ES2240518T3 - Dispositivo para conformar una zona final de una pieza de trabajo. - Google Patents
Dispositivo para conformar una zona final de una pieza de trabajo.Info
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Abstract
Dispositivo para conformar una zona final de una pieza de trabajo (2), en especial para la conformación prensada en frío de una zona del extremo del tubo, en el que están previstos un primer elemento de transmisión de fuerza (7) accionable hidrodinámicamente para sujetar la pieza de trabajo (2) y un segundo elemento de transmisión de fuerza (9) accionable hidrodinámicamente, mediante cuya acción de la fuerza se consigue la conformación, y los elementos de transmisión de fuerza (7, 9) están guiados coaxialmente y están dispuestos en una y la misma carcasa (3), caracterizado porque - entre el primer elemento de transmisión de fuerza (7) y el segundo elemento de transmisión de fuerza (9) está dispuesto un primer espacio de presión (26) colindante en cada caso directamente con los elementos de transmisión de fuerza (7, 9) y conectado a una primera conexión de presión (25), - al segundo elemento de transmisión de fuerza (9) está asignado de tal manera un segundo espacio de presión (28) conectadoa una segunda conexión de presión (27) que la introducción de un medio de presión carga el segundo elemento de transmisión de fuerza (9) en la dirección de sujeción y de conformación.
Description
Dispositivo para conformar una zona final de una
pieza de trabajo.
La invención se refiere a un dispositivo para
conformar una zona final de una pieza de trabajo, en especial para
la conformación prensada en frío de una zona del extremo del tubo.
Es conocido sujetar la pieza de trabajo mediante la utilización de
un primer elemento de transmisión de fuerza accionable
hidrodinámicamente y conformar la zona final mediante acción
directa o indirecta de la fuerza de un segundo elemento de
transmisión de fuerza accionable hidrodinámicamente. Por elemento
de transmisión de fuerza accionable hidrodinámicamente se entiende
un cuerpo el cual se puede accionar de manera hidráulica y/o
neumática. Con las fuerzas generalmente grandes que se necesitan
para la conformación de una pieza de trabajo se elige, de manera
adecuada, un accionamiento hidráulico.
Por la publicación genérica DE 195 11 447 A1 se
conoce un dispositivo adecuado para la conformación de una zona del
extremo del tubo. Este dispositivo presenta un alojamiento para
mordazas de sujeción intercambiables para sujetar el tubo. Mediante
un primer émbolo accionable hidráulicamente, las mordazas de
sujeción son cargadas con presión para sujetar el tubo. El primer
émbolo presenta una abertura de paso central, en la cual está
guiado un vástago de un segundo émbolo accionable hidraúlicamente.
Los dos émbolos están por consiguiente dispuestos uno tras otro en
una y la misma carcasa y están guiados coaxialmente uno respecto del
otro.
A través de la abertura pasante central en el
primer émbolo, el vástago del segundo émbolo, dotado con una
herramienta de conformación, puede actuar sobre la zona del extremo
del tubo, recalcando la zona del extremo del tubo en dirección
axial. Al mismo tiempo, la zona final se deforma de acuerdo con la
conformación de la herramienta de conformación y de las mordazas de
sujeción.
En una estructuración especial, el dispositivo
conocido presenta una carcasa de tres partes. Una primera parte de
la carcasa presenta un primer taladro, en el cual está guiado el
primer émbolo anular con su camisa, y presenta un segundo taladro,
en el cual está guiado el segundo émbolo con su vástago. El segundo
taladro tiene un diámetro menor que el primer taladro. De este modo
se forma para la camisa del primer émbolo anular un tope, el cual
define la posición máxima retrocedida del primer émbolo. Entre el
tope y la camisa del émbolo se puede introducir un líquido
hidráulico para el accionamiento del primer émbolo. Otra parte de
la carcasa de tres partes la forma una pieza final de carcasa que se
puede atornillar con la primera parte, que presenta un taladro
cilíndrico para la guía de la pieza final del segundo émbolo. La
primera parte de la carcasa forma un tope en la dirección de
accionamiento del segundo émbolo. Entre el tope y el segundo émbolo
se puede introducir nuevamente un medio hidráulico, para hacer
regresar el segundo émbolo tras la conformación del tubo. El
espacio hidráulico correspondiente para el alojamiento del líquido
hidráulico está obturado respecto del primer espacio hidráulico
entre la camisa del primer émbolo y su tope posterior. La tercera
parte de la carcasa de tres piezas forma el alojamiento para las
mordazas de sujeción y para las partes delanteras del primer y del
segundo émbolo o para la herramienta de formación. La herramienta
de conformación está estructurada de tal manera y conectada con la
zona final delantera del vástago del segundo émbolo, que al hacer
regresar el segundo émbolo el primer émbolo es arrastrado y de este
modo las mordazas de sujeción son descargadas de presión. Para ello
la abertura de paso central del primer émbolo presenta un tope
posterior. El proceso de conformación llevado a cabo con el
dispositivo conocido por la publicación DE 195 11 447 A1 adolece de
desventajas en la medida en que no están previstos un control del
desarrollo del procedimiento con inicio y fin del proceso de
conformación así como una comprobación de la herramienta y del tubo
que hay que conformar antes del inicio de la conformación ni,
debido al acoplamiento de los dos émbolos, son posibles durante su
movimiento de
retorno.
retorno.
La invención se plantea por lo tanto el problema
de proponer un dispositivo para la conformación de una zona final
de pieza de trabajo, que haga posible un mejor control del proceso
de conformación.
La solución del problema resulta, incluidas
estructuraciones y perfeccionamientos ventajosos de la invención,
del contenido de las reivindicaciones, que se adjuntan a
continuación de la presente descripción.
La invención prevé para ello, en primer lugar,
que entre el primer elemento de transmisión de fuerza y el segundo
elemento de transmisión de fuerza esté dispuesto un primer espacio
de presión colindante en cada caso directamente con los elementos de
transmisión de fuerza y conectado a una primera conexión de
presión, y que al segundo elemento de transmisión de fuerza esté
asignado de tal manera un segundo espacio de presión conectado a
una segunda conexión de presión que la introducción de un medio de
presión cargue el segundo elemento de transmisión de fuerza en la
dirección de sujeción y de conformación. Durante el avance del
segundo elemento de transmisión de fuerza para sujetar la pieza de
trabajo la presión del medio de presión encerrado en el primer
espacio de presión es mantenida mediante cierre de la primera
conexión de presión a través de medios adecuados, donde al alcanzar
una sobrepresión antepuesta el medio de presión es evacuado, a
través de medios adecuados, del primer espacio de presión, de
manera que cuando el primer elemento de transmisión de fuerza está
situado en la posición de sujeción, el segundo elemento de
transmisión de fuerza se puede desplazar, para conformar la pieza
de trabajo, con respecto al primer elemento de transmisión de
fuerza, y tras la conformación de la zona final de la pieza de
trabajo, mediante nueva introducción de medio de presión en el
primer espacio de presión, el segundo elemento de transmisión de
fuerza y, a continuación, mediante un accionamiento separado, el
primer elemento de transmisión de fuerza, se pueden mover de regreso
a sus posiciones de partida.
Con ello está relacionada la ventaja de que
gracias a la sobrepresión ajustada en el primer espacio de presión,
tras alcanzar la que corresponde a la presión de sujeción, mediante
la evacuación controlada por presión del medio de presión durante el
avance del segundo elemento de transmisión de fuerza, la presión de
sujeción se mantiene constante con el valor necesario. La presión
necesaria debe por ello estar únicamente mientras es necesitada.
Con ello se evita de manera ventajosa una presión innecesariamente
alta y un intervalo de tiempo innecesariamente largo para la
presión existente y con ello pérdidas de potencia innecesarias y
una gran generación de temperatura. Tras la finalización del proceso
de conformación se puede además llevar de vuelta el segundo
elemento de transmisión de fuerza de forma activa a su posición de
partida.
Según otra estructuración de la invención, está
previsto que como accionamiento para el movimiento de retorno del
primer elemento de transmisión de fuerza esté previsto un espacio
de presión con una conexión con una tercera conexión de presión.
Alternativamente, el accionamiento para el movimiento de retorno del
primer elemento de transmisión de fuerza puede estar formado sin
embargo también como resorte de retroceso.
Según otra estructuración de la invención, está
previsto que la posición de partida del primer elemento de
transmisión de fuerza esté definida por un tope formado entre la
carcasa y el primer elemento de transmisión de fuerza. Mediante la
fijación del primer elemento de transmisión de fuerza en su
posición de partida así como mediante la elección de la posición de
partida del segundo elemento de transmisión de fuerza está fijado
constructivamente el camino de desplazamiento relativo, necesario
para la realización del proceso de conformación, entre el primer y
el segundo elementos de transmisión de fuerza.
Según otra estructuración de la invención, están
previstos sensores para reconocer la herramienta insertada así como
para la comprobación en cada caso de la posición del primer
elemento de transmisión de fuerza, o si éste se ha retrocedido de
nuevo a su posición básica. Para ello está previsto en detalle que
antes de iniciar el proceso de sujeción y/o conformación se pueda
determinar automáticamente mediante medios adecuados si existe y/o
está situada correctamente una herramienta de sujeción y/o
conformación adecuada, donde la existencia y/o la posición correcta
de la herramienta se puede determinar mediante una medición de
distancia sin contacto mediante un sensor. Además puede estar
previsto que, mediante un sensor, se puedan registrar la posición
básica de la herramienta de conformación y el camino recorrido por
ésta durante el proceso de conformación.
En otra estructuración del dispositivo según la
invención, puede estar previsto que el camino de desplazamiento
relativo, necesario para el proceso de conformación, entre el
primer elemento de transmisión de fuerza y el segundo elemento de
transmisión de fuerza, es decir la llamada longitud de recalcado L,
se pueda ajustar, en un primer paso de trabajo, gracias a que el
primer elemento de transmisión de fuerza se puede alejar, mediante
introducción de medio de presión en el primer espacio de presión,
del segundo elemento de transmisión de fuerza fijo, después de lo
cual, mediante introducción de medio de presión en el segundo
espacio de presión, se conecta como se ha descrito el proceso de
sujeción y conformación. En el primer espacio de presión se puede
introducir según esto un medio de presión tanto para el
accionamiento del primer elemento de transmisión de fuerza como
también para soltar el segundo elemento de transmisión de fuerza,
con lo cual está relacionada la ventaja de una posibilidad de
control mejorada para el proceso de conformación.
Para ello puede estar previsto que, mediante
medios adecuados, se pueda ajustar la longitud del primer espacio
de presión entre la primera superficie de accionamiento y la
segunda superficie de accionamiento antes de la conformación de la
pieza de trabajo, para predeterminar el camino de trabajo definido
deseado. A continuación se pueden mover uno respecto del otro los
dos elementos de transmisión de fuerza, con posiciones relativas
constantes, hasta que la pieza de trabajo está sujeta. De nuevo
después de ello el segundo elemento de transmisión de fuerza se
puede mover entonces, justo la longitud ajustada del espacio de
presión, contra el primer elemento de transmisión de fuerza, de
manera que la pieza de trabajo sujeta es recalcada un camino
correspondiente a esta longitud. El proceso de conformación es
finalizado en especial por el choque de la primera superficie de
accionamiento y la segunda superficie de accionamiento del primer
espacio de presión.
En un perfeccionamiento del dispositivo, los
medios utilizados hacen posible una medición directa o indirecta de
la longitud del primer espacio de presión, para ajustar la
longitud. En especial, la longitud se puede medir indirectamente
mediante un sensor de distancia, el cual está orientado hacia una
superficie cuya distancia respecto del sensor de distancia varía
dependiendo de la longitud del espacio de presión. Una superficie
de este tipo es, por ejemplo, una superficie exterior, que se
ensancha a modo de cono, del primer elemento de transmisión de
fuerza. Es ventajoso utilizar un sensor de distancia que mide sin
contacto.
Se prevé un sensor que mide sin contacto el cual
emite una señal, dependiendo de si la pieza de trabajo que se desea
conformar está en una posición de inicio, en la cual se puede
iniciar la sujeción y/o la conformación. El sensor es en especial un
sensor de distancia, el cual mide en una dirección de medición la
distancia hasta el objeto más próximo. Este tipo de sensores, que
funcionan por ejemplo con la utilización de radiación láser, son
conocidos por el estado de la técnica.
En este caso la pieza de trabajo necesita
únicamente ser llevada a la posición de inicio para generar la
señal. En especial está previsto, para el control del proceso de
sujeción y/o conformación, un control el cual está conectado con el
sensor a través de una conexión de señal. Mediante la señal se
puede iniciar, en especial de forma automática, la sujeción y/o la
conformación.
En especial durante una medición sin contacto se
mide una dimensión de la pieza que se desea conformar, o un valor
de medida, el cual constituye una medida unívoca para la dimensión
de la pieza de trabajo que se desea conformar. Si, por ejemplo, se
conforma un tubo entonces se ofrece la posibilidad de medir el
diámetro del tubo. Esto permite, antes del inicio de la sujeción
y/o de la conformación, realizar una comprobación de si está
preparada para la conformación una pieza de trabajo con las
dimensiones deseadas. Si no se lleva la pieza de trabajo correcta a
una posición de inicio o si no se coloca ninguna pieza de trabajo
en la posición de inicio, no se genera tampoco la señal de inicio.
Por consiguiente se puede evitar un accionamiento indeseado del
dispositivo de conformación o el procesamiento de una pieza de
trabajo con dimensiones erróneas. Una ventaja esencial de ello
radica en que se pueden cumplir de forma sencilla disposiciones de
seguridad para la protección del personal de servicio y al mismo
tiempo se puede impedir un daño del dispositivo a causa de, por
ejemplo, piezas de trabajo demasiado grandes.
Además se propone determinar automáticamente,
antes del inicio del proceso de sujeción y/o de conformación, si
existe y/o está colocada correctamente una herramienta de sujeción
y/o conformación adecuada. Para ello está previsto en especial un
sensor que mide sin contacto el cual emite una señal, dependiendo de
si existe y/o está colocada correctamente una herramienta de
sujeción y/o de conformación. Un reconocimiento de herramienta de
este tipo se puede combinar con el análisis sensorio arriba descrito
para la generación de una señal de inicio, para obtener una
seguridad aún mayor contra accionamiento por error y funcionamiento
erróneo. En especial se puede utilizar el mismo sensor para la
medición de la posición de inicio y para la medición de la
existencia y/o colocación de la pieza de trabajo. En este caso se
mide o determina preferentemente en primer lugar la existencia y/o
la colocación correcta de la pieza de trabajo.
Además se propone prever un sensor el cual mida
sin contacto el avance de la conformación de la pieza de trabajo. En
especial se puede prever además un control el cual recibe una señal
del sensor y, después de que la conformación ha avanzado
suficientemente, finaliza el proceso de conformación.
El dispositivo según la invención se describe a
continuación sobre la base de dos ejemplos de realización. En los
dibujos, las figuras muestran:
la Fig. 1, una sección longitudinal a través de
un dispositivo de conformación en su posición de partida,
la Fig. 2, el dispositivo de conformación según
la Figura 1 con la pieza de trabajo insertada en la posición de
partida,
la Fig. 3, el dispositivo de conformación tras
finalizar el proceso de sujeción,
la Fig. 4, el dispositivo de conformación en la
posición al final del proceso de conformación,
la Fig. 5, el dispositivo de conformación en la
posición intermedia al retroceder con el segundo elemento de
transmisión de fuerza ya retrocedido a la posición de partida,
la Fig. 6, el dispositivo de conformación en otra
forma de realización con un ajuste variable de la longitud de
recalcado (L) en la posición de partida,
la Fig. 7, el objeto de la Figura 6 con el
extremo del tubo insertado,
la Fig. 8, el dispositivo de conformación según
la Figura 6 tras el ajuste de la longitud de recalcado (L),
la Fig. 9, el dispositivo según la Figura 8 al
alcanzar la posición de sujeción del primer elemento de transmisión
de fuerza,
la Fig. 10, el dispositivo de conformación según
la Figura 9 tras la finalización del proceso de conformación.
La Figura 1 muestra una sección longitudinal a
través de un dispositivo de conformación 1. El dispositivo de
conformación 1 presenta una carcasa base 3 con un taladro
cilíndrico central, de manera que se forma una superficie cilíndrica
4. En la zona del extremo abierto de la carcasa base 3 está
dispuesta una carcasa de alojamiento 5 para el alojamiento de
mordazas de sujeción 31 como herramienta de sujeción. La superficie
cilíndrica 4 está estructurada como superficie de guía para la guía
del movimiento de un primer elemento de transmisión de fuerza
formado como émbolo anular 7 exterior y para la guía del movimiento
de un segundo elemento de transmisión de fuerza formado como émbolo
9 interior. El émbolo 9 interior llena en el extremo cerrado del
taladro cilíndrico casi por completo la sección transversal del
taladro cilíndrico. En dirección hacia el extremo abierto del
taladro cilíndrico se extiende un vástago 11 del émbolo 9 interior.
El vástago del émbolo 11 está alojado en un taladro cilíndrico
central del émbolo 7 exterior y está acoplado de manera fija con
una pieza de prolongación 11a conectada con una herramienta de
recalcado 13. El émbolo 7 exterior forma por consiguiente una guía
para el movimiento del vástago de émbolo 11 y una herramienta de
recalcado 13, que actúa como herramienta de conformación, conectada
a través de un enclavamiento rotatorio 15 con el vástago del émbolo
11 o su pieza de prolongación 11a.
El enclavamiento rotatorio 15 se puede accionar
de manera similar a un cierre de bayoneta. Un resalto de
enclavamiento 16 de la herramienta de recalcado 13 es introducido,
mediante un movimiento lineal en dirección axial de la pieza de
prolongación 11a del vástago del émbolo 11, en la escotadura
correspondiente en la pieza de prolongación 11a y es retorcido, a
continuación, alrededor del eje longitudinal del vástago del émbolo
11 para enclavar la
conexión.
conexión.
La carcasa base 3 presenta una primera conexión
de presión 25, a través de la cual se puede introducir un medio
hidráulico en el interior de la carcasa base 3 o se puede sacar de
ella. En el lado interior de la carcasa base 3 desemboca la primera
conexión de presión 25 en un primer espacio de presión 26, el cual
está limitado, además de por la superficie cilíndrica 4, también
por una primera superficie de accionamiento 10 del émbolo 7
exterior y por una segunda superficie de accionamiento 12 del émbolo
9 interior. El primer espacio de presión 26 es, dependiendo del
estado de funcionamiento del dispositivo de conformación 1, mayor o
menor y puede estar en una posición diferente con respecto a la
primera conexión de presión 25 (ver las Figuras 1 a 5). Sin
embargo, en cada estado de funcionamiento desemboca la primera
conexión de presión 25 en el primer espacio de presión 26.
En especial se ensancha el primer espacio de
presión 26 en dirección axial hacia fuera, dado que la primera
superficie de accionamiento 10 y la segunda superficie de
accionamiento 12 están formadas parcialmente como superficies
troncocónicas. En la Figura 3 y la Figura 4 se puede reconocer que
la primera superficie de accionamiento 10 y la segunda superficie
de accionamiento 12 presentan cada una otra zona, la cual está
estructurada en forma de anillo circular y representa un tope para
el otro émbolo 7, 9.
Mediante obturaciones entre el vástago del émbolo
11 y la superficie interior del émbolo 7 exterior, entre la
superficie exterior del émbolo 7 exterior y la superficie
cilíndrica 4 así como entre la superficie exterior del émbolo 9
interior y la superficie cilíndrica 4, el primer espacio de presión
26 está obturado respecto del extremo abierto y el extremo cerrado
del taladro cilíndrico de la carcasa base 3. Las obturaciones están
designadas en general con el signo de referencia 21.
En la zona del extremo cerrado del taladro
cilíndrico está previsto en la carcasa base 3 todavía un segundo
espacio de presión 28, el cual está conectado a través de una
segunda conexión de presión 27. El segundo espacio de presión 28
tiene un volumen que se puede variar hasta casi cero.
En el lado alejado del primer espacio de presión
26 está formado, en dispositivo de sujeción y conformación, delante
del émbolo 7 exterior, entre éste y un encaje de carcasa 52, un
tercer espacio de presión 51, el cual está conectado con una tercera
conexión de presión 50. Este tercer espacio de presión 51 sirve
como accionamiento para el movimiento de retorno del émbolo 7
exterior a su posición de partida.
La carcasa de alojamiento 5 forma un espacio de
alojamiento para mordazas de sujeción 31, las cuales se pueden
accionar, mediante accionamiento del émbolo 7, 9, es decir,
mediante su movimiento en dirección axial, para sujetar una pieza de
trabajo. La mordazas de sujeción 31 están estructuradas y se pueden
accionar, por ejemplo, como las mordazas de sujeción descritas en
la publicación DE 195 11 447 A1.
Las mordazas de sujeción 31 presentan en su
extremo del lado frontal, situado a la derecha en las Figura 1 y la
Figura 5, una escotadura de conformación 33 la cual forma una
escotadura en forma de ranura, circulante, en sí cerrada, cuando se
sujeta una pieza de trabajo con las dimensiones correspondientes.
La escotadura de conformación 33 sirve para la conformación de la
pieza de trabajo, como se explicará todavía con mayor detalle.
Alternativa o adicionalmente la conformación puede estar determinada
también por la conformación de una herramienta de recalcado
alternativa, la cual está prevista en lugar de la herramienta de
recalcado 13 representada y la cual se puede conectar con el
vástago de émbolo 11.
La herramienta de recalcado 13 presenta en su
extremo libre del lado frontal una banda de medición 8 en la cual la
herramienta de recalcado 13 presenta un diámetro exterior más
pequeño que en dirección axial.
El émbolo 9 interior presenta en la zona de su
extremo libre, orientado hacia las mordazas de sujeción 31, de su
vástago del émbolo 11 o de su pieza de prolongación 11a, una
sección a modo de cono con una superficie cónica 6, la cual forma el
perímetro exterior de la pieza de prolongación 11a.
En la carcasa total, formada por la carcasa base
3 y la carcasa de alojamiento 5, están previstos dos taladros, que
discurren en dirección radial, orientados hacia el eje longitudinal
central del dispositivo de conformación 1. En cada uno de estos
taladros está dispuesto un sensor S1 o S2. El sensor S1 sirve para
el reconocimiento de la herramienta de recalcado 13, gracias a que
el sensor S1 está orientado hacia la banda de medición 8 de la
herramienta de recalcado 13 y puede identificar, a lo largo de la
distancia entre el sensor S1 y la banda de mediación 8, la
herramienta de recalcado 13 introducida.
El sensor S2 sirve para la fijación de la
posición básica del émbolo 9 interior, gracias a que el sensor S2
está orientado hacia la superficie cónica 6 de la pieza 11a
conectada con el émbolo 9 interior, de manera que mediante la
fijación de la posición de la superficie cónica 6 o el
desplazamiento de la prolongación 11a con la superficie perimétrica
cilíndrica respecto del sensor S2, registra el avance del movimiento
del émbolo 8 interior.
A continuación se describe un ejemplo del
funcionamiento del dispositivo de conformación 1.
Partiendo de la posición del dispositivo de
conformación representada en la Figura 1 se introduce, en primer
lugar, una pieza de trabajo, en especial el extremo de un tubo 2,
en el dispositivo de conformación, hasta que el extremo del tubo
choca por el lado interior con la herramienta de recalcado 13,
donde esta posición de partida del dispositivo de conformación
resulta de la Figura 2. Como se puede desprender de la Figura 3, el
espacio de presión 28 es cargado con un medio de presión, lo que
conduce a un desplazamiento del émbolo 9 interior, hacia la
izquierda en la representación de la Figura 3. Dado que durante
esta primera fase de la carga con presión del segundo espacio de
presión 28 la conexión de presión 25 del primer espacio de presión
26 está cerrada, la fuerza de avance del émbolo 9 interior es
transmitida, a través del medio de presión que hay en el espacio de
presión 26, sobre el émbolo 7 exterior, de manera que éste de mueve
solidariamente en el mismo sentido con el desplazamiento del émbolo
9 interior; con el avance del movimiento de ambos émbolos 7, 9 las
mordazas de sujeción 31 son desplazadas en contacto con la
superficie exterior del tubo 2 y lo sujetan, donde el émbolo 7
exterior exprime el medio de presión existente en el tercer espacio
de presión 51 a través de la conexión de presión 50 abierta. Cuando
el tubo 2 está sujeto, el émbolo 7 exterior ya no puede continuar
moviéndose y con ello aumenta la presión del medio existente en el
primer espacio de presión 26 hasta que se ha alcanzado una
sobrepresión ajustada según la fuerza de sujeción deseada. Al
alcanzar la sobrepresión es abierta la conexión de presión 25 de
manera que el medio de presión que hay en el primer espacio de
presión 26 salir. Con ello posibilita la continuación del movimiento
de avance del émbolo 9 interior, el cual continua siendo avanzado
respecto del émbolo 7 exterior fijo y al mismo tiempo realiza el
trabajo de sujeción, hasta que el camino de trabajo ajustado
constructivamente para el trabajo de sujeción está agotado por el
choque de las superficies anulares del émbolo 9 interior y del
émbolo 7 exterior que limitan el primer espacio de presión.
Tras la finalización del trabajo de sujeción es
descargada la segunda conexión de presión 27 del segundo espacio de
presión 28 y se introduce a través de la primera conexión de
presión 25 medio de presión en el primer espacio de presión 26; con
ello el émbolo 9 interior es desplazado hacia la derecha a su
posición de partida, como se desprende de la Figura 5. A
continuación se introduce, a través de la tercera conexión de
presión 50, medio de presión en el tercer espacio de presión 51 y
con ello se desplaza el émbolo 7 exterior asimismo hacia la derecha
a su posición de partida, como está representada en la Figura 1 o
la Figura 2. La posición final del émbolo 7 exterior está
predeterminada al mismo tiempo por un tope, no representado, entre
el émbolo 7 exterior y la carcasa.
En el ejemplo de realización representado en las
Figuras 6 a 10 se ha realizado, además del ejemplo de realización
según las Figuras 1 a 5, que el camino de trabajo, la longitud de
recalcado L, necesario para el trabajo de conformación se puede
ajustar de forma variable en un primer paso de funcionamiento. Por
lo demás las mismas piezas están dotadas con los mismos signos de
referencia, aunque entre los ejemplos de realización existan en
posiciones individuales ligeras variaciones constructivas.
Así, visto desde el enclavamiento rotatorio 15,
se continua extiendo en dirección axial del vástago del émbolo 11,
en dirección hacia el interior del vástago, un espacio de
alojamiento 18 en el cual está alojado un resorte de presión 17. El
resorte de presión presiona la herramienta de recalcado 13 a una
posición en la cual existe una rendija, entre la herramienta de
recalcado 13 y una superficie frontal de barra 14 del lado final
del vástago del émbolo 11. Correspondientemente existe también en la
zona del enclavamiento rotatorio 15 una rendija entre la
herramienta de recalcado 13 y el vástago del émbolo 11, que permite
mover la herramienta de recalcado 13, la anchura de la rendija,
contra el vástago del émbolo 11.
Además están previstos, adicionalmente a las
obturaciones 21 formadas en cada caso entre las piezas móviles,
anillos-guía 19 para la guía de los movimientos de
los émbolos 7, 9.
Además, en el ejemplo de realización según las
Figuras 6 a 10, la disposición de los sensores está formada de
manera diferente. Así, las mordazas de sujeción 31 presentan una
ranura de medición 35, la cual se extiende desde la superficie
exterior de la mordazas de sujeción 31 radialmente hacia dentro. En
lugar de la ranura de medición 35 puede estar prevista también una
depresión de medición, la cual no se extiende de acuerdo con la
representación según las Figuras 6 a 9 en dirección perimétrica
alrededor de las mordazas de sujeción 31, sino que representa
únicamente una depresión en un lugar o en varios lugares de las
mordazas de sujeción. En este caso hay que poner cuidado a la
colocación correcta con respecto a un sensor de distancia, cuyo
funcionamiento se describirá con mayor detalle.
Además las mordazas de sujeción 31 presentan una
abertura de medición 29, que se extiende en dirección radial, la
cual permite irradiar una radiación electromagnética, en especial
una radiación láser, desde fuera de las mordazas de sujeción 31
sobre una pieza de trabajo sujeta. La abertura de medición 29 acaba
por un lado en la escotadura de conformación 33, de manera que, como
se explicará todavía con mayor detalle, se puede medir el avance de
la conformación.
A diferencia del ejemplo de realización según las
Figuras 1 a 5 la superficie cónica 6 está formada en el émbolo 7
exterior en la zona de su extremo libre, orientado hacia las
mordazas de sujeción 31, donde la superficie cónica 6 forma el
perímetro exterior del émbolo 7 exterior.
En la medida en que en el ejemplo de realización
descrito en las Figuras 1 a 5 están descritos ya taladros para el
alojamiento de sensores, está dispuesto en los dos taladros en el
ejemplo de realización según las Figuras 6 a 10 en cada caso un
sensor de distancia 37, 39. Los sensores de distancia 37, 39 miden
la distancia del objeto más próximo hacia dentro en dirección
radial o la distancia de la superficie correspondiente. Como está
representado esquemáticamente en la Figura 6, el primer sensor de
distancia 37 está conectado con un control 41 mediante una primera
conducción de señal 43. Además el segundo sensor de distancia 39
está conectado con el control 41 mediante una segunda conducción de
señal 45. El control 41 está conectado de nuevo con un dispositivo
de indicación 47, el cual presenta seis diodos luminiscentes 49.
Los diodos luminiscentes 49 sirven para indicar fases de
funcionamiento y estados de funcionamiento medidos del dispositivo
de conformación 1.
En caso de utilización del dispositivo descrito
en las Figuras 6 a 10, el primer sensor de distancia 37 mide la
distancia a la banda de medición 8 de la herramienta de recalcado
13. El diámetro exterior en la banda de medición 8 es una medida
característica para el tipo de herramienta de recalcado 13, en
especial para sus otras dimensiones. Cada herramienta de recalcado
de otro tipo, que se puede conectar con el vástago del émbolo 11, u
otra herramienta tiene asimismo una banda de medición, si bien con
otro diámetro exterior. En correspondencia con la distancia
respecto de la banda de medición 8 y con ello en correspondencia
con el diámetro exterior de la herramienta de recalcado 13, el
primer sensor de distancia suministra una señal de medición al
control 41. El control 41, que es en especial un control
inteligente dotado con un microprocesador, reconoce la herramienta
de recalcado 13 sobre la base de la señal de medición.
El segundo sensor de distancia 39 mide la
distancia respecto del fondo de la ranura de medición 35 en las
mordazas de sujeción 31. La distancia respecto del fondo de la
ranura es una medida característica para el tipo de las mordazas de
sujeción 31. El segundo sensor de distancia 39 emite una señal de
medición correspondiente, mediante la segunda conducción de señal
45, al control 41. El control 41 reconoce las mordazas de sujeción
31.
Las mordazas de sujeción 31 y la herramienta de
recalcado 13 sirven para la conformación de un tipo determinado de
tubos, es decir para la conformación de tubos con un diámetro
exterior determinado. A partir de la información acerca de qué
herramienta de recalcado y qué mordazas de sujeción hay, el control
41 establece el tipo de tubos que debe ser conformado con esta
combinación de herramientas.
Si, como está representado en la Figura 7, se
introduce un tubo de este tipo en una abertura de alojamiento 20 de
la herramienta de recalcado 13 y es cargada con una fuerza, como se
indica con una flecha hacia la derecha, se activa la conformación
del tubo 2. Si la fuerza es suficientemente grande para mover la
herramienta de recalcado 13, con superación de la contrafuerza del
resorte de presión 17, contra la superficie frontal de barra 14,
entonces la herramienta de recalcado 13 es colocada a distancia
respecto de las mordazas de sujeción 31. Como consecuencia de ello
el primer sensor de distancia 37 puede medir ahora la separación
respecto de la superficie exterior del tubo 2. El primer sensor de
distancia 37 suministra, a través de la primera conducción de señal
43, una señal de medición correspondiente al control 41. El control
41 comprueba ahora si el tubo 2 tiene el diámetro exterior correcto
o si se ha recibido la señal de medición correcta. Si es este el
caso el control 41 inicia el proceso de sujeción y conformación.
Para ello se mueve en primer lugar, como se puede
ver en la Figura 8, el émbolo 7 exterior una longitud de recalcado
L en dirección axial (en la representación de la Figura 8 hacia la
izquierda). Para conseguirlo se conduce un medio hidráulico a través
de la primera conexión de presión 25 al primer espacio de presión
26. Mientras tanto el primer sensor de distancia 37 mide la
distancia respecto de la superficie cónica 6 del émbolo 7 exterior
y emite continuamente una señal de medición al control 41. Si la
distancia entre las superficies en forma de anillo circular de la
primera superficie de accionamiento 10 y de la segunda superficie
de accionamiento 12 es igual a la longitud de recalcado L, y si el
sensor de distancia 37 ha emitido una señal de medición
correspondiente a ello al control 41, el control 41 interrumpe la
alimentación de medio hidráulico al primer espacio de presión 26,
de manera que el movimiento del émbolo 7 exterior es detenido.
A continuación, como se puede ver de la mejor
manera en las Figuras 9 y 10, se inicia la sujeción y conformación
propiamente dicha del tubo 2, como se ha descrito básicamente para
el ejemplo de realización representado en las Figuras 1 a 5, donde
el control 41 inicia la alimentación de medio hidráulico a través
de la segunda conexión de presión 27 al segundo espacio de presión
28. A partir de este estado de funcionamiento, representado en la
Figura 9, el trabajo de sujeción y conformación se desarrolla como
se ha descrito ya para el ejemplo de realización según las Figuras
1 a 5.
En la medida en que el efecto de sujeción de las
mordazas de sujeción 31 se introduzca suficientemente rápido no
aparece, a causa del movimiento continuado del émbolo 9 interior en
dirección axial hacia la izquierda, ningún deslizamiento del tubo 2
a través de las mordazas de sujeción 31, cuando el émbolo 9 interior
ha alcanzado su posición máxima extraída. Si tuviese que aparecer a
pesar de ello un resbalamiento de este tipo, por ejemplo a causa de
la poca rugosidad de la superficie de la superficie exterior del
tubo y/o de las mordazas de sujeción 31, esto se puede tener en
cuenta durante el ajuste de la distancia entre las superficies de
sujeción 10, 12 (ver la fase de funcionamiento según la Figura 8).
En este caso la longitud de recalcado L no corresponde exactamente
al camino real que el extremo del tubo 2 es recalcado en dirección
axial. Sin embargo, es posible a pesar de ello un ajuste previo
preciso del camino de recalcado deseado. Otro factor, que puede
conducir a una desigualdad de la longitud de recalcado L y del
camino de recalcado real, es la flexibilidad o elasticidad de la
conexión de material entre el émbolo 7 exterior y las mordazas de
sujeción 31, allí se pueden utilizar en especial materiales
elásticos, por ejemplo para favorecer una amortiguación del ruido o
para prever un desgaste.
Mientras que la zona final del tubo 2 es
recalcada en dirección axial mediante la acción de la fuerza de la
herramienta de recalcado 13, el segundo sensor de distancia 39
mide, a través de la abertura de medición 29, la distancia respecto
del engrosamiento 36, que se forma debido a la conformación, en el
perímetro exterior del tubo 2. Se emite continuamente una señal de
medición correspondiente desde el segundo sensor de medición, a
través de la segunda conducción de señal 45, al control 41. Después
de que la conformación ha sido finalizada, mediante choque de la
herramienta de recalcado 13 con las mordazas de sujeción 31, se
compara el valor de medición actual con un valor teórico y se
determina si el engrosamiento 36 ha alcanzado el diámetro exterior
deseado. Alternativamente se puede finalizar la conformación
gracias a que el control 41 determine que el engrosamiento 36 ha
alcanzado el diámetro exterior deseado e interrumpa el proceso de
recalcado. En este caso la longitud de recalcado L sirve para
garantizar que se dispone de un camino de recalcado suficientemente
largo.
Después de que la elevación del émbolo 9 interior
en dirección axial hacia la izquierda ha finalizado, el segundo
espacio de presión 28 es descargado de presión, es decir que se le
permite al medio hidráulico que se encuentre en él salir del segundo
espacio de presión 28. Además se introduce, a través de la primera
conexión de presión 25, medio de presión en el primer espacio de
presión 26. Con ello el émbolo 9 interior es, con desplazamiento
del medio de presión al segundo espacio de presión 28, retrocedido
hacia la derecha en dirección axial. Después se descarga de
presión, mediante apertura de la válvula de cierre, el medio
hidráulico en el primer espacio de presión 26, de manera que puede
salir del espacio de presión 26. El émbolo 7 exterior es movido de
regreso, mediante la fuerza de resorte de uno o varios resortes no
representados con mayor detalle, a su posición de partida
representada en la Figura 6. Al mismo tiempo las mordazas de
sujeción 31 liberan el tubo 2 conformado, de manera que éste puede
ser retirado.
Cuando se finalizan con éxito pasos de trabajo,
estados de funcionamiento y/o fases de funcionamiento descritos
individuales, esto se indica mediante encendido en cada caso de uno
de los diodos luminiscentes 49. El control 41 controla para ello el
dispositivo de indicación 47. El significado del encendido de los en
total seis diodos luminiscentes 49 es, en la secuencia de un
proceso de conformación finalizado con éxito, el siguiente:
| Diodo luminiscente 1 | Las herramientas de sujeción y conformación están insertadas correctamente, |
| Diodo luminiscente 2 | El diámetro exterior del tubo se ajusta a las herramientas, |
| Diodo luminiscente 3 | Avance del émbolo exterior, finalizado el ajuste de la longitud de recalcado L, |
| Diodo luminiscente 4 | El tubo está sujeto, |
| Diodo luminiscente 5 | El tubo está conformado, el resultado de la conformación es correcto, |
| Finalizada la elevación de retorno, el tubo puede ser retirado. |
Cuando aparece un fallo se puede leer en el
dispositivo de indicación 47 en qué fase de funcionamiento o en qué
estado de funcionamiento ha aparecido el fallo. En especial puede
estar previsto otro diodo luminiscente, no representado, el cual en
caso de interrupción del proceso de conformación indique la
interrupción. Alternativa o adicionalmente se puede indicar,
mediante encendido intermitente de un diodo luminiscente, un fallo
en la fase de funcionamiento correspondiente. También se puede
indicar un fallo, por ejemplo, porque uno de los diodos
luminiscentes no se encienda mientras que, sin embargo, se enciende
un diodo luminiscente posterior en la secuencia.
Claims (14)
1. Dispositivo para conformar una zona final de
una pieza de trabajo (2), en especial para la conformación prensada
en frío de una zona del extremo del tubo, en el que están previstos
un primer elemento de transmisión de fuerza (7) accionable
hidrodinámicamente para sujetar la pieza de trabajo (2) y un segundo
elemento de transmisión de fuerza (9) accionable
hidrodinámicamente, mediante cuya acción de la fuerza se consigue la
conformación, y los elementos de transmisión de fuerza (7, 9) están
guiados coaxialmente y están dispuestos en una y la misma carcasa
(3),
caracterizado porque
- -
- entre el primer elemento de transmisión de fuerza (7) y el segundo elemento de transmisión de fuerza (9) está dispuesto un primer espacio de presión (26) colindante en cada caso directamente con los elementos de transmisión de fuerza (7, 9) y conectado a una primera conexión de presión (25),
- -
- al segundo elemento de transmisión de fuerza (9) está asignado de tal manera un segundo espacio de presión (28) conectado a una segunda conexión de presión (27) que la introducción de un medio de presión carga el segundo elemento de transmisión de fuerza (9) en la dirección de sujeción y de conformación,
- -
- en el que están previstos medios para el cierre de la primera conexión de presión (25) y para el mantenimiento, condicionado por él, de la presión del medio de presión encerrado en el primer espacio de presión (26) durante el avance del segundo elemento de transmisión de fuerza (9) para sujetar la pieza de trabajo (2) y están previstos además medios para evacuar el medio de presión del primer espacio de presión (26) al alcanzar una sobrepresión antepuesta, de manera que cuando el primer elemento de transmisión de fuerza (7) está situado en la posición de sujeción, el segundo elemento de transmisión de fuerza (9) se puede desplazar, para conformar la pieza de trabajo, con respecto al primer elemento de transmisión de fuerza (7), y
- -
- tras la conformación de la zona final de la pieza de trabajo (2), mediante nueva introducción de medio de presión en el primer espacio de presión (26), el segundo elemento de transmisión de fuerza (9) y, a continuación, mediante un accionamiento (50, 51) separado, el primer elemento de transmisión de fuerza (7), se pueden mover de regreso a sus posiciones de partida.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque como accionamiento para el movimiento
de retorno del primer elemento de transmisión de fuerza (7) está
previsto un espacio de presión (51) con una conexión con una tercera
conexión de presión (50).
3. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque como accionamiento para el movimiento
de retorno del primer elemento de transmisión de fuerza (7) está
previsto un resorte de retroceso.
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 3, caracterizado porque la posición de partida del
primer elemento de transmisión de fuerza (7) está definida por un
tope formado entre la carcasa (3) y el primer elemento de
transmisión de fuerza (7).
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 4, caracterizado porque están previstos medios para la
determinación automática de, si antes de iniciar el proceso de
sujeción y/o conformación, existe y/o está situada correctamente una
herramienta de sujeción y/o conformación (13, 31) adecuada.
6. Dispositivo según la reivindicación 5,
caracterizado porque la existencia y/o la posición correcta
de la herramienta (13, 31) se pueden determinar mediante una
medición de distancia sin contacto mediante un sensor (S1).
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 6, caracterizado porque mediante un sensor (S2) se pueden
registrar la posición básica de la herramienta de conformación (13,
31) y el camino recorrido por ésta durante el proceso de
conformación.
8. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 7, caracterizado porque para el ajuste variable de un
camino de trabajo (longitud de recalcado L) previsto para la
conformación de la pieza de trabajo (2), antes del inicio del
proceso de sujeción y conformación, el primer elemento de
transmisión de fuerza (7) se puede alejar, mediante introducción de
medio de presión en el primer espacio de presión (26), del segundo
elemento de transmisión de fuerza (9) fijo.
9. Dispositivo según la reivindicación 8,
caracterizado porque están previstos medios para el ajuste
de la longitud del primer espacio de presión (26) entre la primera
superficie de accionamiento (10) y la segunda superficie de
accionamiento (12) antes de la conformación de la pieza de trabajo
(2), para predeterminar un camino de trabajo definido.
10. Dispositivo según la reivindicación 9,
caracterizado porque los medios hacen posible una medición
directa o indirecta de la longitud del primer espacio de presión
(26), para ajustar su longitud a la medida deseada.
11. Dispositivo según la reivindicación 10,
caracterizado porque la longitud se puede medir
indirectamente mediante un sensor de distancia (37), el cual está
orientado hacia una superficie (6) cuya distancia respecto del
sensor de distancia (37) varía dependiendo de la longitud del
espacio de presión (26).
12. Dispositivo según una de las reivindicaciones
8 a 11, caracterizado porque están previstos medios para la
medición sin contacto de si la pieza de trabajo (2) que se desea
conformar está en la posición de inicio, en la cual se puede iniciar
la sujeción y/o la conformación, y porque están previstos medios
para la generación de una señal dependiendo del resultado de
medición.
13. Dispositivo según la reivindicación 12,
caracterizado porque los medios para la medición sin
contacto hacen posible la medición de una dimensión de la pieza de
trabajo (2) que hay que conformar.
14. Dispositivo según una de las reivindicaciones
8 a 12, caracterizado porque la existencia y/o la posición
correcta de la herramienta (13) se puede determinar mediante el
mismo sensor (37) que mide también la posición de inicio de la pieza
de trabajo (2), y porque, gracias a que la pieza de trabajo (2) es
llevada a la posición de inicio, se puede activar la medición de la
posición de inicio.
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