ES2340199T3 - Herramienta de estampar mejorada. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para estampar (100) comprendiendo: una primera (110) y una segunda (114) matriz; un elemento de cabezal (102); una primera pinza de resorte (112) adaptada para retener la primera matriz (110) en una parte del elemento de cabezal (102); un bloque de la matriz (106); una segunda pinza de resorte (116) adaptada para retener la segunda matriz (114) en una parte del bloque de la matriz (106); y un conjunto de unidad de potencia (103) provisto de un elemento de base (104) con una parte de montaje (200) adaptada para recibir el bloque de la matriz (106) y el elemento de cabezal (102), el conjunto de unidad de potencia (103) estando provisto de un pistón móvil (350) adaptado para acoplarse en el bloque de la matriz (106) de modo que desplaza la segunda matriz (114) hacia la primera matriz (110), dicho dispositivo para estampar (100) caracterizado porque el elemento de base (104) incluye una pared lateral que sobresale (206) que se extiende desde las partes de montaje (200) del elemento de base (104) y en el que la pinza de resorte (116) incluye una lengüeta (130) que se extiende desde una parte de la misma de modo que permite que el bloque de la matriz (106) sea colocado en la parte de montaje (200) del elemento de base (104) en únicamente una dirección o posición.

Description

Herramienta de estampar mejorada.

Antecedentes de la invención Campo de la invención

La invención se refiere a dispositivos de estampar, en particular, a una herramienta de estampar para accesorios estampados según el preámbulo de la reivindicación 1. Un dispositivo de este tipo es conocido a partir del documento US-3 771 343.

Descripción de la técnica relacionada

En los sistemas hidráulicos, accesorios estampados conectan los extremos de los tubos juntos para formar conexiones herméticas entre los tubos. Los accesorios estampados en los sistemas hidráulicos de aeronaves han sido utilizados durante muchos años. Durante la operación de estampación, los tubos se insertan en un accesorio, tal como por ejemplo una camisa cilíndrica, y el accesorio es estampado o comprimido radialmente hacia dentro por la herramienta de estampar. Rebordes anulares en la superficie exterior del accesorio son aplanados y transferidos a la superficie interior del accesorio y se forman muescas anulares en el tubo para unirlo fijamente al accesorio.

Los accesorios que se van a estampar a menudo están en ubicaciones que son de difícil acceso. Como resultado, existe la necesidad de una herramienta de estampar que sea suficientemente compacta como para tener acceso a accesorios difíciles de acceder. Algunas herramientas de estampar convencionales proporcionan una estructura compacta que sostiene una matriz superior sostenida en el interior de una armadura y una matriz inferior conectada a la herramienta mediante un soporte de la matriz. En algunas herramientas de estampar, la armadura se puede separar del resto de la herramienta para la conexión al accesorio.

Existen numerosos problemas asociados con las herramientas de estampar convencionales. En algunas herramientas de estampar convencionales, la matriz inferior tiene tendencia a girar o balancear durante las operaciones de estampación. El giro o el balanceo de la matriz puede dañar la herramienta de estampar y resultar en un accesorio estampado defectuosamente. Un uso inapropiado repetido de la herramienta de estampar a lo largo del tiempo puede resultar en problemas de estampación relacionados con el desgaste. Por lo tanto, las herramientas de estampar convencionales se pueden convertir en poco fiables.

Existe la necesidad de una herramienta de estampar que sea versátil y compacta de manejar en diversas operaciones de estampación y que superen las desventajas asociadas con las herramientas de estampar convencionales.

Resumen de la invención

La presente invención proporciona un dispositivo de estampar según la reivindicación 1, para la estampación de accesorios hidráulicos y que unen juntos tubos separados. En una forma de realización, el dispositivo de estampar incluye un conjunto de cabezal y un conjunto de unidad de potencia. El conjunto de cabezal incluye un elemento de cabezal y una primera pinza de resorte que retiene una primera matriz en una parte del elemento de cabezal. El conjunto de cabezal adicionalmente incluye un bloque de la matriz y una segunda pinza de resorte que retiene una segunda matriz en una parte del bloque de la matriz. El conjunto de unidad de potencia incluye un elemento de base con una parte de montaje que recibe el bloque de la matriz y el elemento de cabezal. El conjunto de unidad de potencia incluye un pistón móvil que acopla el bloque de la matriz para desplazar la segunda matriz hacia la primera matriz y, de ese modo estampar accesorios y unir tubos juntos.

En otra forma de realización el dispositivo de estampar tiene un elemento de cabezal con una primera matriz acoplada a una parte del mismo, un bloque de la matriz estando provisto de una segunda matriz acoplada a una parte del mismo y un conjunto de unidad de potencia provisto de un elemento de base con una parte de montaje que recibe el bloque de la matriz y el conjunto del cabezal. El conjunto de unidad de potencia incluye un pistón móvil que acopla el bloque de la matriz para desplazar la segunda matriz hacia la primera matriz. El bloque de la matriz acopla la parte de montaje del elemento de base en únicamente una posición, y el elemento de cabezal acopla de forma deslizante la parte de montaje del elemento de base en únicamente una dirección.

En otra forma de realización el dispositivo de estampar tiene un conjunto de cabezal con un elemento de cabezal y una primera pinza de resorte que retiene una primera matriz en una parte del elemento de cabezal. El conjunto de cabezal incluye un bloque de la matriz y una segunda pinza de resorte que retiene una segunda matriz en una parte del bloque de la matriz. El dispositivo de estampar adicionalmente incluye un conjunto de unidad de potencia provisto de un elemento de base con una parte de montaje que recibe el conjunto del cabezal. El conjunto de unidad de potencia incluye un pistón móvil que acopla el bloque de la matriz del conjunto de cabezal cuando el conjunto de cabezal es recibido por el conjunto de unidad de potencia para desplazar la segunda matriz hacia la primera matriz. El conjunto de unidad de potencia incluye también una camisa que fija el conjunto de cabezal al conjunto de unidad de potencia cuando el conjunto de cabezal es recibido por el conjunto de unidad de potencia.

En otra forma de realización el dispositivo de estampar tiene una primera y una segunda matriz y un elemento de cabezal provisto de una parte central interpuesta entre las partes laterales primera y segunda. La primera parte lateral incluye una pata con un primer contorno y la segunda parte lateral incluye una pata con un segundo contorno que es diferente del primer contorno. Una primera pinza de resorte retiene la primera matriz en una parte del elemento de cabezal. El dispositivo de estampar incluye un bloque de la matriz y una segunda pinza de resorte que retiene la segunda matriz en una parte del bloque de la matriz. El dispositivo de estampar incluye un conjunto de unidad de potencia provisto de un elemento de base con una parte de montaje que recibe el bloque de la matriz y el elemento de cabezal. El conjunto de unidad de potencia incluye un pistón móvil que acopla el bloque de la matriz para desplazar la segunda matriz hacia la primera matriz. La parte de montaje del elemento de base incluye un primer canal provisto de un contorno que recibe de forma deslizante la pata de la primera parte lateral del elemento de cabezal y un segundo canal provisto de un contorno que recibe de forma deslizante la pata de la segunda parte lateral del elemento de cabezal.

En otra forma de realización el dispositivo de estampar tiene una primera matriz con por lo menos una ranura, un elemento de cabezal y una primera pinza de resorte provista de por lo menos una lengüeta que acopla la por lo menos una ranura de la matriz superior para retener la primera matriz en una parte del elemento de cabezal. El dispositivo de estampar incluye una segunda matriz provista de por lo menos una ranura, un bloque de la matriz y una segunda pinza de resorte provista de por lo menos una lengüeta que se acopla por lo menos en una ranura de la segunda matriz para retener la segunda matriz en una parte del bloque de la matriz. El dispositivo de estampar incluye un conjunto de unidad de potencia provisto de un elemento de base con una parte de montaje que recibe el bloque de la matriz y el elemento de cabezal. El conjunto de unidad de potencia incluye un pistón móvil que se acopla en el bloque de la matriz para desplazar la segunda matriz hacia la primera matriz.

Estas y otras formas de realización y ventajas de la invención se pondrán de manifiesto a partir de la siguiente descripción y de los dibujos adjuntos.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1A es una vista en perspectiva de una herramienta de estampar provista de un cabezal o conjunto de armadura acoplado de forma deslizante con un conjunto de unidad de potencia según la presente invención.

La figura 1B es una vista en perspectiva de la herramienta de estampar de la figura 1A con el conjunto de cabezal separado de forma deslizante del conjunto de unidad de potencia.

La figura 1C es una vista en perspectiva del despiece que muestra las piezas componentes del conjunto de cabezal de la figura 1A.

La figura 1D es una vista en perspectiva del despiece que muestra las piezas componentes del conjunto de unidad de potencia de la figura 1A.

La figura 1E es una vista lateral del despiece de las matrices primera y segunda del conjunto de cabezal de la figura 1C.

La figura 2 es una vista lateral en sección y parcial del accesorio de estampar y dos tubos unidos juntos a través de la herramienta de estampar mejorada de la figura 1A.

La figura 3A es una vista en sección de la herramienta de estampar de la figura 1A.

La figura 3B es una vista en sección del despiece de la herramienta de estampar de la figura 1A.

Descripción detallada de la invención

La figura 1A representa una herramienta de estampar mejorada 100 según la presente invención. La herramienta de estampar 100 tiene un cabezal o conjunto de armadura 101 acoplado de forma deslizante con un conjunto de unidad de potencia 103. La figura 1B muestra la herramienta de estampar 100 con una parte del conjunto de cabezal 101 separado de forma deslizante del conjunto de unidad de potencia 103. La figura 1C muestra las piezas componentes del conjunto de cabezal 101 que incluye un elemento de cabezal 102, un bloque de la matriz 106, matrices primera (superior) y segunda (inferior) 110, 114 y pinzas de resorte primera (superior) y segunda (inferior) 112, 116. La figura 1D muestra las piezas componentes del conjunto de unidad de potencia 103, que incluye un elemento de base 104. La figura 1B muestra que el bloque de la matriz 106 del conjunto de cabezal 101 está montado de forma que se puede desmontar en una parte superior del elemento de base 104 del conjunto de unidad de potencia 104. La primera matriz 110 está montada de forma que se puede desmontar en el elemento de cabezal 102 del conjunto de cabezal 101 a través de una primera pinza de resorte 112. La segunda matriz 114 está montada de forma que se puede desmontar en el bloque de la matriz 106 a través de una segunda pinza de resorte 116.

El elemento de cabezal 102 incluye una estructura en forma de U con una parte central curvada 162 integralmente formada entre por lo menos dos partes laterales 166, 167. La parte central curvada 162 incluye una superficie curvada exterior 170 que está adaptada o contorneada para recibir una superficie curvada interior de la primera pinza de resorte 112. La parte central curvada 162 incluye una superficie curvada interior 168 que está adaptada o contorneada para recibir una superficie curvada exterior de la primera matriz 110. El elemento de cabezal 102 incluye partes de saliente 210 colocadas en una parte interior del punto de intersección de la parte central 162 y las partes laterales 166, 167. El elemento de cabezal 102 incluye partes de pata primera y segunda 180, 182 formadas en los extremos inferiores de las partes laterales primera y segunda 166, 167, respectivamente.

Como se representa en la figura 1D, el elemento de base 104 del conjunto de unidad de potencia 103 incluye una parte inferior cilíndrica 188 y una parte superior cilíndrica 198 provista de un diámetro menor que la parte inferior 188. El elemento de base 104 incluye una parte de montaje 200 provista de una superficie superior plana 204 adyacente a la parte superior 198 que está configurada para recibir el bloque de la matriz 106. La parte de montaje 200 incluye una entalladura 308 que permite que un vástago de un pistón cilíndrico pase a través de la misma y se apoye en el bloque de la matriz 106. En una forma de realización, la entalladura 308 incluye un borde exterior achaflanado.

La parte de montaje 200 incluye una pared lateral que sobresale 206 que se extiende desde la superficie superior 204 a través del ancho de la parte de montaje 200. En una forma de realización, como se representa en la figura 1D, la parte de montaje 200 y la pared lateral que sobresale 206 están formadas como piezas integrales del elemento de base 104. La pared lateral que sobresale 206 de la parte de montaje 200 permite que el conjunto de bloque de la matriz 106, la segunda matriz 114 y la segunda pinza de resorte 116 sean colocados en la superficie superior 204 de la parte de montaje 200 del elemento de base 104 en únicamente una dirección o posición y evita que este conjunto sea colocado en una
dirección inadecuada o incorrecta. Esta característica se describe con mayor detalle más adelante en este documento.

El elemento de base 104 incluye partes de canal primera y segunda 184, 186 formadas en los lados de la parte de montaje 200 adyacentes a la parte superior 198 del elemento de base 104. La primera parte de pata 180 está contorneada para acoplar de forma deslizante la primera parte del canal 184 del elemento de base 104 y la segunda parte de pata 182 está contorneada para acoplarse de forma deslizante en la segunda parte del canal 186 del elemento de base 104. El acoplamiento de la primera parte de pata 180 y la correspondiente parte del primer canal 184 junto con el acoplamiento de la segunda parte de pata 182 y la correspondiente parte del segundo canal 186 están contorneados con diferentes configuraciones de modo que el elemento de cabezal 102 se puede acoplar al elemento de base 104 en únicamente una dirección. En una forma de realización, esta configuración no simétrica comprende una configuración "Murphy Strip" para proporcionar un acoplamiento de una dirección entre el conjunto de cabezal 101 y el conjunto de unidad de potencia 103. Si el conjunto de cabezal 101 es girado con relación al conjunto de unidad de potencia 103 de tal modo que las partes de pata 180, 182 del elemento de cabezal 102 no estén adecuadamente alineadas con las correspondientes partes de canal 184, 186 del elemento de base 104, el conjunto de cabezal 101 no se acoplará adecuadamente al conjunto de unidad de potencia 103. Esto es, la parte de pata 180 no se puede a acoplar la parte de canal 186 y la parte de pata 182 no se puede acoplar a la parte de canal 184. De esta manera, se evita la unión del conjunto de cabezal 101 al conjunto de unidad de potencia 103 en una dirección errónea.

En una forma de realización, como se representa en la figura 1B, la primera parte de pata 180 tiene una superficie interior redondeada 190, mientras la segunda parte de pata 182 tiene una superficie interior plana 192. La primera parte de canal 184 tiene una superficie interior redondeada 194 que se acopla en el contorno redondeado de la superficie interior 190 de la primera parte de pata 180, mientras la segunda parte de canal 186 tiene una superficie interior plana 196 que se acopla en el contorno plano de la superficie interior 192 de la segunda parte de pata 182. Estas configuraciones de acoplamiento de las partes de pata 180, 182 y las correspondientes partes de canal 184, 186, respectivamente, permiten que el elemento de cabezal 102 se acople de forma deslizante con el elemento de base 104 únicamente en una dirección. Aquellos expertos en la técnica apreciarán que configuraciones alternativas no simétricas se pueden utilizar para conseguir un acoplamiento deslizante en una dirección entre el elemento de cabezal 102 y el elemento de base 104.

El conjunto de unidad de potencia 103 incluye una camisa o elemento de collar 118 acoplado de forma deslizante con la parte superior 198 del elemento de base 104. En una forma de realización, el elemento de camisa 118 es un anillo anular que tiene una superficie interior que está adaptada para acoplar la superficie exterior de la parte superior cilíndrica 198 de modo que bloquea el elemento de cabezal 102 en posición al elemento de base 104. Después de que las partes de pata del elemento de cabezal 180, 182 se acoplen de forma deslizante en las partes de canal del elemento de base 184, 186, el elemento de camisa 118 es desplazado hacia arriba hacia el elemento de cabezal 102 para fijar o bloquear las partes de pata 180, 182 dentro de las partes de canal 184, 166.

Cuando está en una posición fija o bloqueada, el elemento de camisa 118 evita que el elemento de cabezal 102 sea extraído del elemento de base 104 durante la operación de estampación. De ese modo, la camisa 118 proporciona una posición fija positiva para colocar apropiadamente el conjunto de cabezal 101 durante la estampación y evita que el conjunto de cabezal 101 se caiga si la herramienta 100 es sostenida formando un ángulo distinto de la vertical. La camisa 118 actúa como un mecanismo de guía y elimina el potencial de que el elemento de cabezal 102 sea desplazado inadvertidamente (fuera de posición) durante la estampación, lo cual podría inducir una condición de sobre tensión a los elementos de los componentes de la herramienta de estampar. La camisa 118 proporciona también un medio en el cual tanto la matriz superior como la inferior se mantienen en una alineación apropiada entre sí, para asegurar que el accesorio es estampado apropiadamente. Como se representa en las figuras 3A-B, puede estar provisto un resorte en el interior de la camisa 118 para mantener o desviar la camisa en una posición extendida mientras el conjunto de cabezal 101 es acoplado en una posición apropiada con respecto a la unidad de potencia. En una forma de realización, el elemento de camisa 118 retiene el conjunto de cabezal 101 al conjunto de unidad de potencia 103 mediante la utilización de un mecanismo de guiado.

Como ha sido descrito antes en este documento, está provisto un medio de alineación del cabezal para alinear el conjunto de cabezal 101 con respecto al conjunto de unidad de potencia 103, de modo que el elemento de cabezal 102 se acople apropiadamente y se fije al elemento de base 104 antes del funcionamiento de la herramienta de estampar 100. Ésta, a su vez, asegura una alineación apropiada de las matrices primera y segunda 110, 114 y de ese modo evita una estampación incompleta o inadecuada lo cual podría ocurrir si la primera matriz 110 se colocará en una orientación inversa con respecto a la segunda matriz 114.

Como se representa mejor en la figura 1C, el bloque de la matriz 106 el conjunto de cabezal 101 incluye una superficie inferior 172, superficies laterales rectangulares 174 y superficies laterales 176 con una entalladura curvada 178 formada entre ellas a través de una parte superior del bloque de la matriz 106. La entalladura curvada 178 está adaptada o contorneada para recibir la segunda matriz 114. El bloque de la matriz 106 incluye zonas de saliente 212 que están contorneadas para acoplar las partes de saliente 210 del elemento de cabezal 102 durante el movimiento del bloque de la mordaza inferior 114 hacia el elemento de cabezal 102.

Como se representa mejor en la figura 1E, las matrices primera y segunda 110, 114 tienen configuraciones semicirculares opuestas con superficies curvadas interiores 134 para recibir y estampar una superficie curvada exterior de un accesorio. Una pluralidad de canales ranurados longitudinales 136 se extienden desde un extremo izquierdo hasta una ubicación adyacente al extremo derecho de las matrices 110, 114. Intercalados de forma alternativa con canales 136 hay una pluralidad de canales ranurados longitudinales paralelos 138 que se extienden desde el extremo derecho hasta una ubicación adyacente al extremo izquierdo de las matrices. Los canales ranurados 136, 138 proporcionan elementos que se pueden deformar alargados 104 que facilitan la compresión radial hacia dentro de las matrices 110, 114. La matriz superior 110 incluye ranuras de retención 142, 144 para el acoplamiento con la pinza de resorte superior 112 y la matriz inferior 114 incluye ranuras de retención 146 para el acoplamiento con la pinza de resorte inferior
116.

La primera pinza de resorte 112 incluye una parte curvada 160 que está adaptada para ser colocada adyacente a la parte curvada 162 del elemento de cabezal 102. La primera pinza de resorte 112 incluye partes laterales 164 que se extienden hacia abajo desde las partes extremas de la parte curvada 160 de la misma y se extienden sobre partes laterales 166, 167 del elemento de cabezal 102. La primera pinza de resorte 112 incluye partes de reborde 120, 122 que se extienden hacia abajo desde una parte central de la parte curvada 160. Cada parte de reborde 120, 122 incluye lengüetas 152 que sobresalen hacia dentro hacia la parte interior de la primera pinza de resorte 112 para fijar la retención de la pinza de resorte de la primera matriz 110.

La primera matriz 110 incluye una pluralidad de ranuras de retención de la matriz superior 142, 144 formadas adyacentes a las partes extremas exteriores de la primera matriz 110. Las ranuras de retención de la matriz superior 142, 144 están adaptadas para recibir lengüetas 152 de la primera pinza de resorte 112 de modo que se acoplan con ellas y forman una unión fija. Las ranuras de retención 142, 144 permiten que la primera matriz 110 sea mecanizada más rápido de modo que se reduzcan los costes de fabricación y producción. Como se representa en la figura 1A, las lengüetas 152 se acoplan en las ranuras de retención de la matriz superior 142, 144 con la parte curvada 162 del elemento de cabezal 102 interpuesta entre ellas. Las partes de reborde 120, 122 de la primera pinza de resorte 112 son desviadas hacia dentro de modo que sostienen la primera matriz 110 en posición entre las partes de reborde 120, 122. Las partes laterales 164 de la primera pinza de resorte 112 son desviadas hacia dentro de modo que sostienen la primera pinza de resorte 112 en posición en partes laterales adyacentes 166, 167 del elemento de cabezal 102. La primera pinza de resorte 112 permite que la primera matriz 110 sea montada al elemento de cabezal 102 sin la utilización de tornillos de fijación, evitando de ese modo la necesidad de taladrar aberturas dentro del elemento de cabezal 102 a fin de montar la primera matriz 110 al elemento de cabezal 102.

La segunda pinza de resorte 116 incluye una parte de la base 128 y partes laterales 124, 126 que se extienden hacia arriba desde la misma para formar una parte interior que está adaptada para recibir el bloque de la matriz 106. Las partes laterales 124, 126 de la segunda pinza de resorte 116 incluye lengüetas 156 y una lengüeta alargada 158, respectivamente, que sobresale hacia dentro para fijar la segunda matriz 114. La segunda pinza de resorte 116 incluye una lengüeta 130 que se extiende desde la parte de la base 128 a través de una abertura 132 adyacente a la parte lateral 124. La lengüeta 130 permite que el conjunto del bloque de la matriz 106, la segunda matriz 114 y la segunda pinza de resorte 116 sean colocadas en la parte de montaje 200 del elemento de base 104 en únicamente una dirección con respecto a la pared lateral 206. La lengüeta 130 interfiere con la pared lateral 206 para evitar que el conjunto sea colocado en la parte de montaje del elemento de base 200 en una dirección inadecuada. Por ejemplo, si el conjunto del bloque de la matriz 106, la segunda matriz 114 y la segunda pinza de resorte 116 se invirtieran, la lengüeta 130 estaría en contacto con la pared lateral que sobresale 206 y no permitiría que este conjunto se asentara apropiadamente en la parte de montaje 200.

La segunda matriz 114 incluye una pluralidad de ranuras de retención de la matriz inferior 146 formadas adyacentes a una parte extrema de la misma y una entalladura de retención de la matriz inferior 148 formada adyacente a la otra parte extrema exterior de la misma. Las ranuras de retención de la matriz inferior 146 reciben y acoplan lengüetas 156 de la segunda pinza de resorte 116 y forma una unión fija con ellas. Las ranuras de retención 146 permiten que la segunda matriz 114 sea mecanizada más rápida de modo que se reduzcan los costes de fabricación y producción. La entalladura de retención de la matriz inferior 148 recibe y acopla la lengüeta alargada 158 de la pinza de resorte inferior 116 y forma una unión fija a la misma.

Como ha sido descrito antes en este documento, está provisto un medio de alineación de la matriz inferior para la alineación del conjunto del bloque de la matriz 106, la segunda matriz 114 y la segunda pinza de resorte 116 con respecto al elemento de base 104 en una orientación apropiada antes de realizar una operación de estampación con la herramienta de estampar 100. La orientación apropiada de este conjunto con respecto al elemento de base 104 proporciona la orientación apropiada de la segunda matriz 114 con respecto a la primera matriz 110 para asegurar una estampación apropiada de un accesorio con la herramienta de estampar 100. La pared lateral de la parte de montaje 206 y la lengüeta de la pinza de resorte 130 permite que este conjunto sea asentado sobre el elemento de base 104 en una configuración preferida y evita que este conjunto sea asentado en el elemento de base 104 en una dirección errónea. La pared lateral 206 y la lengüeta 130 también evitan el balanceo o el giro indeseado de este conjunto con respecto al elemento de base 104 durante las operaciones de estampación, mejorando de ese modo la fiabilidad e incrementando la vida de la herramienta de estampar 100.

La figura 2 ilustra un accesorio estampado 250 y dos tubos 252, 254 unidos juntos a través de la herramienta de estampar 100. La segunda matriz 114 está adaptada para desplazarse hacia la primera matriz 110 para estampar el accesorio 250 y unir juntos los tubos 252, 254. Como se representa en la figura 2, el accesorio 250 incluye una camisa 260 para recibir los extremos de los tubos 252, 254. Antes de la estampación, el accesorio 250 tiene una pared interior cilindrica lisa 262 y una pared exterior conformada irregularmente 264 que tiene una ranura anular 266 de diámetro reducido adyacente a cada extremo del accesorio 250. Extendiéndose hacia fuera desde la ranura 266 hay una arista anular plana 268 y una nariz que forma conicidad hacia dentro 270 que se extiende hasta el extremo del accesorio 250. La superficie plana de la arista 268 está configurada para inhibir el giro relativo del tubo 254 y el accesorio 250 después de que se haya completado la estampación.

Durante la estampación, el accesorio 250 es comprimido hacia dentro por las matrices 110, 114 de modo que el accesorio 250 forma un contorno irregular a lo largo de la pared interior 262 y sujeta el tubo 254 apretadamente. También, la arista anular 268 del accesorio 250 es comprimida hacia dentro para formar una muesca anular en la pared interior 262 del accesorio 250. El tubo 252 es estampado correspondientemente en una configuración que se acopla con la pared interior 262 del accesorio 250. De ese modo, la herramienta de estampar 100 proporciona un acoplamiento permanente a prueba de fugas de los dos tubos 252, 254.

La figura 3A ilustra una vista en sección transversal de la herramienta de estampar 100. La figura 3B ilustra una vista en sección transversal del despiece de la herramienta de estampar 100.

Como se representa en la figura 3A, la primera matriz 110 es recibida en el interior de la parte interior del elemento de cabezal en forma de U 102. Las partes de saliente 210 del elemento de cabezal 102 están adaptadas para acoplar las zonas de saliente 212 en el bloque de la matriz 106 durante la operación de estampación. Las superficies de las partes de saliente 210 y las zonas de saliente 212 pueden ser cónicas con un ángulo con respecto al eje transversal de la herramienta de estampar 100 de, por ejemplo, aproximadamente 30º. Las superficies cónicas proporcionan una distribución uniforme de la tensión y menos probabilidad de fractura de la herramienta en estas áreas de la herramienta 100 y reduce la necesidad de reforzar la herramienta en estas áreas.

Las partes laterales 166, 167 del elemento de cabezal 102 se extienden hacia abajo de una manera paralela. Las partes laterales 166, 167 tienen superficies interior y exterior sustancialmente planas y paralelas las cuales terminan en partes de pata que se extienden hacia dentro 180, 182. Como ha sido descrito antes en este documento, las partes de pata 180, 182 están contorneadas para acoplarse de forma deslizante en partes de canal 184, 186 para acoplar el elemento de cabezal 102 con el elemento de base 104. Las partes de canal 184, 186 atraviesan el eje longitudinal de la parte cilíndrica superior 198 del elemento de base 104. Para montar el elemento de cabezal 102 al elemento de base 104, las partes de pata 180, 182 se insertan con un movimiento deslizante dentro de las partes de canal en t 184, 186 hasta que la primera matriz 110 esté alineada directamente sobre la segunda matriz 114.

El acoplamiento deslizante de las partes de pata 180, 182 y las partes de canal 184, 186 capacita una conexión directa del elemento de cabezal 102 al elemento de base 104 y reduce la necesidad de montantes, tuercas, o diversos otros componentes de fijación para realizar o acoplar la conexión. Este acoplamiento deslizante resulta en una herramienta de estampar más fiable puesto que se puede conseguir rápidamente una conexión fija entre el elemento de cabezal 102 y el elemento de base 104. Además, este acoplamiento deslizante reduce el balanceo y el giro de la primera matriz 110 con respecto a la segunda matriz 114 de modo que se mejora el comportamiento y la fiabilidad de la herramienta de estampar 100.

Cuando se monta sobre el elemento de base 104, el bloque de la matriz 106 está colocado entre las partes laterales 166, 167 del elemento de cabezal 102. El bloque de la matriz 106 es retenido entre las partes laterales 166, 167 mediante una bola 310 que está colocada en el interior de un orificio 312 en el bloque de la matriz 106 y es desviada hacia fuera mediante el resorte 314 dentro de la ranura 316 de las partes laterales 166, 167. La ranura 316 se extiende en una dirección axial una distancia suficiente para permitir que la segunda matriz 114 y el bloque de la matriz 106 se desplacen hacia la primera matriz 110 durante la estampación mientras el elemento de cabezal 102 y la primera matriz 110 permanecen estacionarios. La superficie inferior 172 del bloque de la matriz 106 se apoya sobre la superficie superior 204 de la parte de montaje 200 del elemento de base 104.

Como se representa en las figuras 3A, 3B, el elemento de base 104 del conjunto de unidad de potencia 103 incluye una parte cilíndrica interior que está dividida en las cámaras cilíndricas primera, segunda y tercera 322, 324, 326. El conjunto de unidad de potencia 103 incluye un único pistón 350, un tapón extremo que se puede quitar 320 y un anillo de retención 338 colocado en el interior de la parte cilíndrica interior del elemento de base 104. Como se describirá con más detalle más adelante en este documento, el anillo de retención 338 proporciona la retención de un tapón extremo 320 en el interior del elemento de base 104 del conjunto de unidad de potencia 103. Durante la estampación de un accesorio, tal como por ejemplo el accesorio 250 de la figura 2, la segunda matriz 114 es desplazada hacia la primera matriz 110 mediante el pistón 350 en el interior del elemento de base cilíndrico 104 del conjunto de unidad de potencia 103.

Como se representa en las figuras 3A, 3B, el tapón extremo 320 está roscado en su posición en el interior de la tercera cámara 326 del elemento de base 104. En una forma de realización, el tapón extremo 320 comprende una estructura cilindrica que tiene una abertura axial central 330 colocada entre las partes de cabezal y de base 336, 337 de la misma. La parte de cabezal 336 tiene un diámetro cilíndrico menor que aquél del diámetro cilíndrico de la parte de la base 337. El tapón extremo 320 incluye un primer elemento de junta 372 provisto de una estructura en forma de anillo que está adaptado para acoplarse con la parte de cabezal 336. El tapón extremo 320 incluye una parte de labio 369 que se extiende hacia fuera desde la parte de cabezal 336 para aprisionar el primer elemento de junta 372 contra la parte de cabezal 336 y entre la parte de labio 339 y la parte de la base 337. El primer elemento de junta 372 proporciona una barrera al fluido entre el tapón extremo 320 y el elemento de base 104.

Los bordes circunferenciales exteriores del tapón extremo 320 incluyen un saliente anular que se extiende hacia fuera 332, el cual está colocado contra un saliente anular que se extiende hacia dentro 334 en la superficie interior del elemento de base 104. El tapón extremo 320 incluye una superficie exterior roscada exteriormente 340 para acoplar una superficie roscada interiormente 342 de la tercera cámara 326. En el momento del acoplamiento roscado del tapón extremo 320 en el interior de la tercera cámara 326, el saliente 332 del tapón extremo 320 se apoya contra el saliente 334 del elemento de base 104.

Como se representa en la figura 3A, el tapón extremo 320 está fijado o retenido en el interior de la cámara inferior 324 del elemento de base 104 a través del anillo de retención 338. En una forma de realización, el anillo de retención 338 comprende un disco cilíndrico que tiene una abertura axial central y un borde circunferencial exterior achaflanado 346 que entra a presión dentro del canal entallado 345 en la superficie interior del elemento de base 104. Cuando el anillo de retención 338 está completamente metido a presión en el interior del canal 345, el tapón extremo 320 es aprisionado entre el extremo abierto inferior del elemento de base 104 y el saliente 334 en la superficie interior del elemento de base 104. La abertura axial central 330 del tapón extremo 320 y la abertura axial central del anillo de retención 338 están alineadas y permiten la introducción de fluido en la parte interior del elemento de base 104 de modo que permite el funcionamiento neumático o hidráulico de la herramienta de estampar 100. Se debe apreciar que la abertura axial central 330 del tapón extremo 320 comprende una superficie cilíndrica interior lisa.

La parte de la base 337 del tapón extremo 320 incluye aberturas de montaje 347 que están adaptadas para recibir elementos de fijación, tales como tornillos, para fijar el anillo de retención 338 al extremo del tapón 320. Cuando el tapón extremo 320 está roscado en posición en el interior del elemento de base 104 y el anillo de retención 338 está colocado en el canal ranurado 345, se pueden insertar los elementos de fijación a través de las aberturas 351 formadas en el anillo de retención 338 y en el interior de las aberturas de montaje 347 para fijar el anillo de retención 338 al tapón extremo 320. Esto evita que el tapón extremo 320 se salga hacia atrás del elemento de base 104 durante la operación de estampación.

El tapón extremo 320 incluye un puerto de admisión de la presión 390 formado en la parte de la base 337. En una forma de realización, el puerto de admisión de la presión 390 del tapón extremo 320 comprende un puerto de admisión de alta presión, tal como, por ejemplo una configuración de puerto MS con roscas MS 33649-2, que facilita el montaje de una rótula de dos ejes 400 a través de un adaptador 406 al conjunto de unidad de potencia 103. La configuración del puerto de admisión de alta presión del puerto de admisión de presión 390 reduce la tensión de la introducción de fluido a presión dentro del conjunto de la unidad de potencia 103 durante una operación de estampación. La rótula 400 incluye una primera junta de rótula 402 que permite que la herramienta de estampación 100 gire en un plano que coincide con un eje del elemento de base 104. Como se representa en la figura 3A, la primera junta de rótula 402 de la rótula 400 acopla el tapón extremo 320 a través del adaptador 406. La rótula 400 incluye una segunda junta de rótula 404 que permite que la herramienta de estampar 100 siga una trayectoria cilíndrica alrededor de un eje longitudinal de la rótula 400. La rótula 400 permite que la herramienta de estampar 100 sea dirigida sustancialmente en cualquier dirección. Esta característica tiene una utilidad importante cuando se realizan operaciones de estampación en espacios confinados o en donde el acceso axial directo a un accesorio tal como el accesorio 250, esté limitado por el entorno circundante.

En una forma de realización, la superficie exterior roscada exteriormente 340 del tapón extremo 320 comprende roscas cónicas. En general, la conicidad de las roscas tanto en el componente roscado macho como en la hembra de un modo apropiado mejora la distribución de cargas de la rosca comparada con roscas de paso constante convencionales. Por lo tanto, las roscas cónicas en la superficie exterior 340 de tapón extremo 320 pueden mejorar la resistencia de la conexión roscada entre el tapón extremo 320 y la superficie roscada interiormente 342 del elemento de base 104. Las roscas 340 pueden formar conicidad hacia fuera de tal modo que el diámetro exterior del tapón extremo 320 aumente desde la parte superior 336 en una dirección hacia la parte inferior 337, mientras las roscas interiores 342 del elemento de base 104 están formadas, por ejemplo, de una manera convencional de paso constante.

El pistón 350 del conjunto de unidad de potencia 103 incluye una parte de la base 354 retenida recíprocamente en el interior de la segunda cámara 324, una parte del vástago 356 que se extiende a través de la primera cámara 322 y a través de una abertura axial 360 en la parte superior 198 del elemento de base 104, la parte de vástago 356 estando provista de una parte cabezal superior que se apoya y se acopla en el bloque de la matriz 106 a través del anillo de sujeción 362. En una forma de realización, el anillo de sujeción 362 está formado de material de teflón, pero puede comprender otros materiales. La parte de cabezal superior del vástago 356 incluye una contra ranura 173 que es recibida en el interior de la ranura 308 en la parte de montaje 200 del elemento de base 104 y está fijada al bloque de la matriz 106 con el anillo de sujeción 362. Cuando el conjunto de cabezal 101 y el conjunto de unidad de potencia 103 están acoplados, el anillo de sujeción 362 retiene el bloque de la matriz 106 al pistón 350 de modo que la segunda matriz 114 permanece alineada con la primera matriz 110 durante el movimiento del pistón 350 en una operación de estampación. La herramienta de estampar 100 utiliza un único pistón 350, lo cual es una mejora sobre las herramientas de estampar de la técnica anterior.

El saliente anular 364 formado en la parte superior de la parte de la base del pistón 354 se acopla en el saliente anular que se extiende hacia dentro 366 en la superficie interior del elemento de base 104. El saliente anular 366 funciona como un tope interno para limitar el movimiento del pistón 350 durante la estampación. Durante la estampación, la segunda matriz 114 es desplazada hacia la primera matriz 110 por el bloque de la matriz 106 y el pistón 350 dentro del elemento de base 104. En el momento del acoplamiento, el saliente anular 366 del elemento de base 104 se apoya en el saliente anular 364 del pistón 350.

La parte inferior de la parte de la base del pistón 354 incluye un segundo elemento de junta 374 que proporciona una barrera al fluido entre el pistón 350 y el elemento de base 104. El segundo elemento de junta 374 es una estructura en forma de anillo que se acopla con la parte de la base del pistón 354. El pistón 350 incluye una parte del labio 359 que se extiende hacia fuera desde el extremo inferior de la parte de la base 354 para aprisionar el segundo elemento de junta 374 entre la parte del labio 359 y la parte de la base 354.

Como ha sido expuesto anteriormente, el primer elemento de junta 372 se acopla en el tapón extremo 320 para proporcionar una barrera al fluido entre el tapón extremo 320 y el elemento de base 104. Los elementos de junta primero y segundo 372, 374 aprisionan el fluido introducido dentro de la segunda cámara 324 del elemento de base 104 entre la parte de la base 354 del pistón 350 y la parte de cabezal 336 del tapón extremo 320.

El conjunto de unidad de potencia 103 incluye uno o más resortes de retorno 370 que están colocados en la primera cámara 322 alrededor de la parte del vástago del pistón 356 y por encima de la parte de la base del pistón 354. El resorte 370 desvía el pistón 350 contra el tapón extremo 320 en ausencia de presión de fluido en el elemento de base 104. Después de que se haya completado una estampación, el pistón 350 se retrae contra el tapón extremo 320 debido al efecto de desviación del resorte de retorno 370. Por el contrario, el acoplamiento de los salientes anulares 364, 366 en el interior del elemento de base 104 durante la estampación proporciona un tope interno para evitar la sobre presión y la fatiga del resorte de retorno 370. Estos limites al movimiento del pistón 350 resultan en una operación y un comportamiento más fiable de la herramienta de estampar 100.

En una forma de realización, el resorte de retorno 370 incluye uno o más resortes de disco que soportan la misma carga en mucho menos espacio que un resorte helicoidal significativamente más grande. Una pila de resortes de disco es menor en diámetro, más ligera en peso, soporta cargas mayores y proporciona un retorno más rápido del pistón 350 que un resorte helicoidal convencional. Esta característica contribuye a reducir el tamaño y el peso de la herramienta de estampar 100.

Algunos componentes de la herramienta de estampar 100, incluyendo el elemento de cabezal 102, el elemento de base 104, el bloque de la matriz 106, la primera matriz 110, la segunda matriz 114, el tapón extremo 320, el anillo de retención 338 y el pistón 350 están preferiblemente formados a partir de materiales de alta resistencia a la tracción. Otros componentes pueden estar formados o construidos a partir de acero laminados en frío o acero de fácil mecanización. El resorte de retorno 370 puede estar formado de acero para resortes.

Un paso axial 380 que se extiende a través del adaptador 406 permite la comunicación fluida con el pistón 350. El fluido del paso 380 entra en el tapón extremo 320 a través de la abertura axial 330 y el anillo de retención 338 para empujar el pistón 350, el bloque de la matriz 106 y la segunda matriz 114 hacia la primera matriz 110. El paso 380 puede incluir un borde achaflanado 382 para facilitar la introducción de fluido dentro de la abertura axial central 330. Cuando el fluido llega al pistón 350 a través del paso 380, el fluido desplaza el pistón 350, el cual a su vez desplaza el bloque de la matriz 106 y la segunda matriz 114 hacia la primera matriz 110. El fluido es entonces esparcido rápidamente por detrás de la parte de la base 354 del pistón 350. Esta configuración utiliza el área superficial de la parte de la base del pistón 354 para proporcionar una fuerza sustancial para el movimiento del pistón 350 contra el bloque de la matriz superior 106. De ese modo, la fuerza del pistón se incrementa sin incrementar la presión del fluido. Se puede utilizar una disposición de pistón de tamaño menor, lo cual resulta en una herramienta de estampar más compacta y ligera.

El funcionamiento de la herramienta de estampar 100 es como sigue a continuación. Se coloca un accesorio 250 entre las matrices primera y segunda 110, 114. Esto se consigue extrayendo el conjunto de cabezal 101 el conjunto de unidad de potencia 103, colocando el accesorio 250 en la zona curvada de la segunda matriz 114 y sustituyendo entonces el conjunto de cabezal 101 en el conjunto de unidad de potencia 103 de modo que el accesorio 250 está colocado entre las matrices primera y segunda 110, 114. El elemento de camisa 118 es entonces desplazado a la posición de bloqueo para bloquear las partes de pata 180, 182 en el interior de las partes de canal 184, 186 del elemento de base 104.

Después de que el accesorio 250 esté adecuadamente colocado y el elemento de camisa 118 fijado, se admite fluido a presión dentro del elemento de base 104 a través del tapón extremo 320 y el anillo de retención 338. El fluido a presión fuerza al pistón 350 contra el bloque de la matriz 106 para desplazar la segunda matriz 114 hacia la primera matriz 110. La compresión de las matrices 110, 114 continúa hasta que el saliente 210 del elemento de cabezal 102 se apoya en el saliente 212 del bloque de la matriz 106. Después de que se libere la presión del fluido y el resorte 370 devuelva el pistón 350 a la posición retraída, se completa la estampación y el accesorio 250 puede ser extraído de la herramienta 100.

En algunos casos, la herramienta de estampar montada 100 puede ser insertada directamente sobre un accesorio, tal como el accesorio 250, si uno de los tubos 252, 254 que se va a estampar tiene un extremo libre para permitir el acceso de esta manera. En otras circunstancias, será necesario extraer el conjunto de cabezal 101 del conjunto de unidad de potencia 103 para colocar el conjunto de cabezal 101 alrededor del accesorio entre los extremos libres de las partes laterales 166, 167 o partes de pata 180, 182. En la última situación, el acoplamiento deslizante del conjunto de cabezal 101 y del conjunto de unidad de potencia 103 permite un montaje rápido de la herramienta de estampar 100 y es especialmente útil en la estampación de accesorios en ubicaciones de acceso difícil, tales como por encima de la cabeza o en espacios confinados. Después de la estampación del accesorio, el conjunto de cabezal 101 puede ser rápidamente extraído del conjunto de unidad de potencia 103 para estampar el siguiente accesorio.

A partir de lo anterior, se apreciará que la herramienta de estampar mejorada 100 está adaptada para estampar accesorios, tales como el accesorio 250 para la conexión de tubos 252, 254, especialmente accesorios colocados en áreas de difícil acceso. La herramienta 100 proporciona medios eficaces para asegurar una conexión, una alineación y una orientación apropiadas de la primera matriz 110 con respecto a la segunda matriz 114 y diversas características mejoradas sobre las herramientas de estampar conocidas para contribuir a una herramienta de estampar más fiable que las desarrolladas hasta el momento actual.

Aunque han sido representadas y descritas las formas de realización preferidas de la invención, se entenderá que aquellos expertos en la técnica pueden realizar modificaciones sin por ello salirse del ámbito de la invención, como se define mediante las reivindicaciones adjuntas.

Claims (13)

1. Dispositivo para estampar (100) comprendiendo:

una primera (110) y una segunda (114) matriz; un elemento de cabezal (102);

una primera pinza de resorte (112) adaptada para retener la primera matriz (110) en una parte del elemento de cabezal (102);

un bloque de la matriz (106);

una segunda pinza de resorte (116) adaptada para retener la segunda matriz (114) en una parte del bloque de la matriz (106); y

un conjunto de unidad de potencia (103) provisto de un elemento de base (104) con una parte de montaje (200) adaptada para recibir el bloque de la matriz (106) y el elemento de cabezal (102), el conjunto de unidad de potencia (103) estando provisto de un pistón móvil (350) adaptado para acoplarse en el bloque de la matriz (106) de modo que desplaza la segunda matriz (114) hacia la primera matriz (110), dicho dispositivo para estampar (100) caracterizado porque el elemento de base (104) incluye una pared lateral que sobresale (206) que se extiende desde las partes de montaje (200) del elemento de base (104) y en el que la pinza de resorte (116) incluye una lengüeta (130) que se extiende desde una parte de la misma de modo que permite que el bloque de la matriz (106) sea colocado en la parte de montaje (200) del elemento de base (104) en únicamente una dirección o posición.

2. El dispositivo (100) de la reivindicación 1 en el que el conjunto de unidad de potencia (103) incluye por lo menos un resorte (370) que está colocado entre el pistón (350) y la parte de montaje (200) del elemento de base (104), en donde el pistón (350) está adaptado para desplazarse en el interior del elemento de base (104) entre una posición retraída de tal modo que el por lo menos un resorte (370) desvía el pistón (350) alejándolo de la parte de montaje (200) del elemento de base (104) y una posición de tope de tal modo que el por lo menos un resorte (370) es comprimido cuando el pistón (350) se desplaza hacia la parte de montaje (200) del elemento de base (104).

3. El dispositivo (100) de la reivindicación 1 en el que el elemento de base (104) del conjunto de unidad de potencia (103) incluye un primer saliente (212) que detiene el pistón (350) del desplazamiento hacia la parte de montaje (200) del elemento de base (104).

4. El dispositivo (100) de la reivindicación 1 en el que el elemento de base (104) incluye una abertura roscada (342) y un segundo saliente (334) y en el que el conjunto de la unidad de potencia (103) incluye un tapón extremo (320) que tiene una superficie exterior roscada (340) que está adaptada para acoplar la abertura roscada (342) del elemento de base (104) de modo que coloca el tapón extremo (320) en el interior del elemento de base (104) adyacente al segundo saliente (334).

5. El dispositivo (100) de la reivindicación 4 en el que el elemento de base (104) incluye por lo menos un canal ranurado (345) adyacente a la abertura roscada (342) y en el que el conjunto de unidad de potencia (103) incluye un anillo de retención (338) que se acopla con el canal ranurado (345) del elemento de base (104) de modo que fija el tapón extremo (320) en el interior del elemento de base (104).

6. El dispositivo (100) de la reivindicación 1 en el que el elemento de cabezal (102) se acopla de forma deslizante en la parte de montaje (200) del elemento de base (104) en una única dirección.

7. El dispositivo (100) de la reivindicación 1 en el que el elemento de cabezal (102) incluye una parte central (162) interpuesta entre una primera parte lateral (166) que tiene una pata (180) con un primer contorno y una segunda parte lateral (167) que tiene una pata (182) con un segundo contorno que es diferente del primer contorno.

8. El dispositivo (100) de la reivindicación 7 en el que la parte de montaje (200) del elemento de base (104) incluye un primer canal (184) provisto de un contorno que está adaptado para recibir de forma deslizante la pata (180) de la primera parte lateral y un segundo canal (186) provisto de un contorno que está adaptado para recibir de forma deslizante la pata (182) de la segunda parte lateral (167).

9. El dispositivo (100) de la reivindicación 1 adicionalmente comprendiendo una camisa (118) está adaptada para fijar el elemento de cabezal (102) al elemento de base (104) cuando el elemento de cabezal (102) es recibido por la parte de montaje (200) del elemento de base (104).

10. El dispositivo (100) de la reivindicación 1 en el que el bloque de la matriz (106) se acopla en la parte de montaje (200) del elemento de base (104) en únicamente una dirección.

11. El dispositivo (100) de la reivindicación 1 en el que el bloque de la matriz (106) incluye una abertura (360) que está adaptada para recibir una parte del pistón (350) y en el que el bloque de la matriz (106) incluye un anillo de sujeción (362) que fija una parte del pistón (350) al bloque de la matriz (106).

12. El dispositivo (100) de la reivindicación 1 adicionalmente comprendiendo juntas primera y segunda (372, 374) en el que la primera junta (372) está adaptada para ser fijada a una parte del tapón extremo (320) de modo que proporciona una barrera al fluido entre el tapón extremo (320) y el elemento de base del conjunto de unidad de potencia (103) y en el que la segunda junta (374) está adaptada para ser fijada a una parte del pistón (350) de modo que proporciona una barrera al fluido entre el pistón (350) y el elemento de base (104) del conjunto de unidad de potencia (103).

13. El dispositivo (100) de la reivindicación 1 en el que el tapón extremo (320) incluye un puerto de admisión de alta presión (390).