ES2352081T3

ES2352081T3 - Cabezal de fresado para eliminar los elementos de disipación térmica de un tubo.

Info

Publication number: ES2352081T3
Application number: ES06836732T
Authority: ES
Inventors: J. Randall Hall
Original assignee: H&S Tool Inc
Current assignee: H&S Tool Inc
Priority date: 2005-11-03
Filing date: 2006-11-01
Publication date: 2011-02-15
Anticipated expiration: 2026-11-01
Also published as: EP1943044A2; WO2007055989A2; US20070098509A1; US20090087274A1; ATE480356T1; DE602006016835D1; EP1943044B1; EP1943044A4; US7785048B2; WO2007055989A3; US7472464B2

Abstract

Un cabezal de fresado (20) para una herramienta de fresado rotatorio, que comprende: un cuerpo que tiene una porción (22) de montaje de una herramienta adaptado para conectarse a una herramienta de fresado rotatorio, en donde el cuerpo tiene un orificio del diámetro del tubo adaptado para aceptar una porción del tubo (10), y uno o más elementos de fresado (30), en donde uno o más elementos de fresado (30) están conectados a un soporte (32) de los elementos de fresado del cuerpo, caracterizado porque el elemento o elementos de fresado (30) están adaptados para el fresado de los elementos de disipación del calor (14) sobre el tubo (10), en donde el elemento de fresado (30) tiene un primer borde de corte mas inferior (40) y un segundo borde de corte (42) que se cruzan en una punta (48) localizada en un bode interno radial inferior del elemento de fresado, y en donde el ángulo (A) entre el primer borde de corte (40) y el segundo borde de corte (42) es inferior a 60º, y en donde el ángulo (C) entre el primer borde de corte (40) y una línea (52) que se extiende a través de la punta (48) perpendicular a un eje rotacional central (21) del cabezal de fresado (20) es de 15º a 75º.

Description

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención está relacionada con un cabezal de fresado para un dispositivo de fresado de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, y en particular la presente invención está relacionada con un dispositivo de fresado rotatorio, en donde el cabezal de fresado es capaz de impartir un acabado deseado sobre un tubo, preferiblemente en un tubo del intercambiador de calor. El cabezal de fresado incluye uno o más elementos de fresado capaces de cortar y/o retirar los salientes o elementos de disipación térmica conectados a una superficie cilíndrica exterior del tubo. Los elementos de disipación térmica se retiran del tubo en una direccion longitudinal a lo largo de la longitud del tubo. En una realización, el cabezal de fresado incluye un elemento de fresado biselado. Los métodos para el fresado de un tubo que tiene elementos de disipación térmica se encuentran descritos también en la reivindicación 11 y en las reivindicaciones dependientes 12 a 17. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los sistemas de generación de energía eléctrica o bien otras plantas de producción hacer circular fluidos tales como agua o vapor, a través de tubos o bancos de tubos. El fluido con frecuencia se calienta y se utiliza, por ejemplo, para el accionamiento de turbinas que generan electricidad. Teniendo en cuenta el deterioro debido a la corrosión y similares, los tubos requieren ocasionalmente su reemplazo. Los tubos a reparar o reemplazar se cortan generalmente en una zona predeterminada, utilizando una sierra potente o bien un soplete de corte. Por ejemplo, consúltese la patente de los EE.UU. número 5033347.

Los mencionados tubos que requieren su reemplazo o reparación pueden ser los tubos del intercambiador de calor que comprenden un tubo que tiene elementos de disipación térmica dispuestos sobre una superficie exterior del tubo. Los elementos de disipación térmica están dispuestos según cualquier patrón y típicamente están soldados o adheridos al tubo o similar. Los elementos de disipación térmica ayudan en la transferencia de calor entre el tubo y la atmósfera ambiente.

Tales tubos del intercambiador de calor son bien conocidos en la técnica; véase la patente de los EE.UU. número 4051586 de Hicks por ejemplo.

Con el fin de reparar los tubos del intercambiador de calor, el extremo del tubo tiene que estar preparado y con frecuencia es deseable retirar los elementos de disipación de calor dentro de una zona a una distancia predeterminada del extremo del tubo. Se han propuesto en la técnica anterior varios dispositivos y métodos para retirar los elementos de disipación de calor.

La patente de los EE.UU. número 4747886 está relacionada con una unidad de un robot para cortar las aletas que tienen tuberías que se extienden sobre los lados opuestos, con las tuberías dispuestas en filas separadas en paralelo, que comprenden un carro que puede moverse en la direccion longitudinal entre las filas de las tuberías. Un par de rodillos de guía se encuentran montados en el carro para rodar contra la tubería de una de las filas. El carro incorpora también cuatro ruedas de presión cargadas con resortes que se soportan contra las aletas de la tubería en una fila adyacente, con el fin de presionar el carro y los rodillos de guía contra la tubería sobre la cual ruedan los rodillos de guía. Se encuentran conectados un par de sopletes de corte o bien cuchillas mecánicas en el carro sobre los lados opuestos de los rodillos de guía, de forma que puedan cortar las aletas de las tuberías sobre las cuales ruedan los rodillos de guía.

La patente de los EE.UU. número 5160549 está relacionada con una máquina de desbarbado adaptada para la fijación y corte de estructuras con aletas alargadas, tales como tubos con aletas. La máquina de desbarbado incluye un bastidor principal alargado que tiene al menos una pista de guía, medios de soporte fijados a la placa de base y adaptada para soportar la estructura con aletas de una unidad de carro, que es movible longitudinalmente con respecto al bastidor principal y la pista de guía, y al menos una unidad de soplete de corte montado en forma movible sobre la unidad del carro. Cada soplete de corte está montado por encima de una aleta alargada, y que se mueve tanto longitudinal como lateralmente con respecto a la aleta, con el fin de proporcionar una forma ahusada alargada deseada para la aleta. La invención está relacionada también con un método para la operación de la maquina de desbarbado, para ejecutar las operaciones de corte deseadas sobre las estructuras con aletas alargadas, tales como los tubos con aletas.

La solicitud de la patente de los EE.UU. número 2005/0053432 A1 está relacionada con un cabezal de fresado para una herramienta de fresado rotatoria para la realización de operaciones de fresado en los extremos de los tubos de los depósitos, en donde los tubos paralelos están conectados conjuntamente con una membrana de metal o bien con una membrana interpuesta en forma continua entre cada par de tubos adyacentes en el banco de tubos, para formar una pared de tubos. El cabezal de fresado comprende un cuerpo que tiene una porción de montaje de la herramienta, adaptada para ser conectada a una herramienta de fresado rotatoria, en donde el cuerpo tiene un conducto de un tubo adaptado para aceptar una porción de un tubo y uno o más elementos de fresado, en donde uno o más elementos de fresado están acoplados a un soporte del elemento de fresado del cuerpo.

Con el fin de preparar los tubos del intercambiador de calor para un uso adicional, seria ventajoso el proporcionar una herramienta de fresado rotatoria que tenga un cabezal de fresado capaz de retirar los elementos de disipación de calor desde el extremo del tubo. Después de retirar los elementos de disipación térmica seleccionados, el tubo puede ser procesado adicionalmente y unirse a un segundo tubo tal como se conoce en la técnica. SUMARIO DE LA INVENCIÓN

La presente invención proporciona dispositivos de acuerdo con la reivindicación 1 y las reivindicaciones dependientes 2 a 10, y los métodos de acuerdo con las reivindicaciones dependientes 12 a 17, para la ejecución de las operaciones de fresado o corte en un tubo, incluyendo una o más proyecciones o elementos de disipación de calor, preferiblemente localizados sobre una superficie cilíndrica exterior de un tubo, es decir, el diámetro exterior. De acuerdo con la invención, se proporciona un cabezal de fresado para una herramienta de fresado rotatorio, que tiene elementos de fresado adaptados para eliminar elementos de disipación de calor presentes sobre la superficie exterior de un tubo.

El cabezal de fresado preferiblemente tiene también un elemento de fresado biselado, adaptado para impartir un borde biselado o un acabado sobre un extremo del tubo. El elemento de fresado biselado está localizado a una distancia

predeterminada del elemento de fresado del elemento de disipación de calor.

En consecuencia, es un objeto de la presente invención el proporcionar un cabezal de fresado que tenga unos elementos de fresado adaptados para eliminar los elementos de fresado de disipación del calor de una superficie exterior de un tubo. En una realización, está además adaptado para colocar adicionalmente un biselado sobre un extremo del tubo.

Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un cabezal de fresado y métodos para preparar una porción extrema de un tubo para una operación de soldadura subsiguiente.

En un realización adicional, se proporciona un cabezal de fresado que permita el fresado de precisión del extremo del tubo, y que sea capaz de ejecutar múltiples operaciones simultáneas, para permitir que el usuario prepare el tubo completo de forma eficiente.

Estas y otras características, ventajas y objetos de la presente invención se comprenderán adicionalmente y se apreciarán por los técnicos especializados en la técnica, con referencia a las siguientes especificaciones, reivindicaciones y dibujos adjuntos. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La invención se comprenderá mejor y se harán evidentes otras funciones y ventajas mediante la lectura de la descripción detallada de la invención, tomada conjuntamente con los dibujos, en donde:

La figura 1 es una vista frontal en alzado de un tubo que tiene una pluralidad de elementos de disipación térmica.

La figura 2 es una vista lateral en alzado de una realización de un cabezal de fresado localizado por encima de un tubo que tiene una pluralidad de elementos de disipación de calor, en donde una porción de los elementos de disipación térmica han sido eliminados del extremo del tubo con el cabezal de fresado.

La figura 3 es una vista inferior de una realización de un cabezal de fresado de la presente invención.

La figura 4 es un esquema de una realización de un elemento de fresado de la presente invención conectado a un soporte del elemento de fresado, que ilustra la relación angular entre las superficies del elemento de fresado y un eje paralelo al eje rotacional central, así como también como un eje perpendicular al eje rotacional central.

La figura 5 es una vista lateral en alzado de una realización de un cabezal de fresado de la presente invención, que tiene una pluralidad de elementos de fresado de disipación de calor así como también un elemento de fresado biselado.

La figura 6 es una vista lateral parcial en alzado de una realización alternativa para la fijación de un elemento de fresado al soporte del elemento de fresado del cabezal de fresado. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Esta descripción de las realizaciones preferidas es para ser leída en conexión con los dibujos adjuntos, los cuales son parte de la descripción escrita completa de esta invención. En la descripción, los números de referencia correspondientes se utilizan en toda la descripción para identificar los elementos iguales o similares funcionalmente. Los términos relativos tales como “horizontal”, “vertical”, “arriba”, “abajo”, “superior”, e “inferior”, así como los derivados de los mismos (por ejemplo, “horizontalmente”, “hacia abajo”, “hacia arriba”, etc.) deberán entenderse como que se refieren a la orientación, tal como se describan entonces o tal como se muestren en la figura de los dibujos bajo su exposición. Estos términos relativos son para la conveniencia de la descripción, y no tienen por objeto que se precise de una orientación en particular a menos que se especifique como tal. Los términos que incluyen “hacia dentro” con respecto a “hacia fuera”, “longitudinal” con respecto a “lateral” y similares, tienen que interpretarse entre si o con respecto a un eje de elongación, o un eje o centro de rotación, según sea lo apropiado. Los términos que se refieren a elementos asociados, acoplamiento y similares, tales como “conectados” e “interconectados” se refieren a una relación en donde las estructuras están fijadas o adjuntas entre sí, bien directamente o indirectamente a través de estructuras de intervención, así como también elementos adjuntos movibles o rígidos, a menos que se exprese lo contrario. El término “conectado operativamente” se refiere a un elemento adjunto, acoplamiento o conexión, que permita que las estructuras pertinentes puedan operar según lo proyectado en virtud de dicha relación.

Con referencia ahora a la figura 1, se ilustra un tubo 10 de un intercambiador de calor. El tubo del intercambiador de calor 10 comprende una tubería o un tubo que tiene uno o más, preferiblemente una pluralidad, de salientes de disipación de calor o elementos 14 conectados a la superficie cilíndrica exterior del tubo 10. El tubo 10 y los elementos 14 de disipación de calor están formados en general por un metal o bien una aleación metálica, y el tubo 10 puede ser de la misma o distinta composición que con respecto al elemento 14 de disipación de calor. Los metales adecuados o aleaciones incluyen, aunque sin limitación, el acero, hierro, cobre, aluminio y acero inoxidable.

Los elementos 14 de disipación de calor pueden estar conectados al tubo 10 de cualquier forma adecuada tal como se conoce en la técnica. Por ejemplo, los elementos 14 de disipación del calor pueden estar soldados al tubo 10, adheridos al tubo 10 por un adhesivo, o bien engarzados al tubo 10, o de forma similar. Los elementos 14 de disipación de calor pueden disponerse de cualquier forma adecuada sobre la superficie exterior del tubo. En la patente de los EE.UU. numero 4051586 se exponen unos tubos con aletas helicoidales del intercambiador de calor. En otras realizaciones, los elementos 14 de disipación de calor pueden ser proyecciones, aletas, vástagos, barras, cilindros, elementos rizados, o similares. Los elementos 14 de disipación de calor adyacentes pueden estar conectados si así se desea. Los elementos de disipación de calor 14 pueden extenderse hacia fuera, generalmente en forma radial hacia fuera, desde el diámetro exterior del tubo 10, y en cualquier direccion, y pueden variar en la forma así como también en su longitud, si así se desea. En la realización mostrada en la figura 1, los elementos de disipación del calor 14 son generalmente dientes elevados que se extienden helicoidalmente alrededor de la circunferencia exterior del tubo 10. La forma de los elementos 14 de disipación del calor no es crítica, pero sirve para transferir el calor desde el tubo a la atmósfera ambiente que le rodea o viceversa. Los elementos 14 de disipación del calor son típicamente flexibles, al menos en extremo opuesto a un primer extremo conectado al tubo 10.

El cabezal de fresado 20 de la presente invención está fijado a un dispositivo de fresado rotatorio o herramienta de potencia tal como se conoce en la técnica. Los dispositivos de fresado rotatorios son bien conocidos en la técnica, y están disponibles comercialmente a partir de fuentes tales como H&S Tool, de Wadsworth, Ohio. Los ejemplos de las herramientas de fresado rotativas incluyen, aunque sin limitación, el Modelo MB, Modelo MS, Modelo MT, y Modelo MFT. Los dispositivos de fresado rotatorio son generalmente eléctricos o neumáticos.

En una realización, tal como se muestra en la figura 2, el cabezal de fresado 20 de la presente invención está configurado para el fresado de los elementos 14 de disipación del calor conectados al diámetro externo del tubo 10, preferiblemente sin eliminar cualquier material de la superficie exterior del tubo 10. No obstante, aunque actualmente no es lo preferido, puede ser deseable o preferido en algunas realizaciones utilizar el cabezal de fresado 20 para eliminar un porción del material del tubo de la superficie exterior del tubo 10, junto con cualesquiera elementos 14 de disipación del calor 10 presentes en la superficie del tubo 10 en una zona en donde se ejecute la operación de fresado.

El cabezal de fresado 20, según se ilustra en la figura 2, incluye una porción 22 de montaje de la herramienta, situada en general en el extremo superior del cabezal de fresado 20. La porción 22 de montaje de la herramienta preferiblemente incluye un orificio 24, que puede estar conectado operativamente al engranaje rotativo de una herramienta de fresado giratoria tal como se conoce en la técnica. El orificio 24 permite además el paso de una barra, una pinza de sujeción, o bien otro mecanismo de fijación de la herramienta giratoria, tal como se conoce en la técnica, que puede utilizarse para fijar operativamente la herramienta de fresado rotatoria, y por tanto el cabezal 20 de fresado rotatorio en relación al tubo 10, a los elementos 14 de disipación del calor. En una realización, el orificio 24 incluye una ranura de chaveta 26, la cual está adaptada para acoplar una chaveta sobre la herramienta de fresado rotatorio, para bloquear el cabezal de fresado 20 al engranaje de la herramienta rotatoria. El tornillo de ajuste 28 se utiliza opcionalmente para mantener el acoplamiento de la herramienta de fresado rotatoria con el cabezal de fresado 20. Se conocen en la técnica varios otros métodos para montar los cabezales de fresado a las herramientas rotatorias, y que pueden utilizarse alternativamente o bien en forma concurrente.

Uno o más elementos de fresado 30 adaptados para el fresado 14 de los elementos de disipación del calor están conectados a un soporte 32 de los elementos de fresado del cabezal de fresado 30. El numero de los elementos de fresado 30 presentes en el cabezal de fresado 20 abarca generalmente desde aproximadamente 1 a 10, en una forma deseada desde aproximadamente 2 a 8, y preferiblemente de 4 a

6. El elemento de fresado 30 está adaptado para eliminar cualesquiera elementos 14 de disipación del calor presentes en la superficie del tubo 10 mediante el corte, fresado, abrasión o similar. En una realización preferida, el cabezal de fresado 30 se utiliza para eliminar substancialmente cualesquiera elementos 14 de disipación del calor presentes en la superficie del tubo 10 en una zona predeterminada o deseada del extremo 12. Alguna porción de los elementos 14 de disipación del calor, tales como un tetón, base o similar, pueden permanecer sobre la superficie exterior del tubo 10 después de haber realizado una operación de fresado. Tal como se muestra en la figura 2, cualesquiera elementos de disipación del calor 14 no fresados, con el cabezal 20 de fresado, permanecerán sobre el tubo 10, y las transiciones del tubo 10 entre una zona fresada substancialmente libre de elementos de disipación de calor 14 y una zona no fresada que contenga elementos 14 de disipación de calor.

Con el fin de producir una acción de fresado deseado, los elementos 30 de fresado en el cabezal de fresado están dispuestos en una configuración preferida en relación con un eje 21 rotacional longitudinal central del cabezal de fresado 20. En una realización preferida, el elemento de fresado 30 está conectado en forma desmontable al cabezal de fresado 20 por un elemento de fijación 36, tal como un tornillo, perno, o similar, que se extiende a través de un orificio 34 del elemento de fresado 30, y que está fijado en un orificio, preferiblemente roscado, del soporte 32 del elemento de fresado. En una realización, el orificio 34 puede ser alargado, de forma que los elementos de fresado 30 puedan ajustarse en relación con el soporte 32 del elemento de fresado y fijados en una posición deseada por el usuario.

En una realización, el elemento de fresado 30 incluye una superficie frontal que tiene una hendidura alrededor del orificio 34, a través del cual el elemento 36 conecta con el elemento 30 de fresado al cabezal de fresado 20. En una realización preferida, el elemento de fijación 36 es un elemento de fijación de perfil bajo, tal como el descrito en la patente de los EE.UU. numero 6955507. Es decir, un cabezal del elemento de fijación, o bien una porción extrema, o similar, que se extiende en una distancia mínima fuera desde la cara del elemento de fresado en una posición fijada, y que puede estar enrasada o hendida montada en el encastrado del orificio 34.

En una realización opcional adicional, el elemento de fresado 30 está asegurado al soporte 32 del elemento de fresado, tal como se muestra en la figura 8, con un elemento de fijación 39 que está conectado al soporte 32 del elemento de fresado, con un elemento de fijación. En esta realización, el elemento de fresado 30 está conectado entre el elemento de fijación 39 y una parte posterior 33 del soporte 32 del elemento de fresado. El elemento de fijación 39 puede estar provisto con un pie o proyección que se acople con una hendidura 38 en el soporte 32 del elemento de fresado, para bloquear con seguridad el elemento 30 de fresado en una posición predeterminada con respecto al soporte 32 del elemento de fresado. La parte posterior 33 es generalmente una pared que se extiende en un plano radial al eje central 31 o bien otro ángulo con respecto al mismo.

El elemento de fresado 30 está provisto con uno o más bordes de corte 40, 42, 44 y 46, tal como se muestra en la figura 4, que pueden ser activos o inactivos no participando en general en la operación de fresado, y utilizados como superficies de alineamiento que posicione el elemento de fresado 30 en una posición deseada. Cada borde de corte 40, 42, 44 y 46 tiene un primer extremo y un segundo extremo. La superficie de cada borde de corte 40, 42, 44 y 46 entre el primer extremo y el segundo extremo es preferiblemente lineal. En una realización preferida, los bordes de corte 40, 42, 44 y 46 están situados en un plano substancialmente radial con respecto al eje rotacional central 21. Tal como se muestra en las figuras 2 y 4, el primer borde de corte 40 es activo y los bordes de corte 42, 44 y 46 son generalmente inactivos. El primer borde inferior de corte 40 en la posición mostrada en los dibujos ejecuta la mayor parte del fresado de los elementos 14 de disipación de calor, debido a la configuración del cabezal de fresado 20.

En una realización preferida, la posición del elemento de fresado 30 en el cabezal de fresado 20 está definida en términos de la posición o del ángulo de uno o más de los bordes de corte 40, 42, 44 y 46 en relación con un línea longitudinal 51 paralela al eje central, y una línea 52 perpendicular al eje central y del cabezal de fresado 20, preferiblemente radial con respecto al eje central 21. Una punta de corte 48 está presente en donde el borde de corte 40 se cruza con el segundo borde de corte 42, tal como se muestra en la figura 4. La punta de corte 48 se considera como el punto de coordenadas (0, 0) para un sistema de coordenadas XY, en donde el eje X es la línea 52 que se extiende perpendicular al eje central 21, y en donde el eje Y es la línea longitudinal 51 paralela al eje central 21, con ambas líneas extendiéndose a través de la punta 48.

Tal como se muestra en la figura 4, el ángulo “A” es el ángulo interno entre el primer borde de corte 40 y el segundo borde de corte 42 medido desde la punta de corte 48. El ángulo “A” está definido como el ángulo entre (i) una primera línea que se extiende entre la punta de corte 48, una primer punto, y un segundo punto sobre el borde de corte 42, o cualquier punto sobre el borde de corte 42, cuando el borde de corte 42 sea lineal o recto, y (ii) una segunda línea entre la punta de corte 48, el primer punto, y un segundo punto en el borde de corte 40, o bien de nuevo sobre el borde de corte 40, cuando el borde de corte 40 sea lineal o recto. El ángulo “A” abarca en general desde aproximadamente 25o a 59o o inferior de 60o, deseablemente de 30o a 57o, y preferiblemente desde 35o a 55o o aproximadamente 56o.

Tal como se muestra además en la figura 4, el ángulo “B” se define como el ángulo entre (i) una línea que se extiende entre la punta de corte 48, el primer punto, y un segundo punto sobre el borde de corte 42, o cualquier punto sobre el borde de corte 42, cuando el borde de corte 42 sea lineal o recto, y (ii) la línea 51 paralela al eje 21 longitudinal central 21 del cabezal de fresado 20, que incluye el punto de la punta de corte 48. El ángulo “B” abarca en general de 0o a 15o, deseablemente desde aproximadamente 2o a 10o, y preferiblemente desde 4o a 8o. En una realización preferida, el ángulo “B” es de aproximadamente 5o.

Tal como se muestra también en la figura 4, el ángulo “C” está definido como el ángulo entre (i) una línea que se extiende entre la punta 48 de corte, un segundo punto sobre el borde de corte 40, o cualquier punto sobre el borde de corte 40, cuando el borde de corte 40 sea lineal o recto, y (ii) la línea 52 perpendicular al eje central 21 del cabezal de fresado 20, que incluye el punto de la punta de corte 48. El ángulo “C” abarca en general desde 15o a 75o, en forma deseable desde 20o a 60o, y preferiblemente desde 25o a 35o. En una realización preferida en particular, el ángulo “C” es de aproximadamente 30o.

Tal como se muestra en la figura 4, la suma de los ángulos “A”, “B” y “C” es igual a 90o, es decir el ángulo entre la línea 51 longitudinal que se extiende en forma paralela al eje central 21, y la línea 52 que se extiende perpendicular al eje central 21.

Tal como se ha expuesto anteriormente, el ángulo “A” es el ángulo interno entre los bordes de corte 40 y 42. El ángulo “B” cuando sea mayor de 0o, asegura que la porción superior del borde de corte 4 estará localizada a una distancia más alejada del diámetro exterior del tubo 10, de forma que se obtenga una acción de corte libre, previniendo por tanto substancialmente cualquier vibración del cabezal 20 de fresado. Los requisitos para el ángulo “C” aseguran que la punta de corte 48 contacte con los elementos 14 de disipación del calor en una zona cercana en donde están conectados los elementos 14 en el tubo 10. Los ángulos inferiores a los dados para el ángulo “C” anteriormente tienden a “presionar” los elementos de disipación del calor 14, conduciendo a un proceso de fresado ineficiente.

Incluso en otra realización adicional de la presente invención, el cabezal de fresado 20 está provisto con una o más ventanas 60 que permiten la visión de la pieza de trabajo o tubo dentro del orificio 24 del cabezal de fresado. Tal como se ha expuesto en la figura 2, la ventana de visión 60 permite al usuario valorar el funcionamiento del fresado durante su ejecución. Conforme el cabezal de fresado 20 gira alrededor del centro del eje, la ventana de visión 60 funciona como una ventana que permite al usuario ver las estructuras dentro del cabezal de fresado 20 debido a la configuración de la misma. La ventana de visión 60 se extiende en una direccion longitudinal sustancialmente paralela al eje rotacional central 21, generalmente desde el 50% al 90%, en forma deseable desde el 50% al 85%, y preferiblemente desde el 60% al 80% de la longitud del orificio 24 del cabezal de fresado 20. El orificio del tubo 24 se extiende desde el extremo inferior del cabezal de fresado 20, en general cortando la punta 48 con respecto de la porción 22 de montaje de la herramienta. El orificio del tubo 24 generalmente tiene una longitud medida paralela al eje 21 rotacional central, generalmente desde 2,54 cm a aproximadamente 15,24 cm, deseablemente desde aproximadamente 2,54 cm a 10,16 cm, y preferiblemente desde 7,62 cm a 10, 16 cm. Las ventanas 60 presentes en el cabezal de fresado 20 se extienden lateralmente alrededor de la circunferencia del cabezal de fresado 20 del diámetro exterior con un valor generalmente desde el 10% o más, deseablemente del 15% o superior, y preferiblemente de aproximadamente el 18% o más basándose en la distancia circunferencial total del diámetro exterior del cabezal de fresado 20 alrededor del eje central 21. La ventana 60 puede en general ser de cualquier tamaño, en tanto que se mantenga la integridad estructural del cabezal de fresado 20. La ventana 60 permite también que las virutas, restos o similares puedan escapar, reduciendo también el peso del cabezal de fresado 20.

Incluso en otra realización adicional de la presente invención, el cabezal de fresado 20 está provisto con una liberación interna 62 en el orificio 24, que es una zona de un diámetro interno incrementado dentro del cabezal de fresado 20. La liberación interna 62 tiene un radio mayor medido desde el eje 21 de rotación central, cuando se compara con la distancia radial desde el eje 21 rotacional central al soporte 32 del elemento de fresado según lo ilustrado en la figura 5. La liberación interna 62 tiene una longitud paralela al eje de rotación central 21 o desde aproximadamente 2,54 cm a 10,16 cm, en forma deseable desde 2,54 cm a 7,62 cm, y preferiblemente desde 5,08 cm a 7,62 cm. La diferencia en el radio entre la liberación 62 interna y el diámetro interno entre la liberación interna 62 y el diámetro interno del soporte de fresado 32 al eje 21 rotacional central es generalmente mayor que el 5%, deseablemente mayor que el 10%, y preferiblemente mayor que el 20%. Proporcionando una liberación interna 62 que tenga un radio mayor que el radio del diámetro interno del soporte 32 del elemento de fresado, se previene substancialmente que el diámetro interno del cabezal de fresado, es decir, el orificio del tubo 24, no pueda frotar con un diámetro exterior del tubo, tal como cuando el tubo 10 se flexiona durante la operación de fresado.

En una realización adicional de la presente invención, el cabezal de fresado 20 está provisto con un elemento de fresado biselado 70, que está adaptado para posicionar un bisel frustocónico sobre el extremo 12 del tubo 10. El borde biselado 18 se muestra en el tubo 10 en la figura 5. El elemento 70 de fresado biselado está conectado con el cabezal de fresado 20 en una zona generalmente entre la porción 22 de montaje de la herramienta y los elementos 30 de fresado de disipación del calor. Tal como se muestra en la figura 5, el elemento 70 de fresado biselado está conectado a una porción o pared de la ventana 60, preferiblemente utilizando un elemento de fijación 36, tal como un tornillo, perno o similar. El elemento 70 de fresado biselado incluye preferiblemente un orificio a través del cual puede insertarse una porción del elemento de seguridad 36 y fijándose a un orificio del cabezal de fresado 20. Un numero cualquiera de elementos 70 de fresado biselado pueden fijarse al cabezal 20 de fresado, prefiriéndose dos elementos de fresado biselado 70 para neutralizar las presiones opuestas. El numero de elementos 70 de fresado biselado está en general determinado por la dimensión del cabezal de fresado, en donde los cabezales de fresado de mayor diámetro pueden acomodar un numero mayor de elementos 70 de fresado biselado. Tal como se muestra en la figura 5, el elemento de fresado biselado 70 ocupa un volumen o espacio relativamente pequeño de la ventana 60. De forma ventajosa, durante la utilización, los residuos, virutas, o similares generados por la operación de fresado pueden salir del cabezal de fresado 20 a través de la ventana 60. Al menos un elemento 70 de fresado biselado está conectado al cabezal de fresado 20 en una realización, de forma que el borde 72 de corte biselado se extiende hacia dentro en el orificio 24 del tubo anular, tal como se muestra en la figura 5. El borde 72 de corte biselado está dispuesto preferiblemente a lo largo de un plano radial que se extiende desde el eje central 21 del cabezal de fresado 20. El borde de corte biselado 72 del elemento 70 de fresado biselado está dispuesto con un ángulo predeterminado en relación con el eje 21 rotacional central del cabezal de fresado 20, con el fin de proporcionar un extremo del tubo con un ángulo biselado deseado. El borde de corte biselado 72 está fijado en un ángulo de aproximadamente 20o a 60o, deseablemente de 30o a 45o, y preferiblemente de aproximadamente 37,5o en relación con el eje 21 rotacional central del cabezal de fresado 20. Al menos una porción del borde de corte 72 del elemento 70 de fresado biselado está posicionado al menos radialmente igual y hacia centro del borde interno radial 30, en general de la punta 48 de corte en una realización preferida. El elemento 70 de fresado biselado tiene un barrido de corte anular que al menos es concéntrico con un extremo interior de un barrido de corte del elemento de fresado 30, y radialmente hacia centro a una distancia del barrido de corte del elemento 30 de fresado de disipación del calor.

El elemento 70 de fresado biselado está conectado de forma segura a una pared de la ventana 60 que está orientada preferiblemente vertical y paralela al eje 21 rotacional central longitudinal del cabezal de fresado 20. En una realización preferida, la cara de la pared es un plano radial al eje 21 rotacional central del cabezal de fresado 20. Tal como se muestra en la figura 5, el elemento 70 de fresado biselado es substancialmente triangular e incluye tres bordes de corte. Se comprenderá que el elemento 70 de fresado biselado puede tener otras formas, tales como un diamante o bien otro perfil, y no está limitado solo a la realización triangular ilustrada. Tal como se muestra en la figura 5, se utiliza un solo borde para biselar un extremo del tubo, mientras que los restantes bordes de corte no se utilizan

o están inactivos. Uno de los bordes de corte inactivos está contiguo a una pared superior de la ventana 60 y abarca el elemento 70 de fresado biselado contra el cuerpo del cabezal de fresado 20, previniendo substancialmente el movimiento del elemento 70 de fresado biselado durante la operación de fresado.

Al igual que con el elemento 30 de fresado, el elemento 70 de fresado biselado puede tener una inclinación neutra, positiva o negativa, prefiriéndose una inclinación positiva. Ventajosamente, una vez que el borde 72 de corte biselado activo llega a desgastarse o similar, el elemento 70 de fresado biselado puede retirarse, hacerlo girar y reconectarlo, proporcionando por tanto un borde de corte afilado. De igual forma, el elemento 30 de fresado de disipación de calor puede eliminarse, hacerlo girar y reconectarlo de forma tal que el borde de corte 44 llegue a ser el borde de corte activo. Cada elemento 30 de fresado del elemento de disipación de calor y el elemento 70 de fresado biselado pueden utilizarse múltiples veces antes de precisar el reemplazo o el re-afilado. En una realización, el elemento de fresado biselado 70 tiene un orificio hendido para la fijación del elemento de fijación segura

36.

El elemento de fresado biselado 70 y por tanto el borde 72 de corte biselado están separados a una distancia predeterminada del punto más inferior del elemento de fresado 30 con el fin de preparar un tubo que tenga las características deseadas. La porción más baja del borde 72 de corte biselado está localizada a distancia del borde 40 de corte activo más inferior del elemento 30 de fresado, generalmente desde aproximadamente 2,54 cm a 12,70 cm, deseablemente desde 5,08 cm a 10,16 cm, y preferiblemente desde aproximadamente 5,08 cm a 7,62 cm.

En una realización adicional, el elemento de fresado 30 o el elemento 70 de fresado biselado, o una combinación de los mismos, tiene un borde de corte que es un borde de corte de rotura de virutas que produce un acabado uniforme y suave en una superficie del tubo. El borde de corte de rotura de virutas tiene un borde de corte cónico similar a la hoja de un cuchillo típico. El borde cónico avanza desde una porción relativamente más gruesa de la cuchilla y termina en un punto afilado y relativamente delgado, que proporciona un acabado limpio en el extremo del tubo a biselar. El rompedor de virutas puede realizarse por un afilado, eliminación o formación de una porción de la superficie de la cuchilla en la zona del borde de corte para formar el borde cónico.

Los cabezales de fresado de la presente invención están formados preferiblemente con la utilización de un sistema CNC de mecanizado. El cabezal de fresado 20 está formado preferiblemente a partir de un metal adecuado, tal como un acero de aleación media con carbono, acero de aleación de alto contenido en carbono, acero inoxidable, o metales similares o bien aleaciones de metales. El cabezal de fresado 20 está formado preferiblemente con un metal o aleación de metales adecuados para resistir un proceso de tratamiento térmico, que imparta en general un acabado duro y durabilidad al cabezal de fresado. Los elementos 30 de fresado con disipación de calor pueden formarse con un metal o una aleación de metales, tal como un acero de herramientas o carburo, prefiriéndose el carburo, ya que el carburo proporciona una vida más larga del borde de corte, y las características contra el desgaste. El elemento 70 de fresado biselado de la presente invención puede formarse con los mismos materiales que los elementos de fresado 30 de disipación de calor, pero se forma deseablemente con carburo.

Se expone a continuación un método de utilización el cabezal de fresado de la presente invención. El cabezal de fresado 20 está fijado a través de la porción 22 de montaje de la herramienta a una herramienta de fresado rotatorio. La herramienta de fresado rotatorio preferiblemente está conectada en forma desmontable al tubo, utilizando una pinza de sujeción o bien otro dispositivo tal como se conoce en la técnica. El cabezal de fresado 20 se hace avanzar hacia el tubo, en donde el elemento(s) de fresado (30) hace contacto con los elementos de disipación del calor 14 del tubo 10, y subsiguientemente se realiza el fresado de los mismos. El cabezal de fresado 20 se hace avanzar a lo largo del tubo conforme se realiza la operación de fresado. Cualquiera de los elementos 14 de disipación de calor presentes en la superficie del tubo se eliminan dentro del barrido de corte de los elementos de fresado 30. Conforme se hace avanzar el cabezal de fresado a lo largo del tubo, el elemento 70 de fresado biselado, si se encuentra presente, contacta con el extremo del tubo 12 y realiza el fresado del bisel deseado sobre el tubo 10. Después de haber ejecutado la operación de fresado deseado, la herramienta de fresado rotatorio se desconecta del tubo.

De acuerdo con los estados de la patente, se ha expuesto el mejor modo y la

realización preferida; en donde el alcance de la invención no está limitado a la

misma, sino más bien al alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

1. Un cabezal de fresado (20) para una herramienta de fresado rotatorio, que comprende:

un cuerpo que tiene una porción (22) de montaje de una herramienta adaptado para conectarse a una herramienta de fresado rotatorio, en donde el cuerpo tiene un orificio del diámetro del tubo adaptado para aceptar una porción del tubo (10), y uno o más elementos de fresado (30), en donde uno

o más elementos de fresado (30) están conectados a un soporte (32) de los elementos de fresado del cuerpo, caracterizado porque el elemento o elementos de fresado (30) están adaptados para el fresado de los elementos de disipación del calor (14) sobre el tubo (10), en donde el elemento de fresado

(30) tiene un primer borde de corte mas inferior (40) y un segundo borde de corte (42) que se cruzan en una punta (48) localizada en un bode interno radial inferior del elemento de fresado, y en donde el ángulo (A) entre el primer borde de corte (40) y el segundo borde de corte (42) es inferior a 60o, y en donde el ángulo (C) entre el primer borde de corte (40) y una línea (52) que se extiende a través de la punta (48) perpendicular a un eje rotacional central (21) del cabezal de fresado (20) es de 15o a 75o.

2.: El cabezal de fresado (20) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el elemento de fresado (30) tiene un orificio (34) y un elemento de fijación (36) que tiene una porción que se extiende a través del orificio del elemento de fresado (30) y que conecta el elemento de fresado al soporte (32) del elemento de fresado, o en donde una porción del elemento de fresado (30) está conectado entre una superficie del soporte (32) del elemento de fresado y un elemento de fijación (39), y en donde el elemento de fijación (39) está conectado al soporte del elemento de fresado mediante un elemento de fijación (36).

3.: El cabezal de fresado (20) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en donde un elemento (70) de fresado biselado adaptado para fresar un biselado (18) sobre un extremo del tubo (10) está conectado al cuerpo entre la porción (22) de montaje de la herramienta, y uno o más de los elementos (30) de fresado de disipación de calor.

4.: El cabezal de fresado (20) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde de 1 a aproximadamente 10 elementos de fresado

(30) están conectados al soporte (32) de los elementos de fresado del cuerpo, y en donde un ángulo entre el segundo borde de corte (42) y una línea que se extiende a través de la punta (48) paralela al eje rotacional central (21) es de 0o a 15o.

5.: El cabezal de fresado (20) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en donde el ángulo (A) entre el primer borde de corte (40) y el segundo borde de corte (42) es de 25o a 59o, y en donde el ángulo (C) entre el primer borde de corte (40) y la línea que se extiende a través de la punta 48 perpendicular al eje rotacional (21) central del cabezal de fresado es de 20o a 60o.

6.: El cabezal de fresado (20) de acuerdo con cualquier reivindicación 1-5, en donde el ángulo entre el primer borde de corte (40) y el segundo borde de corte (42) es de 35o a 57o, y en donde están presentes aproximadamente de 4 a 6 elementos de fresado (30) en el cabezal de fresado (20) y en donde un ángulo (B) entre el segundo borde de corte (42) y una línea que se extiende a través de la punta (48) paralela al eje de rotación central (21) es de 4o a 8o.

7.: El cabezal de fresado (20) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en donde el cuerpo incluye una ventana (60) entre un diámetro interno y externo del cabezal de fresado (20), que se extiende en una direccion longitudinal substancialmente paralela al eje (21) rotacional central desde el 50% al 90% de la longitud del diámetro del tubo (24) del cabezal de fresado (20).

8.: El cabezal de fresado (20) de acuerdo con la reivindicación 7, en donde la ventana del cuerpo (60) se extiende en una dirección longitudinal substancialmente paralela al eje rotacional central (21) desde el 60o al 80% de la longitud del diámetro del tubo (24) del cabezal de fresado (20).

9.: El cabezal de fresado (20) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en donde el tubo (24) incluye una liberación interna (62) que tiene un radio medido desde el eje rotacional central (21) mayor que la distancia radial desde el eje (21) rotacional central hasta una superficie del soporte del elemento de fresado.

10.: El cabezal de fresado (20) de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el elemento (70) de fresado biselado incluye un borde de corte biselado (72) que está fijado con un ángulo de 20o a 60o en relación con el eje rotacional central (21).

11.: Un método para el fresado de un tubo (10) que tiene elementos (14) de disipación de calor, que comprende las etapas de:

proporcionar un cabezal de fresado (20) que comprende un cuerpo que tiene una porción (22) de montaje de herramientas, adaptada para conectarse con una herramienta de fresado rotatorio, en donde el cuerpo tiene un tubo adaptado para aceptar una porción de un tubo (10), y uno o más elementos de fresado (30) adaptados para el fresado de un elemento de disipación de calor

(14): en el tubo (10); en donde uno o más elementos de fresado (30) están conectados en un soporte (32) de elementos de fresado del cuerpo, en donde el elemento de fresado (30) tiene un primer borde (40) de corte y un segundo borde de corte (42) que se encuentran en una punta (48) localizada en un borde interno radial inferior del elemento de fresado, y en donde un ángulo

(A): entre (i) una primera línea que se extiende desde la punta (48) hasta un punto sobre el primer borde de corte (40), e (ii) una segunda línea que se extiende desde la punta (48) hasta un punto sobre el segundo borde de corte (42), que corresponde desde 25o a 59o, y en donde un ángulo (C) entre la primera línea y la tercera línea medida a través de la punta (48) perpendicular a un eje rotacional central (21) del cabezal de fresado (20) corresponde desde 15o a 75o aproximadamente;

conectar el cabezal de fresado (20) a una herramienta de fresado rotatorio; y fresado de los elementos de disipación de calor (14) de una superficie exterior del tubo (10) con el cabezal de fresado (20).

12.: El método para el fresado de un tubo (10) de acuerdo con la reivindicación 11, en donde un elemento (70) de fresado biselado adaptado para el fresado de un bisel (18) en un extremo del tubo (10) está conectado al cuerpo entre la porción de montaje de la herramienta (22) y uno o más elementos (30) de fresado de disipación de calor, e incluyendo además la etapa de colocar un bisel (18) sobre una porción extrema del tubo (10).

13.: El método para el fresado de un tubo (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 y 12, en donde el elemento de fresado (30) tiene un orificio

(34) y un elemento de fijación (36) que tiene una porción que se extiende a través de orificio del elemento de fresado (34) y que conecta el elemento de fresado (30) al soporte (32) del elemento de fresado, o en donde una porción del elemento de fresado (30) está conectada entre una superficie del soporte (32) del elemento de fresado y un elemento de fijación (39), y en donde el elemento de fijación (39) está conectado al soporte (32) del elemento de fresado por un elemento de fijación.

14. El método para el fresado de un tubo (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11-13, en donde de 1 a 10 elementos de fresado (30) están conectados al soporte (32) del elemento de fresado del cuerpo, en donde un ángulo

(B) entre el segundo borde de corte (42) y una línea que se extiende a través de la punta (48) paralela al eje (21) rotacional central es de 0o a 15o, y en donde el ángulo entre el primer borde de corte (40) y el segundo borde de corte (42) es de 25o a 59o.

15.: El método para el fresado de un tubo (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11-14, en donde de 4 a 6 elementos de fresado (30) están presentes en el cabezal de fresado (20).

16.: El método para el fresado de un tubo (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11-15, en donde el ángulo (A) entre el primer borde de corte (40) y el segundo borde de corte (42) es de aproximadamente 35o a 57o, en donde el ángulo (C) entre el primer borde de corte (40) y la línea que se extiende a través de la punta que se extiende a través de la punta (48) perpendicular al eje (21) rotacional central del cabezal de fresado (20) es de 25o a 35o aproximadamente, y en donde el ángulo (B) entre el segundo borde de corte (42) y una línea que se extiende a través de la punta (48) paralela al eje rotacional central (21) es de aproximadamente 4o a 8o.

17.: El método de fresado de un tubo (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 12-16, en donde el borde de corte biselado (72) está fijado en un ángulo de aproximadamente 30o a 45o en relación con el eje (21) rotacional central.