ES2396808B2 - Procedimiento y dispositivo para la mecanizacion de cigüeñales - Google Patents

Procedimiento y dispositivo para la mecanizacion de cigüeñales Download PDF

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Abstract

La invención se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para la mecanización de piezas de trabajo giratorias con superficies cilíndricas rotatorias céntricas y excéntricas, por ejemplo cigüeñales. Las piezas de trabajo están empotradas en el centro de su eje medio entre puntas o en el mandril. Para la mecanización excéntrica se desplazan ortogonalmente con respecto a su eje medio y a través de rotación con respecto al alojamiento de la pieza de trabajo se llevan a la posición angular deseada. Un aspecto ventajoso de la invención consiste en alojar el cigüeñal en ambos extremos en mandriles y aflojar el primer mandril para ajustar la posición angular, realizar con el segundo mandril el giro deseado y luego aflojar el segundo mandril y realizar también allí la rotación relativa.

Description

Procedimiento y dispositivo para la mecanización de cigüeñales
Campo de la invención
La invención se refiere a un procedimiento y un dispositivo para la mecanización de piezas de trabajo giratorias con superficies cilíndricas rotatorias céntricas y excéntricas, por ejemplo cigüeñales. Las piezas de trabajo están empotradas en el centro de su eje medio entre puntas o en el mandril. Para la mecanización excéntrica se desplazan ortogonalmente con respecto a su eje medio y a través de rotación con respecto al alojamiento de la pieza de trabajo se llevan a la posición angular deseada.
Antecedentes de la invención
Se conocen a partir del documento DE 10 2006 011 057 A1 un procedimiento y un dispositivo para piezas de trabajo a mecanizar excéntricamente. En este caso, se pueden mecanizar, por ejemplo, cojinetes principales y muñones de cigüeñales en un dispositivo de sujeción. El dispositivo presenta un mandril con dos excéntricas, con lo que las piezas de trabajo son desplazadas ortogonalmente a su eje medio y son llevadas a la posición angular deseada a través de rotación con relación al alojamiento de la pieza de trabajo. En este caso, se posicionan las dos excéntricas a través del motor principal y a continuación se fijan con acoplamientos en la posición deseada. Alternativamente, en lugar de los acoplamientos están previstos dos servo motores para el ajuste de las excéntricas.
Descripción de la invención
El cometido de la presente invención consiste en indicar un procedimiento optimizado para piezas de trabajo a mecanizar excéntricamente y presentan un dispositivo para la realización del procedimiento.
Este cometido se soluciona a través de un procedimiento según la reivindicación 1 y un dispositivo según la reivindicación 3. Esto es mediante un procedimiento para la mecanización de piezas de trabajo con superficies cilíndricas céntricas y al menos dos superficies cilíndricas excéntricas, en el que las piezas de trabajo están empotradas de su eje medio concéntricamente al eje del husilloen ambos extremos en un primero y un segundo mandril de excéntrica y son accionados de forma giratoria, en el que las piezas de trabajo son desplazadas para la mecanización de las superficies excéntricas a lo largo de un eje de desplazamiento en los mandriles de excéntrica ortogonalmente a su eje y son llevados a la posición angular deseada a través de rotación con relación a los mandriles de excéntrica, en el que la posición angular se modifica con las siguientes etapas del procedimiento:
a) centrar el eje medio de la pieza de trabajo concéntricamente al eje del husillo en los mandriles de excéntrica,
b) abrir el primer mandril de excéntrica,
c) ajustar la posición angular deseada con relación al primer mandril de excéntrica a través de la rotación del primero y segundo mandriles de excéntrica relativamente entre sí,
d) cerrar el primer mandril de excéntrica,
e) abrir el segundo mandril de excéntrica,
f) ajustar la posición angular deseada con relación al segundo mandril de excéntrica a través de la rotación del primero y del segundo mandril mandril de excéntrica relativamente entre sí,
g) cerrar el segundo mandril de excéntrica.
Los cojinetes elevadores son mecanizados con las siguientes etapas del procedimiento:
h) disposición del eje central y del centro del primer cojinete elevador en un plano paralelo al eje de desplazamiento de los mandriles de excéntrica,
i) desplazamiento del cigüeñal en la medida del recorrido de elevación a lo largo del eje de desplazamiento en los mandriles de excéntrica ortogonalmente a su eje medio,
j) mecanización de los primeros cojinetes elevadores,
k) disposición del eje medio y del centro del segundo cojinete elevador en un plano paralelo al eje de desplazamiento de los mandriles de excéntrica de acuerdo con las etapas del procedimiento a) a g).
l) mecanización de los segundos cojinetes elevadores,
m) en caso necesario, repetición de las etapas del procedimiento h) a i) hasta que todos los cojinetes elevadores estén mecanizados.
La máquina rectificadora para la realización del procedimiento descrito para la mecanización de piezas de trabajo con superficies cilíndricas céntricas y al menos dos superficies cilíndricas excéntricas, con un primer cabezal vertical, en la que las piezas de trabajo se pueden empotrar con su eje medio concéntricamente al eje del husillo en ambos extremos en un primero y un segundo mandril de excéntrica y pueden ser accionadas de forma giratoria, en la que las piezas de trabajo se pueden desplazar para la mecanización de las superficies excéntricas a lo largo de un eje de desplazamiento en los mandriles de excéntrica ortogonalmente a su eje medio y se puede variar su posición angular a través de rotación con respecto a los mandriles de excéntrica, con dos husillos de rectificadora, que están dispuestos sobre los dos lados de la pieza de trabajo y se pueden desplazar sobre carros verticales y carros horizontales, y concéntricamente al eje del husillo está previsto un segundo cabezal.
La máquina rectificadora tiene un control de máquina de ajuste de una posición angular deseada entre la pieza de trabajo y los mandriles de excéntrica en el que se pueden activar los cabezales de forma separada y se pueden girar relativamente entre sí.
Un aspecto ventajoso de la invención consiste en alojar el cigüeñal en ambos extremos en mandriles y aflojar el primer mandril para el ajuste de la posición angular, realizar con el segundo mandril la rotación deseada y luego aflojar el segundo mandril y realizar también allí la rotación relativa.
Breve descripción de los dibujos
A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta.
LA figura 1 muestra una sección de la máquina rectificadora para la mecanización del cojinete principal.
La figura 2 muestra se la sección de la máquina rectificadora durante la mecanización del cojinete elevador
La figura 3 muestra un detalle de la pieza de trabajo tensada centrada en el mandril de excéntrica para la mecanización del cojinete principal.
La figura 4 muestra un detalle de la pieza de trabajo tensada con el cojinete elevador centrado con respecto al eje del husillo.
Lista de signos de referencia
1
Bastidor de la máquina
2
Cabezal en suspensión
3
Guías verticales
4
Pieza de trabajo
5
Cabezal estacionario
6, 6’
Carros verticales
7
Trayectorias de guía
8, 8’
Mandril de excéntrica
9, 9’
Carros horizontales
10, 10’
Trayectorias de guía
11, 11’
Husillos de rectificadora
12, 12’
Disco rectificador
13
Eje del husillo
14, 14’, 14” Cojinete elevador 15 Cojinete principal 17 Eje medio 18 Eje de desplazamiento 19 Excéntrica Descripción detallada de la invención
A continuación se describe la invención con la ayuda de un ejemplo de realización.
La figura 1 muestra una máquina rectificadora con un cabezal 2 dispuesto en suspensión en el bastidor de la máquina 1 y con un cabezal 5 fijo estacionario. El cabezal 2 se puede mover para la sujeción de piezas de trabajo 5 4 de diferente longitud a lo largo de trayectorias de guía 7. La pieza de trabajo 4 está empotrada céntricamente en ambos extremos en los mandriles de excéntrica 8, 8’ de los cabezales 2, 5, de manera que el eje del husillo 13 y el eje medio 17 se extienden concéntricamente. Los dos husillos de rectificadora 11, 11’ están dispuestos sobre lados opuestos de la pieza de trabajo 4 y mecanizan al mismo tiempo el cojinete principal 15. Se pueden desplazar, respectivamente, sobre carros horizontal y verticalmente. Los discos rectificadores 12, 12’ son accionados por los 10 husillos de rectificadora 11, 11’ y están dispuestos en suspensión en su lado inferior. Los carros cruzados están constituidos por carros verticales 6, 6’ guiados de forma desplazable, respectivamente, sobre guías verticales 3 y desplazables con motor así como por carros horizontales 9, 9’ desplazables igualmente con motor, que son móviles sobre trayectorias de guía horizontales 10, 10. En la figura 2 se representa la mecanización del cojinete elevador 14. A tal fin se ha desplazado el eje medio 17 de la pieza de trabajo 4 dentro del mandril de excéntrica 8, 8’, de modo
15 que el cojinete elevador 14 es posicionado centrado con respecto al eje del husillo 13. De esta manera, se gira la pieza de trabajo 4 alrededor del eje medio del cojinete elevador 14.
La figura 3 muestra la pieza de trabajo 4 tensada centrada en el mandril de excéntrica 8, vista desde el lado delantero. De manera similar a la representación de la figura 1, para la mecanización del cojinete principal 15, el eje del husillo 13 y el eje medio 17 están dispuestos concéntricamente. En el mandril de excéntrica 8, la excéntrica 19
20 está alojada de forma giratoria. A través de una rotación de la excéntrica 19 con relación al mandril de excéntrica 8 se desplaza la pieza de trabajo 4 a lo largo del eje de desplazamiento 18. En este caso, el eje medio 17 migra desde el centro, de manera que el cojinete elevador 14 según la figura 4 se dispone centrado con respecto al eje del husillo.

Claims (5)

  1. REIVINDICACIONES
    1.- Procedimiento para la mecanización de piezas de trabajo (4) con superficies cilíndricas céntricas y al menos dos superficies cilíndricas excéntricas, en el que las piezas de trabajo (4) están empotradas de su eje medio
    (17) concéntricamente al eje del husillo (13) en ambos extremos en un primero (8) y un segundo mandril de excéntrica (8’) y son accionados de forma giratoria, en el que las piezas de trabajo (4) son desplazadas para la mecanización de las superficies excéntricas a lo largo de un eje de desplazamiento (18) en los mandriles de excéntrica (8, 8’) ortogonalmente a su eje medio (17) y son llevados a la posición angular deseada a través de rotación con relación a los mandriles de excéntrica (8, 8’), caracterizado porque la posición angular se modifica con las siguientes etapas del procedimiento:
    a) centrar el eje medio (17) de la pieza de trabajo (4) concéntricamente al eje del husillo (13) en los mandriles de excéntrica (8, 8’),
    b) abrir el primer mandril de excéntrica (8),
    c) ajustar la posición angular deseada con relación al primer mandril de excéntrica (8) a través de la rotación del primero (8) y segundo (8’) mandriles de excéntrica relativamente entre sí,
    d) cerrar el primer mandril de excéntrica (8),
    e) abrir el segundo mandril de excéntrica (8’),
    f) ajustar la posición angular deseada con relación al segundo mandril de excéntrica (8’) a través de la rotación del primero (8) y del segundo mandril (8’) mandril de excéntrica relativamente entre sí,
    g) cerrar el segundo mandril de excéntrica (8’).
  2. 2.- Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 para la mecanización del cojinete principal (15) y del cojinete elevador (14) de cigüeñales, caracterizado porque los cojinetes elevadores (14) son mecanizados con las siguientes etapas del procedimiento:
    h) disposición del eje central (17) y del centro del primer cojinete elevador (14) en un plano paralelo al eje de desplazamiento (18) de los mandriles de excéntrica (8, 8’),
    i) desplazamiento del cigüeñal en la medida del recorrido de elevación a lo largo del eje de desplazamiento
    (18) en los mandriles de excéntrica ortogonalmente a su eje medio (17),
    j) mecanización de los primeros cojinetes elevadores (14),
    k) disposición del eje medio (17) y del centro del segundo cojinete elevador (14’) en un plano paralelo al eje de
    desplazamiento (18) de los mandriles de excéntrica (8, 8’) de acuerdo con las etapas del procedimiento a) a
    g).
    l) mecanización de los segundos cojinetes elevadores (14’),
    m) en caso necesario, repetición de las etapas del procedimiento h) a i) hasta que todos los cojinetes elevadores (14, 14’, 14”) estén mecanizados.
  3. 3.- Máquina rectificadora para la realización del procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2 para la mecanización de piezas de trabajo (4) con superficies cilíndricas céntricas y al menos dos superficies cilíndricas excéntricas, con un primer cabezal vertical (2), en la que las piezas de trabajo (4) se pueden empotrar con su eje medio (17) concéntricamente al eje del husillo (13) en ambos extremos en un primero (8) y un segundo (8’) mandril de excéntrica y pueden ser accionadas de forma giratoria, en la que las piezas de trabajo (4) se pueden desplazar para la mecanización de las superficies excéntricas a lo largo de un eje de desplazamiento (18) en los mandriles de excéntrica (8, 8’) ortogonalmente a su eje medio (17) y se puede variar su posición angular a través de rotación con respecto a los mandriles de excéntrica (8, 8’), con dos husillos de rectificadora (11, 11’), que están dispuestos sobre los dos lados de la pieza de trabajo (4) y se pueden desplazar sobre carros verticales (6, 6’) y carros horizontales (9, 9’), caracterizada porque concéntricamente al eje del husillo (13) está previsto un segundo cabezal (5).
  4. 4. Máquina rectificadora de acuerdo con la reivindicación 3 con un control de máquina, caracterizada porque para el ajuste de una posición angular deseada entre la pieza de trabajo (4) y los mandriles de excéntrica (8, 8’) se pueden activar los cabezales (2, 5) de forma separada y se pueden girar relativamente entre sí.
    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
    N.º solicitud: 201030734
    ESPAÑA
    Fecha de presentación de la solicitud: 18.05.2010
    Fecha de prioridad:
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
    51 Int. Cl. : B24B5/42 (2006.01)
    DOCUMENTOS RELEVANTES
    Categoría
    56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas
    A
    US 2950586 A (SMITH STEPHEN H) 30.08.1960, columna 2, línea 1 – columna 4, línea 51; figuras. 1-4
    A
    JP H01310802 A (MORI SEIKI SEISAKUSHOKK et al.) 14.12.1989, todo el documento. 1-4
    A
    GB 661770 A (JOSEPH TREVOR GOODWIN) 28.11.1951, página 1, línea 85 – página 3, línea 7; figuras. 1-4
    A
    ES 2143334 A1 (DANOBAT S. COOP.) 01.05.2000, columna 4, línea 7 – columna 6, línea 18; figuras. 1,2
    A
    DE 102006011057 A1 (NAXOS UNION GMBH) 13.09.2007, párrafos [0012-0016]; figuras. 1,2
    A
    US 2004023600 A1 (HORSKY ANTON et al.) 05.02.2004, párrafos [0055-0101]; figuras. 1-4
    Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
    El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
    Fecha de realización del informe 21.06.2013
    Examinador V. Población Bolaño Página 1/4
    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
    Nº de solicitud: 201030734
    Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) B24B Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de
    búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC
    Informe del Estado de la Técnica Página 2/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201030734
    Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 21.06.2013
    Declaración
    Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-4 SI NO
    Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-4 SI NO
    Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).
    Base de la Opinión.-
    La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.
    Informe del Estado de la Técnica Página 3/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201030734
    1. Documentos considerados
    A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.
    Documento
    Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
    D01
    US 2950586 A (SMITH STEPHEN H) 30.08.1960
    D02
    JP H01310802 A (MORI SEIKI SEISAKUSHO KK et al.) 14.12.1989
    D03
    GB 661770 A (JOSEPH TREVOR GOODWIN) 28.11.1951
    D04
    ES 2143334 A1 (DANOBAT S. COOP.) 01.05.2000
    D05
    DE 102006011057 A1 (NAXOS UNION GMBH) 13.09.2007
    D06
    US 2004023600 A1 (HORSKY ANTON et al.) 05.02.2004
  5. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración
    La invención en estudio tiene por objeto un procedimiento y un dispositivo para la mecanización de piezas rotatorias con superficies cilíndricas céntricas y excéntricas, como por ejemplo cigüeñales. Para la mecanización de las superficies excéntricas se propone que la pieza se desplace ortogonalmente respecto a su eje medio y angularmente mediante rotación, aflojando y girando alternativamente los dos mandriles de sujeción del cigüeñal.
    Los documentos D01 a D06 muestran diversas máquinas y procedimientos para el mecanizado de cigüeñales. Sin embargo, ninguno de ellos describe un procedimiento como el reflejado en la reivindicación 1 de la solicitud, con desplazamiento ortogonal de la pieza respecto al eje medio y modificación de la posición angular mediante las etapas de apertura, rotación y cierre de los mandriles de excéntrica enumeradas en dicha reivindicación. Tampoco puede encontrarse en los documentos indicados una máquina para la realización del procedimiento objeto de la invención con el conjunto de características recogidas en la reivindicación 3, considerándose que no resultaría evidente para el experto en la materia llegar al procedimiento y máquina descritos a partir de la información divulgada en los mismos.
    Por el motivo indicado, se considera que, a la vista de los documentos citados en el Informe sobre el Estado de la Técnica, las reivindicaciones 1 y 3 presentarían novedad y actividad inventiva de acuerdo a los artículos 6 y 8 de la Ley 11/1986 de Patentes. Las reivindicaciones 2 y 4 dependen de la primera y la tercera respectivamente y, en consecuencia, cumplirían igualmente los requisitos de la Ley 11/86 con respecto a la novedad y la actividad inventiva.
    Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
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