ES2273778T3 - Troquel para la formacion de cabezas de espiral y para espirales con circunvoluciones terminales no convencionales y dispositivo de formacion de espirales. - Google Patents
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Abstract
Troquel para la formación de cabezas de espiral para su uso en un dispositivo de formación de espirales para formar espirales que presentan un cuerpo de espiral generalmente helicoidal, una cabeza de espiral no helicoidal, y una circunvolución terminal generalmente menor que el cuerpo de espiral, comprendiendo el dispositivo de formación de espirales un mecanismo (206) de alimentación de alambre que se adapta para alimentar material (110) de alambre a un bloque (208) de formación de espirales que presenta una cavidad (218) de formación dentro de la que se forma una circunvolución terminal de la espiral, una rueda (210) para la formación del radio de espiral contra la cual, en uso, se apoya el material de alambre para darle al cuerpo de espiral una forma generalmente helicoidal, un perno (214) de guía helicoidal adaptado para estar en contacto con el material de alambre y que funciona para desplazarse con respecto al bloque (208) de formación de espirales para darle al cuerpo de espiral unaforma generalmente helicoidal, una herramienta (212) de corte de alambre configurada para cortar el material de alambre en la cavidad (218) de formación del bloque (208) de formación de espirales, y una cruz (220) de Malta para transferir una espiral desde el bloque (208) de formación de espirales a una estación (230, 240) de formación de cabezas de espiral que incorpora el troquel (2000) de formación de cabezas de espiral, caracterizado porque el troquel (2000) de formación de cabezas de espiral comprende un cuerpo (2003) de troquel que presenta una cavidad (2010) configurada para recibir una circunvolución terminal de la espiral, y al menos una brida (2007, 2008) próxima a la cavidad (2010), presentando la al menos una brida (2007, 2008) una pared (2009) lateral, alrededor de la cual la cruz (220) de Malta puede colocar una vuelta terminal del cuerpo de espiral y contra la que puede hacer chocar un punzón (232) para formar una cabeza de espiral entre el cuerpo de espiral y la circunvolución terminal.
Description
Troquel para la formación de cabezas de espiral
y para espirales con circunvoluciones terminales no convencionales y
dispositivo de formación de espirales.
La presente invención se refiere generalmente a
estructuras de alambre formadas y, más particularmente, a la
maquinaria para la fabricación y el montaje automatizados de
estructuras de formación de alambre tales como espirales y muelles,
y montajes con muelles internos que presentan una serie de muelles o
espirales de alambre interconectados.
Los montajes con muelles internos, para
colchones, muebles, asientos y otras estructuras elásticas, se
montaron por primera vez a mano disponiendo espirales o muelles en
una matriz e interconectándolos con alambres de ligadura o de
atado. Las espirales se conectan en varios puntos a lo largo de la
longitud axial, según el diseño de muelles internos. Las máquinas
que forman las espirales automáticamente se han acoplado con
diversos medios de transporte que suministran espirales a un punto
de montaje. Por ejemplo, los documentos de patente de los EE.UU.
números 3.386.561 y 4.413.659 describen aparatos que alimentan
muelles desde un molde de muelles automatizado hasta una máquina de
montaje principal de muelles. El componente de molde de muelles o
espirales se configura para producir un diseño de espiral
particular. Las espirales se producen a partir de material de
alambre de acero que se alimenta a través de un troquel y se curva o
enrolla con radios diseñados por guías de formación controladas
mediante leva. Siguiendo la formación helicoidal de la espiral de
esta manera, las cabezas o vueltas finales de las espirales pueden
formarse de manera secundaria mediante troqueles punzonadores. La
mayor parte de los diseños de espiral terminan en cada extremo con
uno o varias vueltas en un único plano. Esto simplifica la
manipulación automatizada de las espirales, tal como el transporte a
un dispositivo de montaje y el paso a través del dispositivo de
montaje. La maquinaria de formación de espirales de la técnica
anterior no está configurada o adaptada de una manera sencilla para
producir espirales de configuraciones alternativas, tales como
espirales que no terminen en un único
plano.
plano.
El transporte temporizado de espirales desde el
molde al dispositivo de montaje siempre es problemático. La
producción automatizada se interrumpe si incluso una única espiral
se desalinea en el transportador. El mecanismo de accionamiento del
transportador debe estar perfectamente temporizado con el
funcionamiento del molde de espirales y una máquina de
transferencia que recoge una fila completa de espirales desde un
transportador y la carga en el dispositivo de montaje de muelles
internos.
El componente de montaje principal de muelles de
las máquinas de la técnica anterior se configura normalmente para
alojar un tipo particular de muelle o espiral. Las espirales se
sujetan en el interior de la máquina con la base o parte superior
de la espiral ajustada sobre troqueles o sujeta mediante mordazas de
sujeción, y atadas o enlazadas entre sí mediante un alambre
helicoidal o anillos de fijación. Este enfoque se limita a su uso
con espirales de configuraciones particulares que se ajustan sobre
los troqueles y dentro de elementos de enlazado y articulación
helicoidales Tales máquinas no son adaptables al uso con diferentes
diseños de espiral, particularmente espirales con una
circunvolución terminal que se extiende más allá de una base o
extremo de la espiral. Además, estos tipos de máquinas tienden a
funcionar mal debido al hecho de que se requieren dos conjuntos de
mordazas de sujeción, que presentan múltiples piezas pequeñas y
articulaciones que se desplazan a un ritmo rápido para las partes
superior e inferior de cada espiral.
El documento
WO-A-00/15369 describe una máquina
para la fabricación de montajes de muelles internos de alambre
formados que incorpora un dispositivo de formación de espirales para
formar espirales que presentan un cuerpo de espiral generalmente
helicoidal, una cabeza de espiral no helicoidal, y una
circunvolución terminal generalmente menor que el cuerpo de
espiral, presentando el dispositivo de formación de espirales un
mecanismo de alimentación de alambre que alimenta material de
alambre a un bloque de formación presentando el bloque de formación
una cavidad en la que se forma una circunvolución terminal de la
espiral, una rueda de formación del radio de la espiral contra la
que se apoya el material de alambre para darle al cuerpo de espiral
una forma generalmente helicoidal, un perno de guía helicoidal en
contacto con el material de alambre y que funciona para desplazarse
con respecto al bloque de formación para darle al cuerpo de espiral
una forma generalmente helicoidal, una herramienta de corte de
alambre configurada para cortar el material de alambre en la cavidad
del bloque de formación de espirales, una cruz de Malta para
transferir una espiral desde el bloque de formación de espirales a
una estación de formación de cabezas de espiral, y al menos un
punzón que funciona para hacer chocar la vuelta terminal del cuerpo
de espiral para formar una cabeza de espiral entre el cuerpo de
espiral y la circunvolución terminal.
Las realizaciones preferidas de la presente
invención superan algunos de los inconvenientes de la técnica
anterior proporcionando una maquinaria novedosa para la fabricación
automatizada completa de montajes de muelles internos de alambre
formados de material de alambre.
Según un aspecto de la presente invención, se
proporciona un troquel de formación de cabezas de espiral para su
uso en un dispositivo de formación de espirales para formar
espirales que presentan un cuerpo de espiral generalmente
helicoidal, una cabeza de espiral no helicoidal, y una
circunvolución terminal generalmente menor que el cuerpo de
espiral, comprendiendo el dispositivo de formación de espirales un
mecanismo de alimentación de alambre que se adapta para alimentar
material de alambre a un bloque de formación de espirales que
presenta una cavidad de formación dentro de la que se forma una
circunvolución terminal de la espiral, una rueda para la formación
del radio de espiral contra la cual, en uso, se apoya el material de
alambre para darle al cuerpo de espiral una forma generalmente
helicoidal, un perno de guía helicoidal adaptado para estar en
contacto con el material de alambre y que funciona para desplazarse
con respecto al bloque de formación de espirales para darle al
cuerpo de espiral una forma generalmente helicoidal, una herramienta
de corte de alambre configurada para cortar el material de alambre
en la cavidad de formación del bloque de formación de espirales, y
una cruz de Malta para transferir una espiral desde el bloque de
formación de espirales a una estación de formación de cabezas de
espiral que incorpora el troquel de formación de cabezas de espiral,
caracterizado porque el troquel de formación de cabezas de espiral
comprende un cuerpo de troquel que presenta una cavidad configurada
para recibir una circunvolución terminal de la espiral, y al menos
una brida próxima a la cavidad presentando la al menos una brida
una pared lateral, alrededor del cual la cruz de Malta puede colocar
una vuelta terminal del cuerpo de espiral y contra el cual puede
hacer chocar un punzón para formar una cabeza de espiral entre el
cuerpo de espiral y la circunvolución terminal.
Según otro aspecto de la presente invención, se
proporciona un dispositivo de formación de espirales para formar
espirales que presentan un cuerpo de espiral generalmente
helicoidal, una cabeza de espiral no helicoidal, y una
circunvolución terminal generalmente menor que el cuerpo de espiral,
comprendiendo el dispositivo de formación de espirales:
un mecanismo de alimentación de alambre que se
adapta para alimentar material de alambre a un bloque de formación
de espirales, presentando el bloque de formación de espirales una
cavidad de formación dentro de la cual se forma una circunvolución
terminal de la espiral,
una rueda para la formación del radio de espiral
contra la cual, en uso, se apoya el material de alambre para darle
al cuerpo de espiral una forma generalmente helicoidal,
un perno de guía helicoidal adaptado para estar
en contacto con el material de alambre y que funciona para
desplazarse con respecto al bloque de formación de espirales para
darle al cuerpo de espiral una forma generalmente helicoidal,
una herramienta de corte de alambre configurada
para cortar el material de alambre en la cavidad de formación del
bloque de formación de espirales,
una cruz de Malta para transferir una espiral
desde el bloque de formación de espirales a una estación de
formación de cabezas de espiral que incorpora un troquel de
formación de cabezas de espiral según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, y
al menos un punzón que funciona para hacer
chocar la vuelta terminal del cuerpo de espiral contra la pared
lateral del al menos una brida del troquel de formación de cabezas
de espiral para formar una cabeza de espiral entre el cuerpo de
espiral y la circunvolución terminal.
Estos y otros aspectos de la invención se
describen en la presente memoria, a modo de ejemplos, en detalle
particularizado con referencia a las figuras acompañantes.
En las figuras acompañantes:
la figura 1 es una vista en planta de la
maquinaria para la fabricación automatizada de montajes de muelles
internos de alambre formado según una realización de la presente
invención;
la figura 2 es una vista en alzado de una
máquina de formación de espirales según una realización de la
presente invención;
la figura 3A es una vista en perspectiva de un
dispositivo de transporte;
la figura 3B es una vista en perspectiva del
dispositivo de transporte de la figura 3A;
la figura 3C es una vista lateral en sección
transversal del dispositivo de transporte de la figura 3A;
la figura 3D es una vista en sección del
dispositivo de transporte de la figura 3A;
la figura 3E es una vista en sección del
dispositivo de transporte de la figura 3C;
la figura 4A es un alzado lateral de una máquina
de transferencia de espirales usada en conexión con la maquinaria
para la fabricación automatizada de montajes de muelles internos de
alambre formados según una realización de la presente
invención;
la figura 4B es un alzado lateral de la máquina
de transferencia de espirales de la figura 4A;
la figura 5 es una vista en perspectiva de una
máquina de montaje de muelles internos según una realización de la
presente invención;
la figura 6A es un alzado de la máquina de
montaje de muelles internos de la figura 5;
la figura 6B es una vista en perspectiva de un
troquel articulado que puede conectarse al dispositivo de montaje
de muelles internos;
las figuras 7A-7I son diagramas
esquemáticos de espirales, troqueles que reciben espirales, y piezas
de soporte de troquel a medida que se disponen y desplazan en la
máquina de montaje de muelles internos de la figura 5;
las figuras 8A y 8B son vista en sección
transversal y en planta de un troquel de formación de cabezas de
espiral de la presente invención, enganchado a una espiral de
alambre;
las figuras 9A y 9B son vistas desde un extremo
de la máquina de montaje de muelles internos de la figura 5;
la figura 10A es una vista desde un extremo de
la máquina de montaje de muelles internos de la figura 5;
la figura 10B es una vista en perspectiva
aislada de un montaje secundario de división de la máquina de
montaje de muelles internos de la figura 5;
la figura 11 es una vista en alzado aislada de
un montaje secundario de sujeción de la máquina de montaje de
muelles internos de la figura 5;
la figura 12 es una vista en planta parcial de
un montaje de muelles internos que puede producirse mediante la
maquinaria según una realización preferida de la presente
invención;
la figura 13 es una vista en alzado parcial del
montaje de muelles internos de la figura 12;
la figura 14A es una vista en perfil de una
espiral del montaje de muelles internos de la figura 12;
la figura 14B es una vista desde un extremo de
una espiral del montaje de muelles internos de la figura 12;
las figuras 15A-15D son vistas
en sección transversal de un sistema de transporte de espirales de
tipo cinta;
la figura 16 es una vista desde arriba de una
versión de enrolladora en cadena de un sistema de transporte de
espirales;
las figuras 17A-17G son vistas
en alzado de un mecanismo de conexión de espirales alternativo;
las figuras 18A-18G son vistas
en alzado de un mecanismo de conexión de espirales alternativo;
las figuras 19A-19F son vistas
en alzado de un mecanismo de conexión de espirales alternativo;
la figura 20 es una vista frontal parcial de una
estación de formación de espirales de una máquina de formación de
espirales según una realización preferida de la presente
invención;
la figura 21 es una vista en perspectiva de una
estación de formación de espirales de una máquina de formación de
espirales según una realización preferida de la presente
invención;
las figuras 22 y 23 son vistas en perspectiva de
un troquel de formación de cabezas de espiral según una realización
preferida de la presente invención, y
las figuras 24 y 25 son vista en planta y en
alzado de un troquel de formación de cabezas de espiral según una
realización preferida de la presente invención.
Pueden emplearse la maquinaria y los métodos
descritos para producir montajes 1 de muelles internos incluyendo
montajes de muelles internos de colchones o muebles o asientos, de
una forma general tal como se ilustra en las figuras 12 y 13. El
montaje 1 de muelles internos incluye una pluralidad de muelles o
espirales 2 en una disposición tal como una disposición ortogonal,
con los ejes de las espirales generalmente paralelos y los extremos
3 de las espirales generalmente coplanares, que definen superficies
de soporte elásticas del montaje 1 de muelles internos. Las
espirales 2 están "enlazadas" entre sí o unidas mediante
alambres en la disposición mediante, por ejemplo, alambres 4 de
ligadura generalmente helicoidales que discurren entre filas de
espirales y que se envuelven o enlazan alrededor de segmentos
tangenciales o superpuestos de espirales adyacentes tal como
muestra la figura 13. Dentro del alcance de la invención pueden
emplearse otros medios de fijación de espirales.
Las espirales formadas por los componentes de
formación de espirales de la maquinaria pueden presentar cualquier
configuración o forma que pueda realizarse a partir de material de
alambre de acero. Normalmente, las espirales de muelles internos
presentan un cuerpo de espiral alargado con una configuración
generalmente helicoidal, que termina en los extremos con una o más
vueltas del alambre en un plano que forma una cabeza de soporte de
carga. Sin embargo la maquinaria descrita puede producir otras
formas de espiral y montajes de muelles internos no mostrados
expresamente y se encuentran dentro del alcance de la invención.
Las descripciones de la maquinaria y el método
siguientes se realizan con referencia a un muelle interno de
colchón particular con un tipo particular de espiral 2 mostrado de
forma aislada en las figuras 14A y 14B. Un ejemplo de este tipo de
espiral se describe y reivindica en el documento de patente de los
EE.UU. número 5.013.088. La espiral 2 presenta un cuerpo 21 de
espiral alargado generalmente helicoidal que termina en cada
extremo en una cabeza 22. Cada cabeza 22 incluye una primera
desviación 23, una segunda desviación 24 y una tercera desviación
25. Una circunvolución 26 terminal generalmente helicoidal se
extiende desde la tercera desviación 25 axialmente más allá de la
cabeza. Puede formase un brazo 27 de inclinación que responde a la
fuerza en un segmento del cuerpo 21 helicoidal que conduce o va a la
cabeza 22 de espiral.
Tal como muestra la figura 14B, la primera
desviación 23 puede incluir una corona 28 que coloca la desviación
a una distancia ligeramente superior lateralmente desde el eje
longitudinal de la espiral. Las desviaciones 24 y 25 segunda y
tercera también se desplazan hacia fuera desde el eje longitudinal
de la espiral. Tal como muestra la figura 13 las desviaciones 23 y
25 primera y tercera de cada espiral se superponen a las
desviaciones de las espirales adyacentes y se entrelazan
conjuntamente mediante los alambres 4 de ligadura helicoidales, y
las circunvoluciones 26 terminales se extienden más allá (por encima
y por debajo) de los puntos de unión entrelazada de las
desviaciones de cabeza de espiral.
La figura 1 ilustra los componentes principales
del sistema 100 de fabricación de muelles internos automatizado de
la invención. El material 110 de alambre de espiral se alimenta
desde una bobina 200 a una o varias máquinas 201, 202 formadoras
de espirales que producen espirales tal como muestran las figuras
14A, 14B o cualquier otro tipo de espiral generalmente helicoidal u
otras estructuras de forma de alambre distinta. Las espirales 2 se
cargan en uno o varios transportadores 301, 302 de espirales que
transportan las espirales a una máquina 400 de transferencia de
espirales. La máquina 400 de transferencia de espirales carga una
pluralidad de espirales en una máquina 500 de montaje de muelles
internos que monta automáticamente las espirales en la disposición
de muelles internos descrita mediante la unión con, por ejemplo, un
alambre helicoidal formado a partir de material 510 de alambre de
ligadura alimentado mediante bobina al dispositivo de montaje a
través de un dispositivo de formación de alambre helicoidal y el
dispositivo 511 de alimentación, al que también se hace referencia
como dispositivo de interconexión de espirales.
Ahora se describirá individualmente cada uno de
los componentes principales del sistema 100, seguido de una
descripción del funcionamiento del sistema y el montaje de muelles
internos de estructura de forma de alambre resultante. A pesar de
que se describe con referencia específica a la formación y montaje
automatizados de un muelle interno particular, se apreciará que
pueden emplearse los diversos componentes de la invención para
producir cualquier tipo de estructura de formación de alambre.
Los dispositivos 201, 202 de formación de
espirales pueden ser, por ejemplo, una máquina de formación de
alambre o arrolladora conocida, tal como una arrolladora Spuhl LFK
fabricada por Spuhl AG de St. Gallen, Suiza. Tal como muestra
esquemáticamente la figura 2, los dispositivos 201, 202 de formación
de espirales alimentan material 110 de alambre a través de una
serie de rodillos y dispositivos de formación de alambre para curvar
el alambre en la formación de espiral diseñada. El radio de
curvatura de los segmentos helicoidales de las espirales se
determina por las formas de las levas (no mostradas) en contacto
rodado con un brazo 204 seguidor de leva. El material 110 de
alambre de espiral se alimenta a la arrolladora mediante rodillos
206 de alimentación a un bloque o troquel 208 de formación. A
medida que el alambre avanza a través de un orificio de guía o un
punto 2081 de salida en el troquel 208, entra en contacto con una
rueda 210 de formación del radio de la espiral, unida a un extremo
del brazo 204 seguidor de leva. La rueda 210 de formación se
desplaza con respecto al bloque 208 de formación, hacia y
alejándose de la línea de alimentación del material 110 de alambre,
en distancias de desplazamiento definidas por levas de rotación que
sigue el brazo 204. De esta manera se forma el radio de curvatura
de la hélice de la espiral a media que el alambre sale desde el
bloque de formación contra la rueda de formación.
Se forma una hélice en el material de alambre
después de pasar la rueda 210 de formación por un perno 214 de guía
de hélice que se desplaza en un trayecto generalmente lineal,
generalmente perpendicular al orificio 2081 de guía del material de
alambre en el bloque 208 de formación, con el fin de hacer avanzar
el alambre en un trayecto helicoidal alejándose desde la rueda 210
de formación. Una vez que se ha alimentado una cantidad suficiente
de alambre a través del bloque 208 de formación, pasada la rueda 210
de formación y el perno 214 de guía de hélice, para formar una
espiral completa, se hace avanzar una herramienta 212 de corte
contra el bloque 208 de formación para cortar la espiral del
material de alambre. Entonces la espiral cortada se hace avanzar
mediante una cruz 220 de Malta a las estaciones de formación y
procesamiento posteriores tal como se describirá adicionalmente a
continuación.
Tal como muestra la figura 14B, la espiral 2
presenta varios radios de curvatura diferentes en el cuerpo de
espiral helicoidal. En particular, el radio o diámetro total de la
circunvolución 26 terminal es significativamente inferior que el
del cuerpo 21 de espiral principal. Además, el alambre termina y
debe cortarse en el mismo extremo de la circunvolución 26 terminal.
Esta estructura de espiral particular presenta un problema con
respecto al bloque 208 de formación que debe configurarse de manera
específica para alojar la circunvolución 26 terminal, permitir que
el cuerpo de espiral de diámetro superior avance por el bloque de
formación y permitir que la herramienta 212 de corte corte el
alambre en el mismo extremo de la circunvolución terminal.
Tal como muestra la figura 2, y en las figuras
20 y 21, el bloque 208 de formación de la invención incluye una
cavidad 218 dimensionada para recibir una circunvolución terminal de
la espiral. La herramienta 212 de corte se localiza próxima a la
cavidad 218 en el bloque 208 de formación para cortar el alambre en
la circunvolución terminal en la cavidad 218. Las paredes internas
de la cavidad 218 están generalmente curvadas a lo largo de una
superficie 2181 interior contra la cual se apoya el alambre 110 a
medida que se forma radialmente por la rueda 210 de formación. En
la superficie 2181 se realiza preferiblemente una ranura de forma
helicoidal para guiar adicionalmente la formación de hélice de las
circunvoluciones terminales y el cuerpo de espiral. El perno 214 de
guía de hélice está controlado mediante levas para salir del bloque
de formación y la cavidad 218, para de este modo formar las
diferentes partes helicoidales de las circunvoluciones 26 terminales
y el cuerpo 21 de espiral. La terminación del alambre de espiral en
la última circunvolución 26 terminal para formar en la cavidad 218
requiere que la herramienta 212 de corte se proyecte en la cavidad
218 para cortar el alambre contra una cuchilla 2121 de corte
opuesta montada en y/o que se proyecta desde la cavidad 218, tal
como muestra la figura 20.
De nuevo, con referencia a la figura 2, una cruz
220 de Malta con, por ejemplo, seis brazos 222 de cruz de Malta, se
monta de manera rotacional próxima a la parte frontal de la
arrolladora. Cada brazo 222 de cruz de Malta soporta una pinza 224
que funciona para sujetar una espiral a medida que se corta desde la
alimentación de alambre continua en el bloque 208 de formación. La
rueda de Malta se desplaza de manera rotacional para hacer avanzar
cada espiral desde el bloque de guía de arrolladora a una primera
estación 230 de formación de cabezas de espiral. Se montan
herramientas 232 de punzón que funcionan de manera neumática en una
disposición radial alrededor de la primera estación 230 de
formación de cabezas de espiral para formar las desviaciones
23-25 de la espiral, el brazo 27 de inclinación que
responde a la fuerza, o cualquier otro contorno o curvatura en la
cabeza de espiral o vuelta helicoidal en un extremo del cuerpo de
espiral, empujando el alambre contra un troquel. Entonces la cruz
de Malta hace avanzar la espiral hasta una segunda estación 240 de
formación de cabezas de espiral orientada en un extremo opuesto de
la espiral que forma de una manera similar una cabeza de espiral
mediante herramientas 232 de punzón y troqueles
correspondientes.
Para fabricar el tipo de espiral 2 descrito con
referencia a las figuras 12-14, se utiliza un
troquel 2000 de formación de cabezas de espiral especial en cada
estación 234, 240 de formación de cabezas de espiral. Tal como
muestran las figuras 22-25 de manera aislada, el
troquel 2000 de formación de cabezas de espiral presenta mitades
2001, 2002 de interconexión que cuando se acoplan forman un cuerpo
2003 de troquel de acoplamiento que presenta una pared 2004
posterior y secciones 2005 y 2006 laterales perfiladas. La
proyección de las secciones 2005 y 2006 laterales desde la pared
2004 posterior forma una cavidad 2010 en el cuerpo 2003 de troquel.
La cavidad 2010 está configurada para recibir la circunvolución 26
terminal de la espiral. Extendiéndose hacia fuera desde las
secciones 2005, 2006 laterales hay bridas 2007 y 2008. Las paredes
2009 laterales de las bridas 2007, 2008 están configuradas según la
forma de la cabeza 22 de espiral que ha de formarse, de modo que la
primera vuelta del cuerpo 21 de espiral está situada alrededor del
perímetro de las bridas 2007, 2008 (con la circunvolución 26
terminal situada en la cavidad 2010 de troquel) las herramientas 232
de punzón en las estaciones 230, 240 de formación de cabezas de
espiral empujan el alambre contra las paredes 2009 laterales de las
bridas 2007, 2008 para formar la cabeza 22 de espiral en la
configuración de la periferia externa de las bridas 2007, 2008, por
ejemplo con los segmentos 23, 24, 25 de desviación mostrados en la
figura 14B. La combinación de la cavidad 2010 de troquel y las
bridas 2007, 2008 de formación de cabezas de espiral permite la
producción de una amplia variedad de diseños de espiral, incluyendo
cualquier diseño de espiral que tenga diferentes diámetros en los
extremos terminales (es decir, circunvoluciones terminales más
pequeñas que el cuerpo de espiral) y cualquier diseño de cabeza de
espiral contiguo a las circunvoluciones terminales que pueden
formarse en un proceso de punzonado. El troquel 200 se monta en una
placa de montaje en la arrolladora en las estaciones de formación
de cabezas de espiral mediante fijadores tales como espigas que se
extienden a través de orificios 2001 de fijación en la pared 2004
posterior. Mediante esta disposición, pueden instalarse
selectivamente diferentes troqueles 2000 de formación de cabezas de
espiral con una máquina de formación de espirales para la
fabricación por encargo de diferentes diseños de espiral. Mediante
el uso de diferentes troqueles de formación de espirales y de
formación de cabezas de espiral, las variaciones de diseño pueden
incluir la circunvolución terminal o la cabeza de espiral.
A medida que una espiral 2 se hace avanzar
mediante el brazo 222 de cruz de Malta desde el bloque 208 de
formación de espirales hacia la primera estación 230 de formación
de cabezas de espiral, la circunvolución 26 terminal se sitúa
dentro de la cavidad 2010. La mayor vuelta 21t de radio del cuerpo
21 de espiral helicoidal próxima a la circunvolución 26 terminal se
sitúa sobre o alrededor de las bridas 2007, 2008 tal como muestra la
figura 22. Los troqueles 232 de punzón se sitúan para que el
alambre de vuelta 21t choque contra las paredes 2009 laterales de
las bridas 2007, 2008 para formar las desviaciones descritas o
contornos o curvaturas de la cabeza 22 de espiral según las
ubicaciones relativas de las paredes 2009 laterales de las bridas
2007, 2008. Tal como muestra la figura 22, el alambre de la vuelta
21t está en contacto con las partes más externas de las paredes
2009 laterales y muy próximas a la intersección de las paredes 2009
laterales con las superficies perpendiculares de las secciones
2005, 2006 laterales.
La cruz de Malta engancha el extremo de espiral
con el troquel 2000, insertando la circunvolución 26 terminal en la
cavidad 2010 de troquel a través de la abertura 2078 formada por las
bridas 2007, 2008 y situando la vuelta terminal del cuerpo de
espiral alrededor de las paredes 2009 laterales de las bridas 2007,
2008 haciendo pasar la circunvolución terminal de la espiral sobre
una placa de compresión situada próxima a la estación de formación
de cabezas. El extremo de la espiral, que incluye la circunvolución
26 terminal, se comprime axialmente hasta un punto pasado la brida
más externa de las bridas 2007, 2008, de modo que a medida que la
espiral comprimida se desplaza pasado la pantalla de protección, se
expande de modo que la circunvolución 26 terminal entra en la
cavidad 2010 de troquel, y la primera vuelta 21t del cuerpo de
espiral se engancha alrededor de las bridas 2007, 2008, ajustada
contra las paredes 2009 laterales de las bridas 2007, 2008. Las
paredes 2009 laterales de las bridas 2007, 2008 se estrechan para
facilitar tanto la entrada de la espiral en el troquel 2000 como la
salida una vez formada la cabeza de espiral.
Entonces la cruz de Malta hace avanzar la
espiral hasta una estación 250 de templado en la que se hace pasar
una corriente eléctrica a través de la espiral para templar el
alambre de acero. El avance siguiente de la cruz de Malta inserta
la espiral en un transportador 301 o 302, que lleva las espirales a
una máquina de transferencia de espirales tal como se describirá
adicionalmente a continuación. Tal como muestra la figura 1, pueden
usarse una o varias máquinas de formación de espirales
simultáneamente para suministrar espirales al sistema de montaje de
muelles internos.
Tal como muestra la figura 1, las espirales 2 se
transportan en una única fila desde cada una de las máquinas 201,
202 de formación de espirales mediante respectivos transportadores
301, 302 de espirales construidos de manera similar a una máquina
400 de transferencia de espirales. A pesar de que se describan como
transportadores de espirales en el contexto de un sistema de
fabricación de muelles internos, se apreciará que los sistemas de
transporte de la invención pueden adaptarse y aplicarse fácilmente a
cualquier tipo de sistema o instalación en la que se requiera el
transporte de cualquier tipo de objeto. Tal como muestran
adicionalmente las figuras 3A-3E, el transportador
301 incluye una vigueta 303 rectangular que se extiende desde la
cruz 220 de Malta hasta una máquina 400 de transferencia de
espirales. Cada vigueta 303 incluye carriles 304 superior e inferior
formadas por rieles 306 opuestos, montados sobre paredes 307
laterales. Una pluralidad de rastras 308 se monta de manera
deslizante entre los rieles 306. Cada rastra 308 presenta una grapa
310 configurada para enganchar una parte de una espiral, tal como
dos o varias vueltas del cuerpo helicoidal de una espiral, a medida
que la cruz 220 de Malta la carga al transportador. Tal como
muestran adicionalmente las figuras 3C y 3E, cada rastra 308
presenta un cuerpo 309 con bridas 311 paralela opuestas que se
superpone y desliza entre los rieles 306. Una abrazadera 312 pende
del cuerpo 309 de cada rastra. Cada abrazadera está unida a un par
de pernos 313 adyacentes de uniones 314 de una cadena 315
principal, con una unión 314 adicional entre cada rastra. La cadena
315 principal extiende la longitud de la vigueta 302 y se monta
sobre ruedas 316 dentadas en cada extremo de cada vigueta. Así las
rastras 308 se distancian uniformemente a lo largo de la cadena 315
principal.
Para trasladar las rastras 308 a una progresión
uniformemente distanciada a lo largo del carril 304, se monta un
divisor 320 en la vigueta 303 rectangular. El divisor 303 incluye
dos cadenas 321 de divisor paralelas que abren la cadena 315
principal y marchan sobre pares coaxiales de ruedas 322 dentadas.
Las ruedas 322 dentadas están montadas sobre árboles 324. Las
cadenas 321 llevan acoplamientos 323 a una separación equidistante,
igual a la separación de las rastras 308 cuando la cadena 315
principal está tensa. Una vez que el divisor ya no acciona la
cadena principal, la cadena principal se afloja y las rastras
empiezan a apilarse una contra otra, tal como muestra el lado
derecho de las figuras 3A y 3B. Ahora el paso entre las rastras ya
no está determinado por la distancia entre los acoplamientos en la
cadena principal, sino por la longitud de los cuerpos 309 de rastra
contiguos. Esto permite cargar el transportador en un paso, y
descargarlo a un paso diferente.
Además el transportador está dotado de un
mecanismo de freno. Tal como muestra la figura 3D, un mecanismo de
freno incluye un accionador 331 lineal con una cabeza 332 accionada
por un cilindro 330 de aire o medios equivalentes para aplicar una
fuerza lateral a una rastra situada próxima al accionador, apretando
de este modo la rastra contra el lado interno del carril 304.
Mediante el control de la presión de aire en el cilindro 330 de
aire, pueden controlarse selectivamente el grado y la temporización
de la acción de frenado resultante de las rastras a lo largo del
transportador.
Alternativamente tal como muestra la figura 3E,
puede incorporarse un muelle 334 de velocidad fija en la brida
horizontal de un carril 304 en la que se hace pasar por cada rastra
y aplica una fuerza de frenado constante a cada rastra. El tamaño o
velocidad del muelle puede seleccionarse dependiendo de la cantidad
de la resistencia deseada en el punto de freno a lo largo del
carril transportador.
Asociado a cada transportador de espirales hay
un enderezador de espirales, mostrado generalmente en 340 en las
figuras 3A y 3B. El enderezador 340 de espirales funciona para
orientar cada espiral de manera uniforme en una grapa 310 de rastra
para un contacto apropiado con la maquinaria de transferencia de
espirales descrita a continuación. Cada enderezador 340 incluye un
cilindro 342 neumático montado de manera adyacente a la vigueta
303. Un actuador 344 terminal está montado en un extremo distal de
una varilla 346 que se extiende desde el cilindro 342. El cilindro
neumático funciona para transmitir un movimiento lineal y rotatorio
a la varilla 346 y al actuador 344 terminal. En funcionamiento,
debido que una espiral se sitúa en frente del enderezador 340
durante el paso de una rastra, el actuador 344 terminal se traslada
linealmente hacia fuera para enganchar el extremo presentado de la
espiral y simultánea o posteriormente rota la espiral en la grapa de
rastra hasta una posición uniforme, predeterminada. La forma
helicoidal del cuerpo de espiral enganchado en la grapa de rastra
permite que el enderezador gire o "enrosque" fácilmente la
espiral en la grapa 310. De este modo cada espiral en los
transportadores se sitúa uniformemente en las grapas de rastra
corriente abajo del enderezador.
El transporte de espirales descrito también
puede realizarse mediante ciertos mecanismos alternativos que
también son parte de la invención. Tal como muestran las figuras
15A-15D, un dispositivo alternativo para
transportar espirales desde un formador hasta una estación de
transferencia de espirales es un sistema de cinta, indicado
generalmente con 350, que incluye una cinta 352 de solapa con
receptáculos y una cinta 354 opuesta. Una cruz de Malta sitúa las
espirales 2 para extenderse axialmente entre las cintas 352 y 354,
tal como muestra la figura 15A. La cinta 352 de solapa presenta una
cinta 353 principal y una solapa 355 unida a la cinta 353 principal
a lo largo de un borde inferior. Tal como muestra la figura 15B, una
cuña 356 de abertura fija separa la solapa 355 de la cinta 353
principal para facilitar la inserción de la cabeza de espiral en el
receptáculo formado por la solapa y la cinta principal. Puede usarse
una herramienta de inserción automatizada para hacer chocar las
cabezas de espiral en el receptáculo. Tal como muestra la figura
15C, se configura un brazo 358 de enderezamiento para enganchar una
parte de la cabeza de espiral y se conduce para orientar las
espirales de manera uniforme en el receptáculo. Una vez que se han
insertado en el receptáculo y orientado correctamente, las
espirales se mantienen en posición con respecto a las cintas
mediante una barra 360 de compresión contra la que se apoya la
superficie externa de la solapa 355. La barra 360 de compresión es
móvil en la zona en la que las espirales se retiran de la cinta
mediante una máquina de transferencia de espirales, para liberar la
presión sobre la solapa para permitir la retirada de las espirales
del receptáculo. Tal como se muestra adicionalmente, la cinta 353
principal y la cinta 354 opuesta se unen cada una a una cinta 362
temporizadora, un apoyo 364 de plástico flexible y una placa 366 de
apoyo que puede ser acero u otro material rígido. Esta construcción
confiere a la cinta la rigidez necesaria para mantener las espirales
entre las mismas de una manera segura, y la flexibilidad suficiente
para montarse en poleas y accionarse por las mismas, y para dar
lugar a vueltas en el trayecto de transporte.
La figura 16 ilustra pares de embobinadores 360
de muelles que pueden emplearse como mecanismos de transporte de
espirales alternativos en combinación con el sistema de la
invención. Cada embobinador 360 de muelles incluye una cadena 361
principal y una cadena 362 secundaria accionada por ruedas 364
dentadas para avanzar a una velocidad común desde un formador de
espirales respectivo hasta una estación de transferencia o
dispositivo de montaje tal como se describirá adicionalmente a
continuación. Las bolas 366 de enganche de espirales, dimensionadas
para ajustarse de manera fija a las circunvoluciones terminales de
las espirales, se montan con separaciones iguales a lo largo de la
longitud de cada cadena. Las cadenas están temporizadas para alinear
las bolas 366 en oposición para enganchar una espiral presentada
por la cruz de Malta. Cada cadena puede controlarse selectivamente
para cambiar el ángulo relativo de las espirales a medida que se
aproximan a la etapa de transferencia de espirales, tal como
muestra el lado derecho de la figura 16. Pueden usarse imanes además
de o en lugar de las bolas 366 para mantener las espirales entre
los conjuntos de cadenas.
Tal como muestran las figuras 1 y 4A y 4B, cada
transportador 301, 302 sitúa una fila de espirales en alineación
con una máquina 400 de transferencia de espirales. La máquina de
transferencia de espirales incluye un marco 402 montado sobre
rodillos 404 en carriles 406 para trasladarse linealmente hacia y
desde los transportadores 301, 302 y el dispositivo 500 de montaje
de muelles internos. Una disposición lineal de brazos 410 con pinzas
412 agarra una fila completa de espirales desde las rastras 304 de
uno de los transportadores y transfiere la fila de espirales al
dispositivo de montaje de muelles internos. El número de brazos 410
operativos en la máquina de transferencia de espirales es igual a
un número de espirales en una fila de un muelle interno que ha de
producir el dispositivo de montaje. Mediante el funcionamiento de
una unión motriz mostrada esquemáticamente con 416, en combinación
con la traslación lineal de la máquina sobre los carril 406. La
máquina de transferencia de espirales levanta una fila entera de
espirales desde uno de los transportadores (en la posición A) y las
inserta en una máquina 500 de montaje de muelles internos. Una
máquina de este tipo se describe en la patentes de los EE.UU.
número 4.413.659 cuya descripción se incorpora como referencia en el
presente documento. El dispositivo 500 de montaje de muelles
internos engancha la fila de espirales presentada por el dispositivo
de transferencia tal como se describe a continuación. La máquina
400 de transferencia de espirales coge entonces otra fila de
espirales desde el otro transportador (301 o 302) paralelo y las
inserta en la máquina de montaje de muelles internos para
engancharlas y unirlas a la fila de espirales previamente insertada.
Tras retirar las espirales de ambos transportadores, los
transportadores avanzan para suministrar espirales adicionales para
que la máquina de transferencia de espirales las transfiera al
dispositivo de montaje de muelles internos.
Las funciones principales del dispositivo 500 de
montaje de muelles internos son:
(1) agarrar y situar al menos dos filas de
espirales paralelas adyacentes en una disposición paralela;
(2) conectar las filas de espirales paralelas
entre sí mediante la unión de medios de fijación, tales como un
alambre de ligadura helicoidal a las espirales adyacentes; y
(3) hacer avanzar las filas de espirales unidas
para permitir la introducción de una fila de espirales adicional
que ha de unirse a las filas de espirales previamente unidas, y
repetir el proceso hasta que se hayan unido un número suficiente de
espirales para formar un montaje de muelles internos completo.
Tal como muestran las figuras 5, 6,
9-10, el dispositivo 500 de montaje de muelles
internos se monta sobre un soporte 502 de una altura apropiada para
entrar en contacto con la máquina 400 de transferencia de espirales.
El dispositivo 500 de montaje de muelles internos incluye dos filas
de troqueles que reciben espirales paralelas superior e inferior,
504A y 504B, que reciben y mantienen los extremos terminales de cada
espiral, con los ejes de las espirales en una posición vertical,
para permitir la inserción o enlazado de medios de fijación tales
como un alambre helicoidal entre las espirales, y para hacer avanzar
las filas de espirales unidas hacia fuera del dispositivo de
montaje de muelles internos. Los troqueles 504 están unidos lado a
lado sobre barras 506A, 506B portadoras superior e inferior
paralelas que pueden trasladarse vertical y horizontalmente
(lateralmente) en el dispositivo de montaje. El dispositivo de
montaje de muelles internos funcionar para desplazar las barras 506
portadoras con los troqueles 504 unidos para agarrar dos filas de
espirales adyacentes, fijar o enlazar las espirales entre sí para
formar un montaje de muelles internos, y hacer avanzar las filas de
espirales unidas hacia fuera del dispositivo de montaje para
recibir y unir una fila de espirales posterior. Más específicamente,
el dispositivo de montaje de muelles internos funciona en la
secuencia básica siguiente, descrita con referencia a las figuras
7A-7I:
(1) se retrae verticalmente un primer par
superior e inferior de barras 506A portadoras (con los troqueles
504A unidos) para permitir la introducción de una fila de espirales
desde la máquina de transferencia de espirales (figura 7A);
(2) se hace que el primer par superior e
inferior de barras 506A portadoras converja sobre una fila de
espirales recientemente insertada (figura 7C);
(3) se unen filas de espirales adyacentes
agarradas entre los troqueles 504 superior e inferior mediante
fijación o enlazado a través de aberturas alineadas en los
troqueles adyacentes (figura 7D);
(4) se retrae verticalmente el segundo par
superior e inferior de barras 506B portadoras para liberar una fila
de espirales anterior de los troqueles (figura 7E);
(5) se trasladan lateralmente las barras 506A
portadoras superior e inferior hasta la posición ocupada previamente
por las barras 506B portadoras superior e inferior, para hacer
avanzar las filas de espirales unidas hacia fuera del dispositivo
de montaje (figura 7I), y
(6) se trasladan lateralmente las barras 506B
portadoras de manera opuesta a la dirección de traslación de las
barras 506A portadoras, para intercambiar posiciones con las barras
506A portadoras para situar los troqueles para recibir la fila de
espirales siguiente que ha de insertarse (figura 7I).
En la figura 7A la máquina de transferencia de
espirales presenta las espirales al dispositivo de montaje de
muelles internos en la dirección indicada. Se retraen verticalmente
las filas superior e inferior de troqueles 504A, montadas sobre las
barras 506A portadoras superior e inferior, para permitir insertar
toda la longitud de espirales no comprimida entre los troqueles. Se
comprime una fila de espirales previamente insertada entre los
troqueles 504B superior e inferior, montados sobre las barras 506B
portadoras superior e inferior situadas lateralmente adyacentes a
las barras 506A portadoras (figura 7B). Se hace que los troqueles
504A superior e inferior converjan sobre los extremos terminales de
las espirales recientemente presentadas para comprimir las
espirales hasta una extensión igual que las espirales precedentes en
los troqueles 504B (figura 7C). Las barras 506A y 506B portadoras
horizontalmente adyacentes se mantienen estrechamente juntas
mediante barras 550 de apoyo (representadas esquemáticamente en la
figura 7D), accionadas mediante un mecanismo de sujeción descrito a
continuación. Con los troqueles sujetos entre sí, las filas de
espirales adyacentes comprimidas entre los troqueles 506A y 506B
adyacentes superior e inferior se fijan entre sí mediante la
inserción de un alambre 4 de ligadura helicoidal a través de
cavidades 505 alineadas en las paredes laterales contiguas externas
de los troqueles, y a través de las que pasa una parte de cada
espiral en un troquel (figura 7E). El alambre 4 de ligadura se
sujeta en diversos puntos para fijar su posición en las espirales.
Cuando se completa la unión de dos filas de espirales adyacentes en
los troqueles, se liberan las sujeciones 550 (figura 7E) y se
retraen verticalmente los troqueles 504B superior e inferior (figura
7G). Entonces se trasladan lateralmente los troqueles 504A y 504B
superior e inferior o se dividen en las direcciones opuestas
indicadas (en la figura 7I) o se intercambian, para cambiar
lateralmente las posiciones, por lo que una fila de espirales unidas
se hace avanzar hacia fuera del dispositivo de montaje de muelles
internos, y los troqueles 504B vacíos se sitúan para su enganche
con una fila de espirales recientemente introducida. El ciclo
descrito se repite entonces con un número suficiente de filas de
espirales interconectadas para formar un montaje de muelles internos
que sale del dispositivo de montaje a una mesa 501 de soporte, tal
como muestran las figuras 1 y 5.
Tal como muestran las figuras 8A y 8B, los
troqueles 504 de enganche de espirales son bloques de forma
generalmente rectangular que presentan bridas 507 que se extienden
hacia arriba de forma cónica perfiladas para guiar la cabeza 22 de
la espiral 2 alrededor del exterior del troquel para descansar sobre
una superficie 509 superior de las paredes 511 laterales del
troquel. Tal como muestra la figura 8A, dos de las desviaciones de
la cabeza 22 de espiral se extienden más allá de las paredes 511
laterales del troquel, próximas a una abertura 505 a través de la
que se guía el alambre 4 de ligadura helicoidal para interconectar
las espirales adyacentes. Una cavidad 513 se forma en el interior
del troquel, dentro de las paredes 511, en la que se monta un perno
515 de guía cónico. El perno 515 de guía se extiende hacia arriba a
través de la abertura hasta la cavidad 513, y se dimensiona para
insertarse en la circunvolución 28 terminal de la espiral que se
ajusta en la cavidad 513. Por tanto los troqueles 504 de la
presente invención pueden alojar espirales que presenten una
circunvolución terminal que se extienda más allá de una cabeza de
espiral, y para interconectar espirales en puntos diferentes a los
extremos terminales de las espirales.
Ahora se describirá la mecánica mediante la que
el dispositivo de montaje de muelles internos traslada las barras
506 portadoras con los troqueles 504 unidos en los trayectos
verticales y laterales con referencia continua a las figuras
7A-7I, y referencia adicional a las figuras 9A y 9B,
10 y 11. Las barras 506 portadoras (con los troqueles 504 unidos)
no están permanentemente unidas a cualquier otra parte del
dispositivo de montaje. Las barras 506 portadoras son por tanto
libres para que mecanismos elevadores y divisores las trasladen
vertical y lateralmente en el dispositivo de montaje de muelles
internos. En función de la posición, las barras 506 portadoras y
troqueles 504 se soportan mediante soportes fijos o soportes
retráctiles. Tal como muestran las figuras 9A y 9B, la barra 506A
portadora más inferior descansa sobre una pieza del montaje de
sujeción soportada por una barra 632B elevadora inferior. La barra
506A portadora más superior está soportada por pernos 512
accionados neumáticamente que se extienden directamente en
perforaciones en una pared lateral de la barra, o a través de
salientes de barra unidos a la parte superior de la barra portadora
y alineados con los pernos 512. Los accionadores 514, tales como
por ejemplo cilindros neumáticos, se controlan para extender y
retraer los pernos 512 con respecto a las barras portadoras. A los
pernos 512 en el lado de entrada de las espirales del dispositivo
de montaje de muelles internos también se les hace referencia como
los soportes de retardo. A los pernos 512 en el lado opuesto o de
salida del dispositivo de montaje (desde el que sale el muelle
interno montado) se les hace referencia alternativamente como
soportes de avance. En el lado de salida del dispositivo de montaje
(lado derecho de las figuras 9A y 9B, lado izquierdo de la figura
10A), la barra 506B portadora superior (en una posición inferior a
la barra 506A portadora superior) está soportada mediante soportes
510 fijos, y la barra 506B portadora inferior está soportada
mediante pernos 512 de soporte de avance.
Tal como muestra la figura 10A, se usa un
montaje de elevador accionado por cadena, indicado generalmente con
600, para retraer verticalmente y converger las barras 506A y 506B
portadoras superior e inferior a través de la secuencia descrita
con referencia a las figuras 7A-I. El montaje 600 de
elevador incluye ruedas 610 dentadas superior e inferior, montadas
sobre ejes 615, y cadenas 620 superior e inferior enganchadas a las
ruedas 610 dentadas. Los extremos opuestos de las cadenas están
conectados mediante varillas 625. Los bloques 630A y 630B de cadena
superior e inferior se extienden perpendicularmente desde y entre
las varillas 625, hacia el centro del dispositivo de montaje. El
eje 615 inferior está conectado a un motor de accionamiento (no
mostrado) que funciona para rotar la rueda 610 dentada asociada por
un número de grados limitado suficiente para trasladar
verticalmente los bloques 630A y 630B de cadena en direcciones
opuestas, para que se cubran o separen, en la rotación de las
ruedas dentadas. Cuando las ruedas 610 dentadas se accionan en
sentido horario tal como muestra la figura 10A, el bloque 630A de
cadena se mueve hacia abajo, y el bloque 630B de cadena se mueve
hacia arriba, y viceversa.
Los bloques 630A y 630B de cadena están
conectados a las barras 632A y 632B de elevador superior e inferior
correspondientes que se mueven paralelas a y sustancialmente por
toda la longitud de las barras portadoras. Las barras 632A y 632B
de elevador superior e inferior convergen verticalmente y se retraen
hasta la rotación parcial descrita de las ruedas 610 dentadas. Los
pernos 512 de soporte de retardo y avance superior y los
accionadores 514 asociados están montados en la barra 632A de
elevador superior para desplazarse verticalmente hacia arriba y
abajo con el montaje de elevador.
Los dos conjuntos paralelos de barras portadoras
superior e inferior, 506A y 506B, se intercambian lateralmente
(como en la figura 7I) mediante un montaje divisor indicado
generalmente con 700 en la figura 10A. El montaje divisor incluye,
en cada extremo del dispositivo de montaje, pares superior e
inferior de cremalleras 702 de engranaje, con un piñón 703 montado
para la rotación entre cada cremallera. Uno de cada uno de los pares
de cremalleras 702 está conectado a una barra 706 de empuje
vertical, y la otra cremallera correspondiente articulada para la
traslación lateral. Las barras 706 de empuje verticales derecha e
izquierda están conectadas cada una a un brazo 708 de pivote que
pivota sobre una barra 710 deslizante de división que se extiende
desde un extremo del marco del dispositivo de montaje hasta el
otro, entre los pares de cremalleras de engranaje del divisor. Una
varilla 712 de accionamiento está unida a una barra 706 de empuje
vertical en la intersección de la barra de empuje con el brazo de
pivote. La varilla 712 de accionamiento se acciona linealmente
mediante un cilindro 714, tal como un cilindro hidráulico o
neumático. La extracción de la varilla 712 del cilindro 714
desplaza la barra 706 de empuje vertical y las cremalleras 702
unidas. La traslación de las cremalleras 702 unidas a la barra 706
de empuje vertical provoca la rotación de los piñones 703 que induce
la traslación en la dirección opuesta de la cremallera 702 opuesta
de los pares de cremalleras.
Tal como muestra adicionalmente la figura 10B,
para cada par de cremalleras 702, una de las cremalleras 702 lleva
o está fijada a un trinquete 716 linealmente accionable,
dimensionado para ajustarse en una perforación axial en el extremo
de una barra 506 portadora (no mostrada). La cremallera 702 opuesta
correspondiente lleva o está unida a una guía 718 que presenta una
abertura con una superficie 719 plana dimensionada para recibir el
ancho de una barra 506 portadora, flanqueada por las bridas
721cónicas sobresalientes opuestas. Tal como muestra la figura 10A,
en la mitad inferior del dispositivo de montaje, la cremallera 702
inferior de los pares de cremalleras opuestos lleva una guía 718 en
la que se sitúa una barra 506B portadora inferior (no mostrada). La
cremallera 702 correspondiente lleva el trinquete 716 enganchado en
una perforación axial en la barra 506A portadora inferior (no
mostrada). Se proporciona una disposición opuesta con respecto a los
pares superiores de cremalleras 702. Por tanto con las barras 506
portadoras en contacto con el montaje del divisor, el accionamiento
lineal de las varillas 712 motrices provoca que las barras 506A y
506B portadoras se trasladen horizontalmente en direcciones
opuestas e intercambien posiciones planas verticales (es decir,
cambiar), para realizar la etapa de proceso descrita anteriormente
con referencia a la figura 7I.
El dispositivo de montaje de muelles internos de
la invención incluye además un mecanismo de sujeción que funciona
para comprimir lateralmente los pares de troqueles 504A y 504B
adyacentes entre sí (o barras 506 portadoras) cuando están
alineados horizontalmente (tal como se describió con referencia a la
figura 7D), de modo que las espirales en los troqueles se mantienen
juntas a medida que se fijan entre sí, mediante por ejemplo, un
alambre de ligadura helicoidal. Tal como muestra la figura 5 (y se
describe esquemáticamente en las figuras 7A-7I), el
dispositivo de montaje de muelles internos incluye barras 550 de
apoyo superior e inferior que están alineadas horizontalmente con
las barras 506 portadoras correspondientes durante la operación de
enlazado entre espirales descrita. Cada barra 550 de apoyo
entrecruza o por el contrario se conecta de manera operativa a los
brazos 562, 564 de un montaje de sujeción mostrado en la figura 11.
El montaje 560 de sujeción incluye un brazo 562 de sujeción fijo, y
un brazo 564 de sujeción móvil, conectado mediante la unión 566. Un
árbol 570 que se extiende desde un accionador 568 lineal, tal como
un cilindro de aire o hidráulico, está conectado en una zona
inferior a la unión 566. La extensión del árbol 570 desde el
accionador 568 provoca que el extremo 565 distal del brazo 564 de
sujeción móvil se traslade lateralmente alejándose de la barra 506
portadora adyacente hasta una posición de no sujeción. A la inversa,
la retracción del árbol 570 en el accionador 568 provoca que el
extremo 565 distal del brazo 564 de sujeción móvil se desplace hacia
la barra 506 portadora adyacente, sujetándolo contra la barra 506
portadora horizontalmente adyacente y contra la barra 506 portadora
adyacente que se apoya contra la barra 562 de sujeción fija. Los
montajes 560 de sujeción en la mitad superior del dispositivo de
montaje están montados sobre el marco del dispositivo de montaje y
no se desplazan con las barras portadoras y los troqueles. Los
montajes 560 de sujeción en la mitad inferior del dispositivo de
montaje están montados en la barra 632B de elevador para desplazarse
con las barras portadoras. Por tanto mediante el funcionamiento del
accionador 568 los montajes de sujeción mantienen las filas de
troqueles / barras portadoras adyacentes estrechamente juntas, o
las libera para permitir los movimientos verticales y horizontales
descritos.
Uno o varios de los troqueles 504 pueden
configurarse alternativamente para doblar y/o cortar cada uno de
los alambres de ligadura helicoidales una vez que se engancha
completamente a dos filas de espirales adyacentes. Por ejemplo, tal
como muestra la figura 6B, puede unirse un troquel 504K articulado a
una barra portadora en una ubicación seleccionada en la que el
alambre de ligadura helicoidal debe doblarse o "articularse"
para fijarse en su lugar alrededor de las espirales. El troquel
504K articulado presenta una herramienta 524 articulada montada
sobre una placa 525 de contacto deslizante desviada mediante muelles
526 de modo que la punta 527 de la herramienta articulada se
extiende más allá de un borde del troquel. En el dispositivo de
montaje, un accionador lineal (no mostrado) tal como una varilla de
empuje accionada neumáticamente, funciona para hacer chocar la
placa 525 de choque para hacer que la herramienta 524 articulada
avance en el trayecto de la placa de contacto para poner la
herramienta en contacto con el alambre de ligadura. Cuando los
troqueles 504K articulados superior e inferior están instalados en
las barras portadoras superior e inferior del dispositivo de
montaje, el accionador lineal está dotado de un ajuste que pone en
contacto las placas de contacto superior e inferior de los
troqueles articulados simultáneamente.
La invención incluye además ciertos medios
alternativos para enlazar las filas de espirales entre sí en la
máquina de montaje de muelles internos. Por ejemplo, tal como
muestran las figuras 17A-17G, un sistema 801 de
herramientas de enlazado incluye una rampa 802 de guía sobre la que
se hace avanzar el extremo terminal de las espirales 2 hasta una
posición mediante una garra 804 que sitúa los extremos de espiral en
el sistema 806 de herramientas que puede separarse. Tal como
muestra la figura 17C, el trayecto descendente de la garra 804
sitúa los segmentos de las cabezas de espirales adyacentes en
herramientas 806 complementarias que luego se sujetan para formar
un canal de enlazado para la inserción de un alambre de enlazado
helicoidal. Una vez enlazadas entre sí, las herramientas 806 se
separan y las espirales conectadas se hacen avanzar para permitir
la introducción de una serie de espirales posterior. La figura 17B
ilustra una posición de inicio, con las cabezas de espiral de una
fila nueva de espirales a la izquierda y una fila de espirales
anterior enganchada por la garra 804. En la figura 17C la garra se
acciona hacia abajo para colocar los segmentos de cabeza de espiral
entre las herramientas 806 separadas. En la figura 17D, la garra 804
vuelve entonces hacia arriba a medida que las cabezas de espiral se
enlazan entre sí en las herramientas 806 que se sitúan estrechamente
unidas alrededor de segmentos superpuestos de las cabezas de
espiral adyacentes. En la figura 17E, las herramientas 806 se abren
para liberar las espirales ahora conectadas que retroceden hacia
arriba para entrar en contacto con la garra (como en la figura
17F), y las espirales conectadas se dividen o hacen avanzar hacia la
derecha en la figura 17G para permitir la introducción de una fila
de espirales posterior.
Las figuras 18A-18G ilustran
otro mecanismo y medios alternativos más para enlazar o por el
contrario conectar filas de espirales adyacentes. Las espirales se
hacen avanzar de manera similar hasta una rampa 802 de guía de modo
que los segmentos superpuestos de cabezas de espiral adyacentes se
sitúan directamente sobre herramientas 812 extensibles. Tal como
muestra la figura 18B, las herramientas 812 se despliegan
lateralmente y, en la figura 18C, se extienden verticalmente para
separar los segmentos de espiral superpuestos, y sujetarse entre sí
alrededor de los mismos como en la figura 18D para mantener las
espirales de manera fija a medida que se enlazan entre sí. Entonces
las herramientas 812se separan y retraen, como en las figuras 18E y
18F, y las espirales conectadas se dividen o hacen avanzar a la
derecha en la figura 18G y se repite el proceso.
Las figuras 19A-19F ilustran
otro mecanismo más o medios para enlazar o interconectar espirales
adyacentes. En el dispositivo de montaje de muelles internos se
proporciona una serie de montajes de balancín superior e inferior,
indicado generalmente con 900. Cada montaje 900 incluye un brazo 902
que soporta el sistema 904 de herramientas de enganche de espirales
doble, montado para articularse a través de un brazo 906 de
accionador. El sistema 904 de herramientas incluye ajustes 905 en
forma de cono o de bóveda configurados para su inserción en los
extremos axiales abiertos de los extremos terminales de las
espirales. Esto sitúa correctamente un par de espirales entre los
montajes superior e inferior para enganchar las herramientas 908 de
enlazado con los segmentos de las cabezas de espiral (tal como
muestra la figura 19C). Una vez completado el enlazado o la unión,
los montajes 900 se accionan para hacer avanzar lateralmente las
espirales unidas a la derecha como muestra la figura 19D. Los
montajes 900 retraen entonces verticalmente los extremos de las
espirales, y luego los retrae lateralmente (por ejemplo a la
izquierda en la figura 19F) para recibir la siguiente fila de
espirales.
Los dispositivos de formación de espirales,
transportadores, la máquina de transferencia de espirales y el
dispositivo de montaje de muelles internos funcionan simultáneamente
y en sincronización puesto que se controlan mediante un sistema de
control de procesos estadístico, tal como un
Allen-Bradley SLC-504 programado
para coordinar el suministro de espirales mediante las cruces de
Malta a los transportadores, la velocidad y operación de
inicio/detención de los transportadores, la interconexión de los
brazos de la máquina de transferencia de espirales con las
espirales de los transportadores, y la presentación temporizada de
las filas de espirales al dispositivo de montaje de muelles
internos y el funcionamiento del dispositivo de montaje de muelles
internos.
A pesar de que la invención se ha descrito con
referencia a ciertas realizaciones preferidas y alternativas, se
entiende que los expertos en la técnica podrían realizar numerosas
modificaciones y variaciones de los diferentes componentes que
están dentro del alcance de la invención tal como se define en las
reivindicaciones adyacentes.
Claims (24)
1. Troquel para la formación de
cabezas de espiral para su uso en un dispositivo de formación de
espirales para formar espirales que presentan un cuerpo de espiral
generalmente helicoidal, una cabeza de espiral no helicoidal, y una
circunvolución terminal generalmente menor que el cuerpo de espiral,
comprendiendo el dispositivo de formación de espirales un mecanismo
(206) de alimentación de alambre que se adapta para alimentar
material (110) de alambre a un bloque (208) de formación de
espirales que presenta una cavidad (218) de formación dentro de la
que se forma una circunvolución terminal de la espiral, una rueda
(210) para la formación del radio de espiral contra la cual, en
uso, se apoya el material de alambre para darle al cuerpo de
espiral una forma generalmente helicoidal, un perno (214) de guía
helicoidal adaptado para estar en contacto con el material de
alambre y que funciona para desplazarse con respecto al bloque (208)
de formación de espirales para darle al cuerpo de espiral una forma
generalmente helicoidal, una herramienta (212) de corte de alambre
configurada para cortar el material de alambre en la cavidad (218)
de formación del bloque (208) de formación de espirales, y una cruz
(220) de Malta para transferir una espiral desde el bloque (208) de
formación de espirales a una estación (230, 240) de formación de
cabezas de espiral que incorpora el troquel (2000) de formación de
cabezas de espiral, caracterizado porque el troquel (2000) de
formación de cabezas de espiral comprende un cuerpo (2003) de
troquel que presenta una cavidad (2010) configurada para recibir una
circunvolución terminal de la espiral, y al menos una brida (2007,
2008) próxima a la cavidad (2010), presentando la al menos una
brida (2007, 2008) una pared (2009) lateral, alrededor de la cual la
cruz (220) de Malta puede colocar una vuelta terminal del cuerpo de
espiral y contra la que puede hacer chocar un punzón (232) para
formar una cabeza de espiral entre el cuerpo de espiral y la
circunvolución terminal.
2. Troquel de formación de cabezas
de espiral según la reivindicación 1, en el que el cuerpo (2003) de
troquel presenta una abertura (2078) a través de la que, en uso, la
circunvolución terminal de la espiral entra en la cavidad (2010) en
el interior del cuerpo (2003) de troquel.
3. Troquel de formación de cabezas
de espiral según la reivindicación 1 ó 2, en el que el cuerpo
(2003) de troquel es un montaje de dos piezas.
4. Troquel de formación de cabezas
de espiral según la reivindicación 1, 2 ó 3 en el que el cuerpo
(2003) de troquel incluye bridas (2007, 2008) configuradas para
ajustarse en la vuelta terminal del cuerpo de espiral próxima a la
circunvolución terminal de la espiral en la cavidad (2010) en el
cuerpo de troquel.
5. Troquel de formación de cabezas
de espiral según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en
el que se configura una pared (2009) lateral para su funcionamiento
con el punzón (232), por lo que el punzón (232) forma un segmento
de alambre de la espiral enganchado al troquel (2000) de formación
de cabezas de espiral contra el alambre y la pared (2009) lateral
de la brida (2007, 2008).
6. Troquel de formación de cabezas
de espiral según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en
el que la disposición es tal que, en uso, la circunvolución (26)
terminal de la espiral (2) se conecta a la vuelta terminal del
cuerpo de espiral mediante un segmento de alambre que atraviesa la
pared (2009) lateral de la al menos una brida (2007, 2008) próxima
a la cavidad (2010).
7. Troquel de formación de cabezas
de espiral según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en
el que el cuerpo (2003) de troquel se configura de tal manera que la
vuelta terminal del cuerpo de espiral se sitúa cerca de una
intersección de una brida (2007, 2008) y una superficie del cuerpo
de troquel.
8. Troquel de formación de cabezas
de espiral según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en
el que el cuerpo (2003) de troquel presenta una pared (2004)
posterior y paredes (2005, 2006) laterales que definen la cavidad
(2010) y una abertura (2078) en las paredes (2005, 2006) laterales a
través de la cual la circunvolución terminal de la espiral puede
entrar en la cavidad (2010).
9. Troquel de formación de cabezas
de espiral según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en
el que el cuerpo (2003) de troquel es tal que la circunvolución
terminal de la espiral se comprime al menos parcialmente en la
cavidad (2010).
10. Dispositivo de formación de
espirales para formar espirales que presentan un cuerpo de espiral
generalmente helicoidal, una cabeza de espiral no helicoidal, y una
circunvolución terminal generalmente menor que el cuerpo de
espiral, comprendiendo el dispositivo de formación de espirales:
un mecanismo (206) de alimentación de alambre
que se adapta para alimentar material de alambre a un bloque (208)
de formación de espirales, presentando el bloque (208) de formación
de espirales una cavidad (218) de formación dentro de la cual se
forma una circunvolución terminal de la espiral,
una rueda (210) para la formación del radio de
espiral contra la cual, en uso, se apoya el material de alambre
para darle al cuerpo de espiral una forma generalmente
helicoidal,
un perno (214) de guía helicoidal adaptado para
estar en contacto con el material de alambre y que funciona para
desplazarse con respecto al bloque (208) de formación de espirales
para darle al cuerpo de espiral una forma generalmente
helicoidal,
una herramienta (212) de corte de alambre
configurada para cortar el material de alambre en la cavidad (218)
de formación del bloque (208) de formación de espirales,
una cruz (220) de Malta para transferir una
espiral desde el bloque (208) de formación de espirales a una
estación (230, 240) de formación de cabezas de espiral que incorpora
un troquel (2000) de formación de cabezas de espiral según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, y
al menos un punzón (232) que funciona para hacer
chocar la vuelta terminal del cuerpo de espiral contra la pared
(2009) lateral de la al menos una brida del troquel (2000) de
formación de cabezas de espiral para formar una cabeza de espiral
entre el cuerpo de espiral y la circunvolución terminal.
11. Dispositivo de formación de
espirales según la reivindicación 10, en el que el mecanismo (206)
de alimentación de alambre funciona para alimentar material de
alambre a una parte superior de la cavidad (218) de formación en el
bloque (208) de formación de espirales y una parte interior de la
cavidad (218) de formación presenta una superficie de guía
helicoidal.
12. Dispositivo de formación de
espirales según la reivindicación 10 u 11, en el que el perno (214)
de guía helicoidal funciona para extenderse en alienación con la
cavidad (218) de formación del bloque (208) de formación de
espirales.
13. Dispositivo de formación de
espirales según la reivindicación 10, 11 o 12, en el que la
herramienta (212) de corte de alambre incluye una cuchilla de corte
móvil montada por fuera del bloque (208) de formación de espirales,
y una cuchilla estacionaria montada en el bloque (208) de formación
de espirales, funcionando la cuchilla de corte móvil para
desplazarse con respecto a la cuchilla estacionaria para cortar el
material de alambre en la cavidad (218) de formación del bloque
(208) de formación de espirales.
14. Dispositivo de formación de
espirales según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, en el
que la herramienta (212) de corte de alambre se configura para
cortar el material de alambre en el extremo de la circunvolución
terminal de la espiral en un punto dentro de un diámetro del cuerpo
de espiral que es mayor que un diámetro de la circunvolución
terminal.
15. Dispositivo de formación de
espirales según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, en el
que la cruz (220) de Malta funciona para enganchar el cuerpo de
espiral y para retirar la circunvolución terminal de la espiral de
la cavidad (218) de formación en el bloque (208) de formación de
espirales e insertar la circunvolución terminal en la cavidad
(2010) del troquel (2000) de formación de cabezas de espiral en la
estación (230, 240) de formación de cabezas de espiral.
16. Dispositivo de formación de
espirales según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 15, en el
que se estrecha una superficie de la cavidad (218) de formación en
el bloque (208) de formación de espirales contra la que se apoya el
material de alambre en una configuración helicoidal.
17. Dispositivo de formación de
espirales según la reivindicación 16, en el que el estrechamiento
en la cavidad (218) de formación es congruente con un ángulo de
hélice formado en el material de alambre por el perno (214) de guía
helicoidal.
18. Dispositivo de formación de
espirales según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 17, en
el que una cuchilla estacionaria de la herramienta (212) de corte de
alambre se monta en la cavidad (218) de formación.
19. Dispositivo de formación de
espirales según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 18, en el
que una cuchilla móvil de la herramienta (212) de corte de alambre
funciona para extenderse en la cavidad (218) de formación.
20. Dispositivo de formación de
espirales según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 19, en el
que el perno (214) de guía helicoidal funciona para enganchar
material de alambre formado en la cavidad (218) de formación.
21. Dispositivo de formación de
espirales según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 20, en el
que la rueda (210) de formación del radio de espiral se alinea
generalmente con la cavidad (218) de formación.
22. Dispositivo de formación de
espirales según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 21, en el
que el perno (214) de guía helicoidal se adapta para contactar sólo
una parte de cuerpo de la espiral y no para contactar el material
de alambre en la cavidad (218) de formación.
23. Dispositivo de formación de
espirales según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 22, en el
que el punto de alimentación de material de alambre está próximo a
un área superior de la cavidad (218) de formación.
24. Dispositivo de formación de
espirales según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 23, en
el que el troquel (2000) de formación de cabezas de espiral presenta
una pared (2004) posterior y paredes (2005, 2006) laterales que
definen la cavidad (2010) de formación, una abertura a la cavidad
(2010) generalmente opuesta a la pared (2004) posterior y una
pantalla de compresión, unida al dispositivo de formación de
espirales próxima al troquel (2000) de formación de cabezas de
espiral, estando colocada la pantalla de compresión para, en uso,
comprimir al menos parcialmente la espiral antes de enganchar una
parte de la espiral en la cavidad (2010) en el troquel (2000) de
formación de cabezas de espiral.
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