ES2335621T3 - Dispositivo de ensayo de herramientas de mecanizado de cigueñal. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de ensayo de útiles de galeteado, para una máquina de galeteado de cigüeñales que comprenden un número determinado de muñequillas cilíndricas, comprendiendo la máquina rodillos destinados a rodar sobre zonas a galetear de las muñequillas cilíndricas, ruedas (3) de apoyo que ejercen presiones sobre dichos rodillos (2) y pares de ruedas (4) de soporte destinados a soportar a las muñequillas cilíndricas en el lado opuesto a los citados rodillos (2), caracterizado porque comprende medios (51, 52, 53, 54, 5) de sujeción y de accionamiento en la máquina de galeteado que hacen girar al dispositivo (1) de ensayo según un eje (10) de giro, y un árbol (6) principal que los soporta y con el cual giran solidarios: - anillos (20, 21) de rodadura para los rodillos (2) que comprenden cada uno al menos un camino (22) de rodadura para los rodillos que apoya contra uno de los citados rodillos y que tiene simetría de revolución alrededor del eje (10) de giro del dispositivo (1), con un perfil que comprende un arco de acuerdo, estando asociado un camino (22) de rodadura para los rodillos a cada rodillo de la máquina de galeteado, y - anillos (40, 41) de rodadura para las ruedas (4) de soporte que forman cada uno un camino (42) de rodadura cilíndrico que apoya contra las citadas ruedas de soporte, estando asociado un camino (42) de rodadura cilíndrico a cada par de ruedas (4) de soporte de la máquina de galeteado.
Description
Dispositivo de ensayo de herramientas de
mecanizado de cigüeñal.
El invento se refiere al campo del mecanizado
por galeteado, por ejemplo de las muñequillas cilíndricas de
cigüeñales. El invento se refiere en concreto a un dispositivo de
ensayo de los útiles de galeteado.
En el documento
FR-A-2607920 se describe un
dispositivo de control de la integridad de los rodillos y de los
contrarrodillos en el curso de una operación de cilindrado de
cigüeñales.
Las máquinas de galeteado permiten la
realización de radios de acuerdo a cada lado de una muñequilla
cilíndrica de un cigüeñal. Cada muñequilla cilíndrica de un
cigüeñal está presionada por una parte entre dos rodillos y por la
otra parte entre dos ruedas de soporte, situadas en el lado
contrario a los rodillos. El eje de giro de los rodillos está
inclinado con respecto al eje de giro del cigüeñal, apoyándose los
rodillos a cada lado de la muñequilla cilíndrica de un cigüeñal. La
presión ejercida por los rodillos permite el galeteado de los
radios de acuerdo a cada lado de una muñequilla cilíndrica de un
cigüeñal. Una rueda de apoyo ejerce una fuerza de presión sobre los
rodillos que son mantenidos en su sitio por un bastidor. Cuando se
hace girar el cigüeñal los rodillos ruedan a la vez sobre la
muñequilla del cigüeñal y sobre la rueda de apoyo. La rotación del
cigüeñal es realizada por la máquina de galeteado que comprende
medios de sujeción y de accionamiento del cigüeñal.
La operación de galeteado de los cigüeñales es
muy cara. Con el fin de reducir el coste de la operación, es
necesaria la optimización de los útiles para garantizar o mejorar la
vida útil y un desgaste estable de dichos útiles. Por una parte, se
debe controlar el desgaste de los útiles para garantizar la calidad
de mecanizado y por otra parte se optimiza la vida útil del útil
para rentabilizarlo al máximo y mantener una calidad de galeteado
mínima.
Un problema técnico se refiere a la realización
de ensayos sobre los útiles de galeteado. En efecto, para
garantizar una vida útil más estable y más larga, son necesarios
ensayos de vida útil. De la misma manera, las eventuales
modificaciones realizadas sobre los útiles de galeteado necesitan al
menos una validación antes de que estos útiles se utilicen en una
cadena de mecanizado. Actualmente los ensayos realizados sobre los
útiles de galeteado necesitan que se realice una etapa de validación
preliminar en una cadena de producción. Por lo tanto, se debe
modificar el ajuste de la cadena de producción lo que es perjudicial
en términos de productividad. Además, la realización de los ensayos
requiere una reconfiguración de la cadena de producción que es muy
larga de realizar, tanto más cuanto que a menudo son necesarios
varios ensayos diferentes. Por otro lado, los ensayos se realizan
sobre cigüeñales que no son adecuados para la venta. El número de
cigüeñales perdidos es tanto más importante cuanto que los
cigüeñales se degradan mucho más rápido que los útiles de galeteado
y que se necesitan varios cigüeñales para ensayar el desgaste
completo de un juego de útiles de galeteado. Estos ensayos de los
útiles de galeteado son por lo tanto doblemente perjudiciales para
la productividad.
El presente invento tiene por objetivo paliar
varios inconvenientes de la técnica anterior creando un dispositivo
de ensayo de los útiles de galeteado de cigüeñales que permita
realizar el ensayo sin utilizar ningún cigüeñal, realizándose el
ensayo independientemente de la cadena de mecanizado.
Este objetivo se alcanza gracias a un
dispositivo de ensayo de los útiles de galeteado, para una máquina
de galeteado, realizado de acuerdo con la reivindicación 1, y
realizaciones concretas de acuerdo con las reivindicaciones 2 a 5
posteriores.
El invento, sus características y sus ventajas
se harán más evidentes después de la lectura de la descripción
hecha con referencia a las figuras a las que se hace referencia a
continuación:
- la figura 1 representa una vista seccionada de
un ejemplo de dispositivo de ensayo de acuerdo con el invento,
sobre el cual se apoyan útiles de galeteado;
- la figura 2 representa una vista parcial
seccionada de un ejemplo de anillos de rodadura de acuerdo con el
invento;
- la figura 3 representa una vista parcial
seccionada de un ejemplo de anillos de rodadura de acuerdo con el
invento.
Se va a describir ahora el invento haciendo
referencia a las figuras citadas anteriormente. El dispositivo (1)
de ensayo de acuerdo con el invento está representando en la figura
1, apoyado sobre rodillos (2) y sobre ruedas (4) de soporte. Se
representa una sola rueda (4) de soporte por cada muñequilla
cilíndrica, pero las máquinas de galeteado comprenden de forma
general una carcasa de soporte que comprende dos ruedas de soporte
por cada muñequilla cilíndrica. Las ruedas (4) de soporte giran
unidas con la máquina de galeteado, alrededor de su eje (43). Los
rodillos (2) están sujetos en su sitio por un bastidor no
representado. Ruedas (3) de apoyo ejercen una fuerza de presión
sobre los rodillos (2). Las ruedas (3) de apoyo giran unidas con la
máquina de galeteado, alrededor de su eje (31). La máquina de
galeteado hace girar al dispositivo (1) de ensayo de acuerdo con el
invento, según su eje (10) de giro, por ejemplo, según un sistema de
punto y contrapunto. El dispositivo (1) de ensayo comprende por
ejemplo un alojamiento (51) situado simétricamente alrededor del eje
(10) de giro, para alojar a un punto de soporte. En el otro lado,
por ejemplo, se atornilla un dispositivo (5) de accionamiento
mediante un vástago (54) roscado dentro de un alojamiento (52)
roscado del dispositivo (1) de ensayo, situado alrededor de su eje
(10) de giro. El dispositivo (5) de accionamiento aloja por ejemplo
a un punto de accionamiento dentro de un alojamiento (53) situado
alrededor del eje (10) de giro del dispositivo (1) de ensayo.
En una variante de realización los extremos del
árbol están roscados para ser fijados a la máquina de galeteado.
El dispositivo (1) de ensayo comprende caminos
(22) de rodadura para los rodillos, realizados simétricamente con
respecto al eje (10) de giro del dispositivo (1) de ensayo. Estos
caminos (22) de rodadura para los rodillos están apoyados sobre los
rodillos (2) de la máquina de galeteado. Los caminos (22) de
rodadura para los rodillos (2) tienen posiciones determinadas
correspondientes a las de los radios de acuerdo realizados sobre un
cigüeñal, en la máquina de galeteado, estando estas posiciones
localizadas en relación con un plano perpendicular al eje (10) de
giro del dispositivo (1) de ensayo. Si se considera una sección
según un plano que pasa por el eje (10) de giro del dispositivo (1)
de ensayo, los caminos (22) de rodadura para los rodillos (2) tienen
un perfil redondeado para albergar a dichos rodillos (2). El perfil
redondeado de los caminos (22) de rodadura para los rodillos (2) se
pone de manifiesto especialmente en cada una de las figuras 1, 2 y
3. El material con el cual se fabrican los anillos (20, 21) de
rodadura, sobre los cuales están realizados los caminos (22) de
rodadura para los rodillos (2), es de dureza idéntica a la del
material utilizado para realizar las ruedas (3) de apoyo de la
máquina de galeteado. El diámetro (D22) de los caminos (22) de
rodadura para los rodillos (2) se elige idéntico al diámetro de la
muñequilla cilíndrica mecanizada en la máquina. La ventaja con
respecto a la utilización de un cigüeñal para realizar un ensayo de
los rodillos (2) es que los caminos (22) de rodadura para rodillos
de acuerdo con el invento no están destinados a ser deformados por
los rodillos (2). Al sufrir dichos rodillos (2) una presión similar
a la presión de las condiciones de mecanizado, el desgaste de los
rodillos (2) o de la rueda (3) de apoyo será idéntico. Un camino
(22) de rodadura para los rodillos permitirá el ensayo de desgaste
completo de al menos un juego de rodillos (2) asociados a una rueda
(3) de apoyo. En un ejemplo de ensayo, la máquina de galeteado hace
girar al dispositivo (1) de ensayo de acuerdo con el invento, hasta
que se rompe un rodillo (2) o la rueda (3) de apoyo o el anillo (20)
de rodadura para los rodillos. Los anillos (20, 40) de rodadura se
pueden desmontar fácilmente y se sustituyen por ejemplo antes del
comienzo de un ensayo.
El dispositivo (1) de ensayo de acuerdo con el
invento comprende caminos (42) de rodadura para las ruedas (4) de
soporte. Estos caminos (42) de rodadura se apoyan sobre las ruedas
(4) de soporte de la máquina de galeteado. Los caminos (42) de
rodadura para las ruedas (4) de soporte tienen posiciones
determinadas, correspondientes a las de las muñequillas cilíndricas
del cigüeñal mecanizado en la máquina de galeteado, estando
localizadas estas posiciones con respecto a un plano perpendicular
al eje (10) de giro del dispositivo (1) de ensayo. Los caminos (42)
de rodadura para las ruedas (4) de soporte tienen una forma
cilíndrica cuyo eje de simetría coincide con el eje (10) de giro
del dispositivo (1) de ensayo. El perfil de los caminos (42) de
rodadura para las ruedas (4) de soporte en una sección según un
plano que pasa por el eje (10) de giro del dispositivo (1) es por
lo tanto un perfil recto. Este perfil se pone de manifiesto
especialmente en cada una de las figuras 1, 2 y 3.
El dispositivo (1) de ensayo de acuerdo con el
presente invento comprende medios de sujeción y de accionamiento
para la máquina de galeteado, idénticos a los de un cigüeñal o que
se adaptan a cualquier tipo de máquina de galeteado. Además, el
dispositivo (1) de ensayo comprende caminos (22, 42) de rodadura
posicionados enfrente de los útiles de galeteado, lo que permite
que el dispositivo (1) de ensayo de acuerdo con el invento se pueda
colocar en cualquier tipo de máquina de galeteado, para el ensayo de
dicha máquina. Útiles y máquinas de galeteado se describen, por
ejemplo, en los siguientes documentos:
- la solicitud de patente US 2002/0020202
describe, por ejemplo, varios útiles de galeteado asociados a
bastidores de sujeción en flotación de rodillos;
- la patente US 6.253.590 describe, por ejemplo,
diferentes realizaciones de un útil de galeteado, que comprende una
parte superior que soporta a los rodillos dentro de un bastidor y
una parte inferior que comprende dos ruedas de soporte de la
muñequilla cilíndrica a mecanizar;
- la solicitud de patente WO 2005/063438
describe, por ejemplo, una máquina de galeteado que comprende dos
brazos situados a ambos lados de la muñequilla del cigüeñal y una
rueda de guiado axial para evitar una colisión entre los útiles de
galeteado y elementos del cigüeñal;
Por lo tanto, la utilización del dispositivo (1)
de ensayo de acuerdo con el invento permite la realización de
ensayos de numerosas configuraciones, con independencia de la cadena
de producción. Las configuraciones de ensayo no son fijas. Se
facilita así la realización de ensayos numerosos y variados. La
mejora de los útiles de ensayo se refiere por ejemplo a la garantía
de una vida útil más estable y más larga de los citados útiles de
galeteado. El dispositivo (1) de ensayo de acuerdo con el invento,
cuya estructura se detallará a continuación, se puede realizar con
elementos simples y baratos y además el dispositivo (1) de ensayo se
fabrica y después se monta en una máquina de galeteado, con
independencia de la cadena de fabricación de los cigüeñales. Los
ensayos se realizan por ejemplo sobre una máquina anexa, fuera de la
cadena de producción de cigüeñales. Gracias al dispositivo de
ensayo de acuerdo con el invento no es necesario ningún cigüeñal
para ensayar por ejemplo la vida útil o la velocidad de desgaste de
los útiles de galeteado. Además, un ensayo completo requiere un
único dispositivo (1) de ensayo de acuerdo con el invento. La
lubricación se realiza de la misma manera que para el galeteado de
un cigüeñal. Al ser las dimensiones del dispositivo (1) de ensayo de
acuerdo con el invento parecidas a las de un cigüeñal, las
condiciones para los ensayos son idénticas a las condiciones en las
que se realiza el galeteado de un cigüeñal.
Se va a describir ahora una realización del
dispositivo (1) de ensayo representado en la figura 1. El
dispositivo (1) de ensayo está adaptado a un útil de galeteado de
un cigüeñal que comprende una o varias muñequillas cilíndricas,
para el cual los útiles de galeteado de una muñequilla cilíndrica se
ensayan de forma simultánea o sucesiva.
Un árbol (6) principal de eje de giro idéntico
al eje (10) de giro del dispositivo (1) de ensayo se prolonga
mediante dos extremos (61) roscados o se une a piezas añadidas que
comprenden extremos roscados. El árbol principal tiene un diámetro
(D2) mayor que el diámetro (D1) de sus extremos (61). El diámetro de
las partes roscadas se adapta a tuercas (7, 8, 9) de fijación.
Sobre el árbol (6) principal está situada una
brida o ala (62). Anillos (20, 40) de rodadura se sitúan sobre el
árbol (6) principal. Los anillos (20, 40) se montan apretados sobre
el árbol (6) principal. Los citados anillos (20, 40) de rodadura
quedan apoyados contra el ala (62). El ala (62) permite un apoyo
axial de los anillos (20, 40) de rodadura. Los elementos (20, 40)
de rodadura quedan así solidarios al árbol (6) principal. El ala
está realizada en el extremo del árbol o mediante la brida.
Una tuerca (7) realiza la fijación de los
anillos (20, 40) de rodadura a un lado del árbol (6) principal y
una doble tuerca (8, 9) realiza la fijación de los anillos (20, 40)
de rodadura al otro lado del árbol (6).
Como se representa en la figura 1, el camino
(22) de rodadura con rodillos está realizado según un diámetro
(D22) mayor que el diámetro (D42) del camino (42) de rodadura para
las ruedas (4) de soporte. De forma no limitativa, los anillos (20)
de rodadura para los rodillos (2) se realizan simétricos para
facilitar su fabricación. De esta manera este anillo (20) de
rodadura sirve tanto para un rodillo situado a la derecha como para
un rodillo situado a la izquierda, así como para dos rodillos.
Una realización prevé la utilización de piezas
ya existentes. Así los anillos (20) de rodadura para los rodillos
(2) están realizados por ruedas (3) de apoyo de la máquina de
galeteado y los anillos (40) de rodadura para las ruedas (4) de
soporte están realizados mediante separadores cuyo diámetro exterior
es menor o igual al diámetro exterior lateral de las ruedas (3) de
apoyo. Esta realización tiene la ventaja de utilizar piezas ya
existentes, lo cual permite una realización inmediata del
dispositivo (1) de ensayo de acuerdo con el invento, no siendo
necesario mecanizar nuevas piezas, con la excepción del árbol
principal. En esta realización, el anillo (20) de rodadura para los
rodillos (2), el cual es una rueda de apoyo, tendrá por tanto una
velocidad de desgaste casi idéntica a la rueda (3) de apoyo de la
máquina de galeteado. Un ensayo de vida útil de los útiles de
galeteado finaliza, por ejemplo, con el agrietamiento de un rodillo
(2) o de una rueda (3) de apoyo. Además, esta realización en la
cual se utilizan ruedas (3) de apoyo como elementos de rodadura para
los rodillos (2) permite garantizar la compatibilidad con la
máquina de galeteado, en lo que concierne a la dureza y tamaño de
los elementos (20) de rodadura.
En una variante de realización, como se
representa en la figura 2, los anillos (20, 40) de rodadura se
mantienen solidarios en giro al árbol (6) principal mediante una
chaveta (11). El árbol (6) principal está asociado a una o varias
chavetas (11). Las chavetas son utilizadas por un árbol que soporta
un gran número de dispositivos de rodadura.
En una variante de realización, como se
representa en la figura 3, los anillos (21) de rodadura para los
rodillos (2) no comprenden más que un camino de rodadura para los
rodillos (2). Para ajustar la posición de los caminos (22, 42) de
rodadura se combina un separador (12) de posicionamiento con los
anillos (41, 21) de rodadura.
En una variante de realización, como se
representa en la figura 3, el camino (42) de rodadura para las
ruedas (4) de soporte está situado a la misma altura que la parte
baja del camino (22) de rodadura para los rodillos (2). El anillo
(21) de rodadura tiene un diámetro (D22) idéntico al diámetro (D42)
del anillo (41) de rodadura para las ruedas (4) de soporte.
El dispositivo (1) de ensayo, representado en la
figura 1, está adaptado a la máquina de galeteado y permite ensayar
el galeteado de una pluralidad de muñequillas cilíndricas de forma
simultánea, pero el dispositivo (1) de ensayo de acuerdo con el
invento está también adaptado para el ensayo de útiles de galeteado
para una sola muñequilla cilíndrica de cigüeñal.
Claims (5)
1. Dispositivo de ensayo de útiles de galeteado,
para una máquina de galeteado de cigüeñales que comprenden un
número determinado de muñequillas cilíndricas, comprendiendo la
máquina rodillos destinados a rodar sobre zonas a galetear de las
muñequillas cilíndricas, ruedas (3) de apoyo que ejercen presiones
sobre dichos rodillos (2) y pares de ruedas (4) de soporte
destinados a soportar a las muñequillas cilíndricas en el lado
opuesto a los citados rodillos (2),
caracterizado porque comprende medios
(51, 52, 53, 54, 5) de sujeción y de accionamiento en la máquina de
galeteado que hacen girar al dispositivo (1) de ensayo según un eje
(10) de giro, y un árbol (6) principal que los soporta y con el
cual giran solidarios:
- anillos (20, 21) de rodadura para los rodillos
(2) que comprenden cada uno al menos un camino (22) de rodadura
para los rodillos que apoya contra uno de los citados rodillos y que
tiene simetría de revolución alrededor del eje (10) de giro del
dispositivo (1), con un perfil que comprende un arco de acuerdo,
estando asociado un camino (22) de rodadura para los rodillos a
cada rodillo de la máquina de galeteado, y
- anillos (40, 41) de rodadura para las ruedas
(4) de soporte que forman cada uno un camino (42) de rodadura
cilíndrico que apoya contra las citadas ruedas de soporte, estando
asociado un camino (42) de rodadura cilíndrico a cada par de ruedas
(4) de soporte de la máquina de galeteado.
2. Dispositivo de ensayo de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque el árbol (6) comprende
un ala de posicionamiento de un anillo (20, 21, 40, 41) de rodadura
que hace tope contra dicho ala.
3. Dispositivo de ensayo de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque los anillos
(20, 21, 40, 41) de rodadura comprenden una ranura axial que permite
su unión con una chaveta (11) de refuerzo de la fijación en giro,
situada dentro de una ranura del árbol (6) principal.
4. Dispositivo de ensayo de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los anillos
de rodadura para los rodillos (2) están realizados cada uno por una
rueda de apoyo idéntica a las de la máquina de galeteado.
5. Dispositivo de ensayo de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los medios
(51, 52, 53, 54, 5) de sujeción y de accionamiento en la máquina de
galeteado comprenden:
- un taladro (51) situado en un primer extremo
(61) del árbol principal de forma simétrica respecto al eje (10) de
giro del dispositivo de ensayo, destinado a alojar a un primer punto
de accionamiento,
- un taladro (52) roscado situado en un segundo
extremo (61) del árbol principal y situado de forma simétrica
alrededor del eje (10) de giro del dispositivo de ensayo, destinado
a alojar a un vástago (54) roscado de un dispositivo (5) de
accionamiento,
- el dispositivo (5) de accionamiento que
comprende en el lado opuesto al vástago roscado un taladro (53)
coaxial con el eje (10) de giro del dispositivo (1) de ensayo,
destinado a alojar a un segundo punto de accionamiento.
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