubo, seguido por un casquillo posterior F2. A continuación se instala una tuerca de acoplamiento C en el manguito adaptador 90 y se aprieta hasta que no se puede soltar manualmente. En la posición que no se puede soltar manualmente, que se ilustra en la Figura 6, el extremo anterior de la tuerca de acoplamiento C se alinea con el último filete de rosca, o el que está dispuesto más hacia el interior 92a del manguito adaptador 90. Esta alineación en la posición que no se puede soltar manualmente proporciona una indicación de que los casquillos F1 y F2 están montados correctamente y que el pistón 18 se encuentra en su posición inicial de retracción completa previa a una operación de estampación.

A continuación se activa la bomba hidráulica 190. La presión hidráulica acumula detrás del pistón 18 y finalmente desplaza el pistón hacia adelante (hacia la izquierda según se puede apreciar en las Figuras 1 y 4). A medida que avanza el pistón, empuja el punzón de estampación hacia adelante contra la fuerza del muelle 104 y el muelle 160. Asimismo el pistón 18 empuja contra el anillo aplicado por presión 46 que retiene el pistón, haciendo por lo tanto que el árbol 24 avanza también con el pistón 18. A medida que avanza el punzón 70, realiza la estampación de los casquillos F1 y F2 en el extremo de tubo en forma de T mediante una acción de contacto por parte de la boca cónica 72 contra la nariz cónica del casquillo anterior.

Una estampación correcta se predetermina mediante la distancia axial de recorrido "Y" del punzón 70 (véase la Figura 4). Típicamente, esta distancia se basa en unos datos empíricos y unos criterios de diseño y se variará según el tamaño del acoplamiento. De forma conveniente, dicho control de distancia está incorporado en el conjunto adaptador al dimensionar de forma apropiada el punzón de estampación 70 y el adaptador 90 para el acoplamiento concreto a utilizar con ello. Por lo tanto, típicamente para los acoplamientos de distinto tamaño se proporcionarán otros tantos conjuntos adaptadores 112. Por ejemplo, la herramienta 10 está diseñada típicamente para estampar varios tamaños de acoplamiento, requiriendo uno de dichos acoplamientos la carrera máxima. El punzón de estampación 70 presenta dimensiones apropiadas para desplazarse dicha distancia máxima Y en respuesta al desplazamiento del pistón 18 para producir una acción adecuada de estampación en el acoplamiento que requiere la carrera máxima. Debe observarse que el acoplamiento que requiere la carrera máxima no necesariamente tiene que ser el acoplamiento mayor. Para los demás tamaños de acoplamiento que se utilizarán con la herramienta 18 y que precisarán una carrera menor, el conjunto adaptador 112 asociado, y particularmente el punzón de estampación 70, presentan unas dimensiones que incluyen un espacio muerto apropiado antes de que la boca cónica 72 entre en contacto con el casquillo anterior F1. Dicho espacio muerto de desplazamiento puede incorporarse en el conjunto adaptador 112 (por ejemplo al controlar la longitud del punzón 70) porque el punzón 70 es empujado hacia atrás con respecto al manguito adaptador 90 por parte del resorte de retorno 104 cuando se quita la presión hidráulica.

La carrera Y del punzón de estampación 70 se controla al dimensionar de forma apropiada la arandela 152. A medida que avanza el árbol 24 con el pistón 18, la protuberancia indicadora 140 también avanza hasta entrar en contacto con la superficie superior 152a de la arandela 152. Una vez realizado dicho contacto, un desplazamiento adicional del árbol 24 provoca la actuación de la protuberancia indicadora. Por lo tanto, una selección adecuada de las dimensiones de la arandela 152 establecerá la carrera del punzón 70. Dicha distancia que recorre el punzón 70 será equivalente a la carrera Z del pistón más la distancia que recorre el árbol 24 una vez que la protuberancia 140 entra en contacto con la arandela 152 hasta que las bolas 166 pasan el fiador 162, cuando salta la protuberancia indicadora para indicar la realización de la operación de estampación. Se impide una estampación excesiva al chocar el pistón 18 con el anillo de tope 58. Si la presión hidráulica sigue acumulando una vez que se detiene el pistón, se abrirá la válvula de descarga 120 y se liberará la presión hidráulica.

Las Figuras 7A y 7B ilustran este concepto de espacio muerto. La Figura 7A ilustra un casquillo anterior F3 y un casquillo posterior F4 típicos, montados en el extremo de un tubo (no representado) e introducidos en la herramienta de estampación 10, estando dicha herramienta en estado previa a la estampación. Asimismo, se ilustra la tuerca de acoplamiento C montada en el extremo roscado 92 del manguito adaptador 90. En este ejemplo, es el casquillo F3 el que requiere la carrera máxima del pistón 18, y por lo tanto la carrera máxima del punzón de estampación 70, para estampar los casquillos en el extremo del tubo. Por consiguiente, se selecciona la longitud del manguito adaptador 90 de tal manera que el extremo anterior 90a del manguito 90 no forma un tope contra la cara de pestaña FF del casquillo F3 antes de que el punzón 70 coopere con el extremo anterior FG del casquillo F3. De esta manera, se aprovecha todo el desplazamiento axial del punzón 70 para la operación de estampación.

En la Figura 7B, se tiene que estampar un casquillo F5 que requiere una carrera menor del punzón 70. De nuevo, como ocurre en la Figura 7A, se ilustran los componentes en posición montada previa a la estampación (que corresponde al montaje de la Figura 1). Dado que el pistón 18 y el punzón 70 siempre se desplazarán por la misma distancia axial, una parte de la carrera no se utilizará para la estampación del casquillo F4. Según se ilustra, la pestaña FH del casquillo F4 más corto (en comparación con el casquillo F3 que requiere la carrera máxima) forma un tope, por lo tanto, contra el extremo libre 90a del punzón 70 antes de que el extremo anterior FI del casquillo coopere con el punzón 70, produciendo así un hueco axial o "espacio muerto" G entre el casquillo F5 y el punzón 70. A medida que el pistón 18 y el punzón 70 empiezan a avanzar en sentido axial, dicho espacio se utilizará sin realizar ninguna operación de estampación en el casquillo F5. Puede seleccionarse el tamaño del espacio G al dimensionar de forma adecuada el punzón 70 (teniendo en cuenta que cuando se cambia el tamaño del acoplamiento o casquillo, la herramienta adaptadora 112 que incluye el manguito 90 y el punzón 70 se cambia también) de modo que, en verdad, únicamente se utiliza aquella parte del desplazamiento total Y del punzón que se necesita para realizar una operación apropiada de estampación. Al hacer que los casquillos F5 de carrera menor cooperen con el manguito adaptador 90 en la pestaña FH del casquillo, una operación de estampación siempre tiene un punto común de partida del casquillo con respecto al punzón 70. Por lo tanto, la carrera de estampación propiamente dicha puede establecerse precisamente si se dimensiona de forma adecuada el punzón 70. Típicamente esta característica de espacio muerto se utilizará cuando los distintos tamaños de casquillos a estampar requieren diferentes carreras de estampación, que corresponden a distintos filetes de rosca en el acoplamiento.

Al utilizar la arandela 152, se proporciona un método conveniente para la calibración del aparato 10. En cualquier herramienta de estampación, la carrera que recorre el punzón de estampación resulta importante para asegurar que se realizó una estampación correcta. Sin embargo, existen acumulaciones de tolerancias en los propios casquillos y en el conjunto de herramienta adaptadora 112. Por lo tanto, es deseable poder controlar la carrera del pistón 18 con precisión y sin ningún error. De acuerdo con esta forma de realización preferida de la invención, la herramienta 10 se monta en primer lugar con una arandela 152 de dimensional axial nominal. La dimensión propiamente dicha no es crítica. A continuación, se montan un casquillo y un extremo de tubo de la misma manera como si se realizara una operación de estampación. A continuación, se vuelve la protuberancia indicadora a su posición previa a la estampación, que se ilustra en la Figura 1. A continuación, el operario avanza el árbol 24 (que corresponde directamente con el avance del pistón 18) de forma relativamente lenta, hasta saltarse la protuberancia indicadora 140. Se mide el desplazamiento axial del árbol/pistón hasta el punto en el que se actúa la protuberancia. Si el desplazamiento medido no es el deseado para realizar una operación correcta de estampación, se sustituye la arandela nominal 152 con una arandela diferente 152 cuya dimensión axial ha sido seleccionada para que la carrera de pistón fuere precisa, reduciendo así a cero cualquier error que podría dar lugar a una estampación incorrecta o excesiva. Se selecciona la distancia de la carrera de pistón para simular o replicar el desplazamiento axial de la tuerca de acoplamiento en un acoplamiento típico durante una operación de levantamiento del acoplamiento.

A medida que avanza el árbol 24 con el pistón 18, la protuberancia entra en contacto con la arandela 152 y a continuación un desplazamiento adicional del árbol 24 hace que las bolas forzadas por resorte 166 se levanten y pasen por encima del fiador 162 al ser desplazadas dentro del talador 164 contra la fuerza del muelle 168. Cuando el fiador 162 deja pasa la bola 166, la protuberancia indicadora 140 puede saltar libremente hacia atrás en sentido axial bajo la fuerza del muelle indicador 156. La protuberancia 140 choca con la brida 186 y produce un "clic" audible. Además, se puede aplicar un color u otro acabado a la superficie exterior 142a de la protuberancia para realizar una determinación fácilmente visible de que dicha protuberancia 140 está en la posición extendida o pos-estampación.

Cuando salta la protuberancia indicadora 140, el operario sabe inmediatamente que se ha realizado la operación de estampación y, entonces, puede descargar la presión hidráulica. Una vez que la presión cae por debajo de un valor que vence la fuerza del muelle de árbol 160, dicho muelle 160 devuelve el árbol 24, conjuntamente con el pistón 18 y el punzón de estampación 70, a la posición ilustrada en la Figura 1. El operario vuelve la protuberancia 140 a su posición inicial manualmente, según se ha descrito anteriormente en la presente memoria.

La Figura 5 ilustra los subconjuntos principales del aparato 10. De acuerdo con otra característica de una forma de realización preferida de la invención, un conjunto de acoplamiento típico incluye la tuerca de acoplamiento C y un casquillo anterior y posterior F1, F2. Al quitar el anillo aplicado por presión 96 del manguito adaptador, la unidad de estampación 16 en forma del conjunto adaptador 112, puede retirarse a modo de conjunto individual para simplificar la sustitución. La unidad hidráulica 14 y el conjunto indicador 22 permanecen instalados en el alojamiento 12 y no se interfiere con, o compromete, ningún sello de estanqueidad al retirar la unidad de estampación 16.

Se proporcionan unas indicaciones visuales adicionales mediante la posición de la protuberancia indicadora y del árbol. Según se ilustra en la Figura 1, el cuerpo central 142 de la protuberancia indicadora 140 está al ras con la cara posterior del alojamiento 12, como en el punto 194. Asimismo, la brida 186 del árbol es al ras con la protuberancia indicadora, como en el punto 196. En la posición inicial previa a la estampación, que se representa en la Figura 1, estas alineaciones al ras indican al operario que el pistón 18 y el árbol 24 han vuelto completamente a su posición inicial de partida, se ha devuelto la protuberancia indicadora a su posición inicial, la herramienta 10 no está dañada y se ha descargado la presión hidráulica de la herramienta.

Evidentemente, cuando otras personas leen y comprenden la presente memoria, se les ocurrirán modificaciones y alteraciones. Se pretende incluir todas dichas modificaciones y alteraciones en la medida en que están comprendidas en el alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (13)

1. Aparato para la instalación de un acoplamiento tipo casquillo en una pared exterior de un elemento cilíndrico mediante la estampación del casquillo (F2) en el elemento cilíndrico, comprendiendo el acoplamiento una tuerca roscada de acoplamiento (C), comprendiendo el aparato: un alojamiento (12); un pistón (18) alojado en dicho alojamiento pudiéndose desplazar dicho pistón entre una primera posición y una segunda posición en respuesta a una presión de fluido cuando se aplica a dicho pistón; y una herramienta adaptadora (112) retenida parcialmente en dicho alojamiento; comprendiendo dicha herramienta adaptadora un manguito (90) roscado en un extremo para recibir la tuerca de acoplamiento y un yunque (70) acoplado a dicho manguito (90); pudiéndose desplazar dicho yunque (70) con respecto a dicho manguito (90) entre una primera posición de yunque y una segunda posición de yunque para estampar un casquillo en el elemento cilíndrico, caracterizado porque dicho yunque y dicho manguito constituyen un subconjunto extraíble (112) para permitir la estampación de casquillos de distintos tamaños y el subconjunto (112) puede retirarse de forma deslizante de dicho alojamiento (12) con independencia de dicho pistón (18).

2. Aparato según la reivindicación 1, en el que dicho yunque (70) es forzado con respecto a dicho manguito (90) hacia dicha posición de yunque que corresponde a una posición previa a la estampación.

3. Aparato según la reivindicación 2, que comprende un muelle (104) comprimido entre dicho manguito (90) y dicho yunque (70) para forzar dicho yunque hacia dicha posición previa a la estampación.

4. Aparato según la reivindicación 1, en el que dicha herramienta adaptadora (112) está instalada de forma deslizante en dicho alojamiento (12).

5. Aparato según la reivindicación 1, en el que dicho pistón (18) se desplaza una distancia definida entre sus posiciones primera y segunda durante una operación de estampación, siendo dicha distancia definida menor que una carrera máxima definida de dicho yunque con respecto a dicho manguito; controlándose dicha distancia definida parcialmente por un tope (58) para limitar el desplazamiento axial de dicho pistón impidiendo de este modo una estampación excesiva.

6. Aparato según la reivindicación 1, en el que dicho pistón (18) y dicho yunque (70) se trasladan a lo largo de un eje común (X); y un indicador (140) que proporciona a un operario una indicación visual de que se ha realizado una operación de estampación; comprendiendo dicho indicador un elemento que se desplaza a lo largo de dicho eje.

7. Aparato según la reivindicación 6, en el que dicho indicador comprende una protuberancia (140) que es desplazada en sentido axial entre una primera posición y una segunda posición.

8. Aparato según la reivindicación 7, en el que dicha protuberancia está retenida con posibilidad de soltarse en dicha primera posición mediante un dispositivo de fiador (166).

9. Aparato según la reivindicación 7, en el que dicha protuberancia (140) se desplaza con relación a un árbol de accionamiento (24) acoplado a dicho pistón (18); estando forzada dicha protuberancia (140) hacia dicha segunda posición de protuberancia.

10. Aparato según la reivindicación 9, en el que dicha protuberancia (140) se desplaza hacia dicha segunda posición de protuberancia después de realizarse un desplazamiento axial relativo y predeterminado entre dicha protuberancia (140) y dicho árbol (24).

11. Aparato según la reivindicación 10, en el que se aplica presión hidráulica a dicho pistón (18) mediante un control manual de una fuente de fluido (190) realizado por un operario; desplazándose dicha protuberancia (140) hacia dicha segunda posición de protuberancia para indicar a un operario que descargue la presión hidráulica.

12. Aparato según la reivindicación 1, que comprende un árbol de accionamiento (24) acoplado a dicho pistón (18); presentando dicho árbol un orificio central (42) que proporciona un conducto de fluido para que el fluido presurizado accione dicho pistón (18).

13. Aparato según la reivindicación 12, que comprende una válvula de descarga (120) dispuesta en el interior de dicho árbol (24).