ES2302165T3 - Aparato para separar la tapa de cojinete de una biela mediante fractura. - Google Patents
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Abstract
Aparato para separar la tapa de cojinete de una biela mediante fractura, comprendiendo una estructura (10) que soporta dos fijaciones (12, 16) de las cuales una es móvil (16), y que tiene respectivas medias lunas (14, 18) adaptadas para ser reunidas para formar un perfil circular acoplable con el extremo grande de una biela (19) y separables mediante un dispositivo de apertura para fracturar el extremo grande de la biela, caracterizado porque dicho dispositivo de apertura comprende un pistón (36), que es recibido de forma deslizante en el interior de una cámara cilíndrica realizada en la fijación estacionaria de dichas fijaciones (12) y tiene un extremo adaptado para apoyarse contra la fijación móvil (16) y un extremo opuesto provisto de una superficie inclinada (38), y un elemento motriz (28), que es deslizable transversalmente al pistón (36) bajo control de medios motrices (30), y tiene una superficie inclinada (28a) que está adaptada para cooperar con una acción de leva con la superficie inclinada (38) del pistón (36), y porque dicha cámara cilíndrica se proyecta en voladizo desde la fijación estacionaria (12) en la forma de una camisa (34) que es recibida de forma deslizante en el interior de una cavidad cilíndrica correspondiente (40) que está perforada en la fijación móvil (16) y tiene un fondo (40a) contra el que el pistón está adaptado para apoyarse.
Description
Aparato para separar la tapa de cojinete de una
biela mediante fractura.
Esta invención se refiere a un aparato para
separar la tapa de cojinete de una biela mediante fractura. Un
aparato según el preámbulo de la reivindicación 1 es conocido por
ejemplo a partir de US 2002/0070257.
La separación de la tapa de cojinete del cuerpo
de la biela mediante fractura ha sido conocida durante una serie de
años. Más particularmente, la anterior patente
IT-A-01.310.716 del solicitante
describe un aparato automatizado para implementar la separación de
la tapa de cojinete del cuerpo de una biela, con el subsiguiente
remate y atornillado de los pernos de unión. Dicho aparato es
adecuado tanto para bielas que tienen un plano de fractura
ortogonal como para bielas que tienen un plano de fractura a un
lado del cuerpo de la biela. Con referencia al aparato descrito en
la patente anterior, el extremo grande de la biela, que debe ser
fracturado, está acoplado a dos medias lunas que pueden accionarse
para alejarse radialmente una de la otra mediante un pistón, que
puede deslizarse herméticamente en el interior de una cámara radial
realizada en una de las medias lunas, y es accionado mediante un
cilindro hidráulico mediante un multiplicador de presión
hidráulico.
El dispositivo anterior, que tiene un pistón
accionado hidráulicamente, permite que las bielas sean fracturadas
con una precisión y repetibilidad satisfactorias, de una manera que
minimiza la deformación de la pieza de trabajo causada por la
tensión de fluencia. Sin embargo, la acción de desplazamiento del
pistón en dicho documento anterior es aplicada a la biela de una
manera que es parcialmente asimétrica de manera que, considerando
también el inevitable desgaste a lo largo del tiempo, el aparato
conocido indicado anteriormente sufre frecuentemente fallos y
requiere sustituciones.
Un objeto principal de la presente invención es
mejorar el aparato descrito en la patente de la técnica anterior
indicada anteriormente, de manera que se obtienen fracturas más
limpias y afiladas, con una mayor fiabilidad y unos costes de
mantenimiento inferiores.
El objeto anterior y otros objetos y ventajas,
como los que se describirán mejor mediante la descripción siguiente,
se consiguen mediante un aparato que tiene las características
expuestas en la reivindicación 1, mientras que las otras
reivindicaciones exponen otras características ventajosas de la
invención.
A continuación la invención se describirá en
mayor detalle con referencia a una forma de realización preferente
no exclusiva mostrada a modo de ejemplo no limitativo en los dibujos
adjuntos, en los que:
La Fig. 1 es una vista seccionada en planta del
aparato para separar la tapa de cojinete de una biela mediante
fractura según la invención;
La Fig. 2 es una vista en sección transversal a
lo largo de la línea II-II del aparato de la Fig.
1;
La Fig. 3 es una vista en sección transversal a
lo largo de la línea III-III de un detalle del
aparato de la Fig. 2 en el que la biela ha sido eliminada para una
mejor claridad de la ilustración.
Con referencia a las Figuras anteriores, el
aparato de la invención comprende una estructura 10 en la que se
soporta integralmente una fijación estacionaria 12 que comprende un
cuerpo macizo que se extiende hacia arriba para formar una media
luna semicircular estacionaria 14, y una fijación móvil 16, que
también comprende un cuerpo macizo que se extiende hacia arriba
para formar una media luna semicircular móvil 18. Las dos medias
lunas están dispuestas en posiciones especulares con respecto a sus
lados planos, y en ángulos rectos con respecto a la dirección de
movimiento de la fijación móvil, de manera que se genera un perfil
circular, que es acoplado por el extremo grande de la biela. La
fijación móvil 16 se puede deslizar a lo largo de guías
horizontales 20 que son integrales con la estructura 10, y es
accionada mediante un actuador hidráulico 22 montado en la
estructura 10, mediante una barra 24. El actuador hidráulico 22
tiene la tarea principal de reunir la media luna móvil con la media
luna estacionaria después de fracturar la tapa, así como otras
tareas accesorias como se explica más adelante.
Ahora, con una referencia más particular a las
Figs. 2 y 3, la media luna estacionaria 14 tiene un orificio
longitudinal 26 en el que se recibe de forma deslizante la parte
extrema de una barra 28 que está conectada operativamente a un
pistón 29 de un cilindro hidráulico 30 que está incorporado en la
estructura 10. Una superficie de deslizamiento 28a es definida en
la falda exterior de la barra, que tiene una inclinación positiva en
la dirección del extremo libre de la barra, con respecto al eje
longitudinal de la barra. El lado plano de la media luna
estacionaria 14 tiene un puerto 32 abierto al orificio longitudinal
26. Una camisa 34 se proyecta desde el puerto 32 en voladizo y
tiene una cámara cilíndrica definida en la misma, en la que es
recibido de forma deslizante un dispositivo de empuje en forma de
un pistón 36. El extremo exterior del pistón 36 está adaptado para
apoyarse contra la media luna móvil 18, mientras que una superficie
inclinada 38 en el extremo interior opuesto del pistón 36 está
adaptada para cooperar con una acción de leva con la superficie
inclinada 28a de la barra 28, que actúa como elemento motriz,
formando de esta manera un dispositivo mecánico para expandir o
forzar la apertura de las medias lunas.
La camisa 34 es recibida de forma deslizante en
una cavidad cilíndrica correspondiente 40 perforada en la fijación
móvil 16 y que tiene un fondo 40a que forma un área de apoyo para el
pistón 36. Una junta anular 42 es recibida en la cavidad cilíndrica
40 y se acopla herméticamente a la falda exterior de la camisa 34.
Un canal de lubricación 43, abierto a la cavidad cilíndrica 40, está
provisto en la fijación móvil 16 y está conectado a medios para
suministrar fluido lubricante (no mostrados).
La estructura 10 también soporta un primer
dispositivo de bloqueo que comprende un actuador hidráulico 44 que
controla un bloque con forma de V 46 deslizable a lo largo de las
guías 48, y está dispuesto para presionar sobre el extremo pequeño
de la biela 19 y de esta manera bloquear el cuerpo de la biela
contra la media luna estacionaria.
La fijación móvil 16 transporta un segundo
dispositivo de bloqueo, que también comprende un actuador hidráulico
52 dispuesto para presionar ambos extremos de un balancín pivotante
54 contra los asientos de perno en la tapa de cojinete de la biela,
de manera que esta es bloqueada contra la media luna móvil.
Durante el funcionamiento, mientras las medias
lunas 14 y 28 están cerca una de la otra y la barra 28 está
posicionada en su posición exterior, la biela 19 es empujada
alrededor de las medias lunas mediante los medios de
posicionamiento (no mostrados) que son conocidos de la patente de la
técnica anterior IT-A-01.310.716
indicada anteriormente. A continuación, el actuador 52 es accionado
para presionar el balancín 54 contra la tapa de cojinete, y una
presión moderada es aplicada al actuador hidráulico 22, con el fin
de fijar el extremo grande de la biela. El actuador 44 también es
accionado para acoplar el bloque con forma de V 46 en el extremo
pequeño. Tanto el cuerpo como la tapa de cojinete de la biela están
de esta manera bloqueados independientemente uno del otro,
respectivamente entre el bloque 46 y la media luna estacionaria 12,
y entre la media luna móvil 16 y el balancín 54.
Ahora, la presión en el cilindro 22 es
incrementada, de manera que las secciones de resistencia entre la
tapa y el cuerpo de la biela son pretensionadas hasta una carga
ligeramente inferior a la tensión de fluencia. Ahora, el cilindro
hidráulico 30 es accionado para retirar la barra 28, causando de
esta manera que el pistón 36 se mueva hacia fuera por acoplamiento
mutuo entre las superficies inclinadas del pistón y la barra
respectivamente. De esta manera, la media luna móvil es alejada
rápidamente de la media luna estacionaria y el límite de rotura de
la tapa se excede rápidamente, de manera que la tapa de cojinete es
separada del cuerpo de la biela. Esto causa una fractura frágil
instantánea, simultánea en ambas superficies. Cada una de las dos
partes de la biela se mantiene firmemente sujeta en las pinzas
respectivas, como se ha explicado anteriormente. Durante esta
etapa, el actuador 22 es presurizado en su cámara posterior,
mientras que la cámara anterior es despresurizada. A continuación,
las pinzas formadas por el bloque con forma de V 46 y por el
balancín 54 son liberadas, de manera que la biela 19 es
liberada.
Como se entenderá por un experto en la materia,
la componente radial dirigida hacia abajo de la fuerza aplicada al
pistón 36 por la barra 28, debido a la fricción entre sus
respectivas superficies inclinadas mutuamente deslizantes es
contrarrestada por la camisa 34 mediante el pistón. Debido a esta
característica ventajosa, la fuerza aplicada a la fijación móvil 16
por el pistón 36 no tiene componentes radiales. En cambio, si dichos
componentes radiales no fueran neutralizados como se ha descrito
anteriormente, se aplicarían mediante fricción a la fijación móvil
16, causando de esta manera el desalineamiento de las medias lunas
una respecto a la otra mientras son forzadas a abrirse y por lo
tanto afectando a la precisión y la regularidad de la fractura.
Con el fin de tener una acción de rotura al
desplazamiento de la fijación móvil cuando la presión de fractura
pico es aplicada, una presión moderada es aplicada a la cámara
posterior del actuador 22, de manera que no afectará a la rapidez
de la fractura, pero de manera que presentará una resistencia de
rotura al desplazamiento de la media luna móvil después de que ha
sido liberada por la fractura. De manera alternativa, con el fin de
mejorar la durabilidad del dispositivo, el actuador 22 también puede
ser usado para contribuir a la fuerza de fractura, presurizando su
cámara anterior con una presión superior a la de la de su cámara
posterior.
Por supuesto, pueden realizarse muchos cambios a
la forma de realización preferente como se ha descrito
anteriormente, dentro de las enseñanzas de la invención.
Particularmente, en caso de bielas en las que el plano de fractura
se requiere que sea oblicuo en vez de en ángulos rectos con respecto
al cuerpo de la biela, el aparato puede ser modificado de manera
similar a la descrita en la patente de la técnica anterior No.
IT-A-01.310.716 indicada
anteriormente, remplazando el bloque con forma de V 46 con un bloque
perfilado diseñado para presionar con una presión balanceada en el
lado de la biela. De manera similar, el bloque con forma de V 46
también puede ser remplazado por un bloque con forma de U con dos
brazos alargados a horcajadas del cuerpo de la biela y descansando
contra los lados opuestos del extremo grande, como se describe en la
patente de la técnica anterior indicada anteriormente, con el fin
de descargar el cuerpo de la biela de manera que el comportamiento
elástico del cuerpo no afecte al sistema dinámico, evitando posible
efectos indeseados. Además, como una forma de romper el miembro
móvil, pueden usarse dispositivos de taponamiento convencionales,
como los conocidos en la técnica, en vez de una contrapresión en el
actuador 22. Además, aunque la disposición en la que la biela es
horizontal y se carga desde arriba, según las formas de realización
dadas a conocer más arriba, es preferente por facilidad de carga y
descarga de la pieza de trabajo y también por facilidad para
desechar las partículas y polvo, sin embargo el aparato podría
diseñarse de manera que la biela esté vertical o inclinada, u
horizontal pero cargada desde abajo, con cambios adecuados en los
dispositivos, como será obvio para el experto en la materia.
Finalmente, otros medios motrices en vez del cilindro hidráulico 30
podrían ser implementados para la barra motriz 28, como por ejemplo,
actuadores mecánicos.
Claims (4)
1. Aparato para separar la tapa de cojinete de
una biela mediante fractura, comprendiendo una estructura (10) que
soporta dos fijaciones (12, 16) de las cuales una es móvil (16), y
que tiene respectivas medias lunas (14, 18) adaptadas para ser
reunidas para formar un perfil circular acoplable con el extremo
grande de una biela (19) y separables mediante un dispositivo de
apertura para fracturar el extremo grande de la biela,
caracterizado porque dicho dispositivo de apertura comprende
un pistón (36), que es recibido de forma deslizante en el interior
de una cámara cilíndrica realizada en la fijación estacionaria de
dichas fijaciones (12) y tiene un extremo adaptado para apoyarse
contra la fijación móvil (16) y un extremo opuesto provisto de una
superficie inclinada (38), y un elemento motriz (28), que es
deslizable transversalmente al pistón (36) bajo control de medios
motrices (30), y tiene una superficie inclinada (28a) que está
adaptada para cooperar con una acción de leva con la superficie
inclinada (38) del pistón (36), y porque dicha cámara cilíndrica se
proyecta en voladizo desde la fijación estacionaria (12) en la
forma de una camisa (34) que es recibida de forma deslizante en el
interior de una cavidad cilíndrica correspondiente (40) que está
perforada en la fijación móvil (16) y tiene un fondo (40a) contra el
que el pistón está adaptado para apoyarse.
2. Aparato según la reivindicación 1
caracterizado porque dicho elemento motriz (28) comprende una
barra (28) que es recibida de forma deslizante en un orificio (26)
realizado en la fijación estacionaria (12) y está abierto a la
cámara cilíndrica a través de un puerto (32), dicha superficie
inclinada (28a) estando realizada en la falda exterior de la barra
(28) frente al puerto (32) para acoplar la superficie inclinada
(38) del pistón con una acción de leva.
3. Aparato según las reivindicaciones 1 ó 2
caracterizado porque un canal de lubricación (43) abierto a
la cavidad cilíndrica (40) está provisto en la fijación móvil (16)
y está conectado a medios de suministro de fluido lubricante.
4. Aparato según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3 caracterizado porque dichos medios
motrices comprenden un cilindro hidráulico (30).
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