MXPA04001594A - Disposicion de soldadura de friccion tubular sincronizada. - Google Patents

Abstract

Se describen un metodo y aparato para elementos de terminacion de soldadura de friccion en primero y segundo extremos (21, 23) de una flecha cilindrica (15) en alineacion con un eje. Un receptor de flecha (17) recibe la flecha cilindrica (15), y un primer mandril (70) sujeta y hace girar la flecha cilindrica (15) en alineacion con el eje. Un segundo mandril (75) sujeta la flecha cilindrica (15) y mueve el segundo mandril (75) entre las primera y segunda posiciones axiales. Un primer receptor de terminacion (155) recibe la primera terminacion (30) y axialmente mueve el mismo a una primera posicion de instalacion. Una unidad de instalacion (90) impulsa la primera terminacion (30) axialmente hacia la flecha cilindrica (15) a medida que gira. Un segundo receptor de terminacion axialmente mueve la segunda terminacion (32) hacia una segunda posicion de instalacion en alineacion con el eje. Una segunda unidad de instalacion (91) impulsa el segundo elemento de terminacion (32) axialmente hacia la flecha cilindrica a medida que gira. El primer mandril (70) se hace girar aproximadamente entre 500 a 6000 rpm. La primera disposicion de unidad de instalacion (90) aplica entre 1135 a 1362 kilogramos de fuerza durante entre 1 y 15 segundos durante una fase de calentamiento, y de entre 681 a 5448 kilogramos de fuerza axial durante entre 0.5 y 10 segundos durante una fase de forjadura.

Description

WO 03/066271 Al i ????? ??????? II ?????? ??? I Jlf i II iíl lif fl IIÍIB I»» f lili lili) iíil IlIIilf ÍBIJ fil! lllf For two-letter codes and other abbreviaíions, refer to the "Guid-ance Notes on Codes and Abbreviaíions" appearing at the begin-ning of ach regular issue of the PCT Gazette.

DISPOSICIÓN DE SOLDADURA DE FRICCIÓN TUBULAR SINCRONIZADA RELACIÓN CON OTRAS SOLICITUDES Esta solicitud reclama el beneficio de la fecha de presentación de las Solicitudes de Patente de Estados Unidos Nos. de Serie: 60/313,741; 60/313,734 y 60/313,739; todas ellas presentadas el 20 de agosto de 2001, a nombre de los mismos inventores de la presente.

CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona en general con arreglos para soldar productos tubulares, y más en particular, se relaciona con un arreglo de soldadura que soldará productos tubulares que requieren un tiempo disminuido de ciclo, una buena alineación y una alineación radial casi perfecta de los extremos de soldadura.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Hasta la fecha muchos productos tubulares han sido fabricados con extremos adecuados acoplados mediante técnicas de soldadura convencional. Dentro de la industria automotriz, por ejemplo, la fabricación de flechas conductoras, los yugos de soldadura (o extremos) con frecuencia se presionan sobre o dentro del extremo del tubo. Después de la operación de prensa, los extremos típicamente se sueldan mediante alimentación de alambre u otras 2 técnicas convencionales de soldadura. El ajuste a presión requerido hace que este método de fabricación sea muy costoso. Por tanto, es de gran importancia que solamente un extremo de la flecha conductora se complete por vez. Esto es, después de completar la primera soldadura, el tubo se gira y se reinserta dentro de la máquina de soldadura conocida. Casi siempre, la alineación radial y la característica concéntrica entre los dos extremos se pierde antes de acoplar el segundo yugo de soldadura. Esta forma de fabricación, por lo tanto cuenta con problemas inherentes que son comunes en la industria. Además, la soldadura por alimentación de alambre impone ciertos límites en el grosor de pared que se puede alcanzar durante la producción y la calidad de la soldadura no se puede lograr fácilmente. En otro sistema conocido, se utilizan los métodos de impulso magna y de arco magna en la construcción de flechas conductoras y otros productos tubulares. Otra vez, típicamente un lado del producto tubular se completa por tiempo. Esto provoca problemas que limitan la capacidad de mantener la alineación y la verificación de la calidad en la soldadura es difícil de lograr. Los soldadores de arco magna de doble extremo o los soldadores de impulso son complejos, difíciles de reparar y de mantener y caros. Además, requieren de tolerancias muy justas en su cuadratura, limpieza y características planas de los componentes antes y durante el proceso de soldadura para mantener un espacio de arco apropiado. Esto es difícil de lograr y de mantener en un ambiente de 3 producción . Por lo tanto, un objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema en donde los extremos de soldadura de un montaje tubular se pueden soldar simultáneamente en una manera de producción robusta, simple y económica. Otro objetivo de esta invención es proporcionar un sistema en donde los extremos de soldadura del montaje tubular se mantengan en una relación axial predeterminada conforme los extremos se sueldan en forma simultánea. También, un objetivo de esta invención es proporcionar un arreglo de soldadura que elimine la necesidad de un proceso de ajuste a presión y el fresado de tolerancias justas asociado requerido para un ajuste a presión, así como el material adicional requerido en los yugos para el ajuste a presión interno. Otro objetivo de esta invención es proporcionar un proceso que sea económico, que requiera ciclos cortos de tiempo, mantenga una perfecta característica concéntrica de los elementos tubulares y mantenga una alineación radial casi perfecta. Otro objetivo de la invención es proporcionar un sistema de soldadura en donde se puedan registrar una pluralidad de parámetros que afectan la calidad del producto durante el proceso, con el fin de verificar una calidad consistente en la soldadura. También, un objetivo de la invención es proporcionar un arreglo que se pueda aplicar en la soldadura de partes planas con tubos y otras formas cilindricas. 4 Por último, otro objetivo de la invención es proporcionar un alto nivel en la precisión y el ciclo corto de tiempo en la fabricación de flechas conductoras, con el fin de eliminar las flechas conductoras que sufren de mala alineación radial o lineal en sus extremos de soldadura, por lo cual resultan altos niveles de ruido, vibración y aspereza (NVH).

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Los anteriores y otros objetivo se logran con la presente invención, la cual proporciona de conformidad con un aparato de la misma, un arreglo para soldar el primer y segundo elementos de terminación de flecha en sus respectivos primer y segundo extremos de una flecha cilindrica, y en alineación con un eje predeterminado. De conformidad con este aspecto de la invención, se proporciona un receptor de flecha para recibir el eje la flecha cilindrica y un primera unidad de mandril que tiene una pluralidad de elementos de sujeción para sujetar la flecha conductora por el primer extremo de la misma y mantener la flecha cilindrica alineada con el eje predeterminado. Un accionador giratorio se acopla con la primera unidad de mandril. También se proporciona una segunda unidad de mandril que tiene una pluralidad de elementos de sujeción para sujetar la flecha cilindrica por su segundo extremo de la misma en alineación con el eje predeterminado y un accionador de unidad de mandril para trasladar la segunda unidad de mandril entre la primera y segunda posiciones axiales. Un primer receptor de elemento de terminación 5 de flecha recibe al primer elemento de terminación de flecha y lo traslada en forma axial a una primera posición de instalación alineada con el eje predeterminado. Un primer arreglo de accionamiento de instalación impulsa al primer elemento de terminación de flecha en forma axial hacia la flecha cilindrica conforme la flecha cilindrica gira en respuesta al accionamiento giratorio. Además, un segundo receptor de elemento de terminación de flecha recibe al segundo elemento de terminación de flecha y lo traslada en forma axial a la segunda posición de instalación alienada con el eje predeterminado. Un segundo arreglo de accionamiento de instalación impulsa al segundo elemento de terminación de flecha en forma axial hacia la flecha cilindrica conforme la flecha cilindrica gira en respuesta al accionamiento giratorio. En una modalidad ilustrativa específica de la invención, también se proporciona un arreglo de accionamiento receptor de flecha para trasladar el receptor de flecha entre una primera posición receptora de flecha, en donde la flecha cilindrica queda apoyada por el receptor de flecha en una ubicación transaxial que se encuentra esencialmente en alineación axial con la primera unidad de mandril, y una segunda posición receptora de flecha distal de la primera posición receptora de flecha. En una modalidad, la flecha cilindrica se puede desplazar axialmente con respecto al receptor de flecha, y el accionamiento de unidad de mandril incluye un accionador neumático. En otra modalidad, un accionador giratorio impulsa a la primera 6 unidad de mandril para girar a aproximadamente entre 600 y 4000 rpm. En tal modalidad, la flecha cilindrica es una flecha de accionamiento para un vehículo, y el accionador giratorio impulsa a la primera unidad de mandril para girar de preferencia, a aproximadamente entre 600 y 4000 rpm. La pluralidad de primeros elementos de sujeción de la primera unidad de mandril, incluye, en ciertas modalidades, primer y segundo juegos de pinzas. El primer juego de pinzas está arreglado para comunicarse con la flecha cilindrica antes del segundo juego de pinzas y puede regularse por la leva mecánica. El primer juego de pinzas también puede incluir un arreglo de alineación de precisión para trabar la flecha cilindrica en una ubicación axial predeterminada. Tal arreglo de alineación de precisión incluye una pluralidad de guías anguladas asociadas con las pinzas respectivas del primer juego de pinzas, las guías anguladas tienen una orientación angular precisa una con respecto a la otra. La pluralidad de guías anguladas están distribuidas en ángulos equidistantes alrededor de un eje predeterminado. El segundo juego de pinzas está provisto en ciertas modalidades, con un arreglo de sujeción para trabar la flecha cilindrica en una ubicación axial predeterminada determinada por el primer juego de pinzas. De preferencia, el primer y segundo juegos de pinzas se accionan en forma hidráulica, por lo cual el segundo juego de pinzas opera en respuesta a una primera presión hidráulica aplicada al primer juego de pinzas, el cual excede un límite excedido sobre un primer valor de presión hidráulica. El exceso de la primera presión hidráulica tiene una magnitud suficiente para provocar que el primer juego de pinzas traben la flecha cilindrica en la ubicación axial predeterminada. En otra modalidad de la invención, se proporciona un alojamiento no giratorio sobre el cual gira la primera unidad de mandril por el accionador giratorio. La primera unidad de mandril se instala en un alojamiento giratorio, y también está provista en un arreglo de entrega de fluido dispuesto en la interfaz de los alojamientos giratorio y no giratorio. En una modalidad de este primer aparato de la invención, el arreglo de entrega de fluido se proporciona con un primer sistema de canal de fluido para suministrar un fluido para la sujeción presurizada, para provocar que la primera unidad de mandril agarre la flecha cilindrica y un segundo sistema de canal de fluido para suministrar un fluido para la no sujeción presurizada, con el fin de provocar que la primera unidad de mandril libere la flecha cilindrica. En el primer sistema de canal de fluido se proporciona un primer pasaje de fluido en la interfaz de los alojamientos giratorio y no giratorio. En esta modalidad, el segundo sistema de canal de fluido tiene un primer pasaje en la interfaz de los alojamientos giratorio y no giratorio y también se proporciona con un puerto de suministro de fluido presurizado instalado en el alojamiento no giratorio. También, se proporciona un puerto de drenaje de fluido instalado en el alojamiento no giratorio. Un arreglo de cojinete está interpuesto entre los alojamientos giratorio y no giratorio y también se proporciona un sello de fluido para limitar el flujo de un fluido presurizado a través del arreglo de cojinete. En otra modalidad de la invención, el primer y segundo arreglos de accionamiento de instalación impulsan al primer y segundo elementos de terminación de flecha, respectivamente, en forma axial hacia la flecha cilindrica conforme la flecha cilindrica gira con la aplicación de una primera y segunda fuerzas axiales en direcciones axialmente opuestas, respectivas. Cada una de la primera y segunda fuerzas axiales respectivas se ejerce a magnitudes respectivas de la fuerza axial durante períodos determinados de tiempo. Por lo menos una de la primera y segunda fuerzas axiales se aplica a una pluralidad de magnitudes de fuerza axial para los períodos secuenciales de tiempo determinados. En otra modalidad, por lo menos una de la primera y segunda fuerzas axiales se aplica en respuesta a una distancia del desplazamiento axial que resulta de la aplicación de las respectivas primera y segunda fuerzas axiales. Los períodos secuenciales de tiempo predeterminado corresponden a fases de acoplamiento de una instalación del elemento de terminación de flecha. En una modalidad ventajosa, las fases de acoplamiento de la instalación del primer elemento de terminación de flecha comprende una fase en caliente y una fase de forjado. En una modalidad en donde la flecha cilindrica es una flecha conductora para un vehículo, el primer arreglo de accionamiento de instalación se opera al aplicar aproximadamente entre 1135 y 4300 kilogramos de fuerza axial por una duración de aproximadamente 1.5 y 3 segundos durante la fase en caliente, y se aplican aproximadamente entre 1075 y 5160 kilogramos de fuerza axial por una duración de aproximadamente entre 2 y 5 segundos durante la fase de forjado. Antes de llevar a cabo las fases en caliente y de forjado se proporciona en una modalidad, otra fase de raspado del primer elemento de terminación de flecha contra el primer extremo de la flecha cilindrica. En una modalidad aplicada a una flecha conductora para un vehículo, un primer arreglo de accionamiento de instalación se opera para aplicar aproximadamente entre 215 y 1505 kilogramos de fuerza axial por una duración de aproximadamente 0.5 y 2 segundos durante la otra fase de raspado. En otra modalidad, por lo menos una de la primera y segunda fuerzas axiales se aplica en respuesta a una temperatura que resulta de la aplicación de la primera y segunda fuerzas axiales respectivas, la temperatura se controla en respuesta a la modulación de la fuerza de soldadura entre los extremos del tubo y sus respectivos yugos, mientras el tubo gira. La flecha cilindrica gira a una velocidad pre-seleccionada fija que está determinada en respuesta al diámetro de la flecha cilindrica. En algunas modalidades, la flecha cilindrica gira a una velocidad que alcanza una velocidad de superficie giratoria determinada de la flecha cilindrica. De conformidad con un método de la invención, se proporciona un método para soldar el primer y segundo elementos de terminación con el primer y segundo extremos respectivos de una flecha 10 cilindrica y en alineación con un eje predeterminado, el método inventivo proporciona los pasos de: cargar la flecha cilindrica en una flecha cilindrica que tiene primer y segundo extremos sobre un receptor de flecha ubicado en una ubicación cercana, por lo cual la flecha cilindrica queda soportada para que su eje longitudinal quede esencialmente coaxial con el eje predeterminado; cargar el primer elemento del primer elemento de terminación de flecha sobre el primer receptor del elemento de terminación; cargar el segundo elemento del elemento de terminación de flecha sobre un segundo receptor del elemento de terminación de flecha; primer traslado del receptor del elemento de terminación de flecha por lo cual, el eje principal del primer elemento de terminación de flecha queda dispuesto en forma coaxial con el eje predeterminado; segundo traslado del receptor del elemento de terminación de flecha por lo cual el eje principal del segundo elemento de terminación de flecha queda dispuesto en forma coaxial con el eje predeterminado: impulsar en forma axial la flecha cilindrica hacia el primer elemento de terminación de flecha y a través de la primera unidad de mandril; accionar primero las pinzas del primer mandril, por lo cual la flecha cilindrica queda sujeta en la región del primer extremo del 11 mismo para la ubicación transaxial en donde el eje longitudinal de la flecha cilindrica está coaxial con el eje predeterminado; trasladar en forma axial el segundo elemento de terminación de flecha y la segunda unidad de mandril a una ubicación axial predeterminada en la región del segundo extremo de la flecha cilindrica; accionar en segundo lugar las pinzas del segundo mandril, por lo cual la flecha cilindrica queda sujeta en la región del segundo extremo en una ubicación transaxial en donde el eje longitudinal de la flecha cilindrica queda coaxial con el eje predeterminado; girar el primer mandril a una velocidad de rotación predeterminada ; primer impulso del elemento de terminación de flecha en forma axial hacia la comunicación con el primer extremo de la flecha cilindrica; y segundo impulso del elemento de terminación de flecha en forma axial hacia la comunicación con el segundo extremo de la flecha cilindrica. En una modalidad de este método de la invención, antes de llevar a cabo el paso de traslado axial, también se proporciona el paso de extraer el receptor de flecha en una ubicación distal. En otra modalidad de la invención también se proporcionan los pasos de: primera liberación de una primera fuerza axial aplicada en el elemento de terminación de flecha en respuesta al paso de primer 12 impulso; segunda liberación de una segunda fuerza axial aplicada al segundo elemento de terminación de flecha en respuesta al paso del segundo impulso; liberar las pinzas del segundo mandril; y extraer en forma axial la segunda unidad de mandril en una ubicación axial distal. También se pueden incluir los pasos de: restaurar el receptor de flecha en la ubicación proximal; liberar las pinzas del primer mandril; y impulsar en forma axial invertida la flecha cilindrica fuera de la primera unidad de mandril, por lo cual la flecha cilindrica queda apoyada en el receptor de flecha. En algunas modalidades el paso del primer accionamiento incluye también los pasos de: accionamiento de un primer subgrupo de un primer sub-grupo de pinzas; controlar el desempeño del paso de accionamiento del primer sub-grupo para asegurar que todas las pinzas del primer sub-grupo de pinzas mantengan una relación radial igual durante el paso de accionamiento del primer sub-grupo con respecto al eje predeterminado. En otra modalidad, el paso del primer accionamiento incluye el paso de accionar un segundo sub-grupo de un segundo sub-grupo de pinzas, el paso de accionar el segundo sub-grupo se lleva a cabo 13 después del paso de accionar el primer sub-grupo. El paso del primer accionamiento se lleva a cabo en respuesta al paso de aplicar una presión hidráulica y el paso de accionar un segundo sub-grupo se lleva a cabo en respuesta a la presión hidráulica que excede la magnitud de presión hidráulica predeterminado. De conformidad con otro método de la invención, se proporciona un método para soldar un elemento de terminación de flecha con un extremo de la flecha cilindrica que incluye los pasos de: sujetar la flecha cilindrica con una pluralidad de sujetadores coordinados, por lo cual la flecha cilindrica queda retenida con un eje predeterminado; sujetar la flecha cilindrica con una pluralidad de sujetadores, por lo cual la flecha cilindrica queda retenida con la fuerza adicional en forma coaxial con el eje predeterminado; cargar el elemento de terminación de flecha sobre un receptor del elemento de terminación de flecha; trasladar el receptor del elemento de terminación de flecha, por lo cual un eje principal del elemento de terminación de flecha queda dispuesto en forma coaxial con el eje predeterminado; y impulsar en forma axial la flecha cilindrica y al elemento de terminación de flecha uno hacia el otro. En una modalidad de la invención, también se proporciona el paso de liberar parcialmente la flecha cilindrica durante la rotación de la misma para permitir el auto-centrado. 14 En otra modalidad, el paso de sujetar la flecha cilindrica se lleva a cabo en un datum de flecha cilindrica. El paso de cargar el elemento de terminación de flecha incluye, en ciertas modalidades, otro paso de sujetar al elemento de terminación de flecha en un datum de terminación de flecha. Además, el paso de traslado incluye otro paso de establecer una relación espacial entre el datum de flecha cilindrica y el datum de terminación de flecha. El uso de tales datums permite lograr una precisión de marcha, en forma ilustrativa dentro del orden de 0.015 cm T.I.R., hasta 0.0050 cm T.I.R. cuando los componentes lo permiten. En una modalidad de otro método de la invención, se proporciona el paso de soldar la flecha cilindrica con el elemento de terminación de flecha entre sí. El paso de soldadura incluye, en ciertas modalidades, los pasos de: girar el mandril a una velocidad de rotación predeterminada; y impulsar al elemento de terminación de flecha en forma axial hacia la comunicación con un primer extremo de la flecha cilindrica, por lo cual se forma una soldadura de fricción. En algunas situaciones, la flecha cilindrica puede no estar rectificada, para tener un ligero doblez, pero aun estar dentro de los parámetros determinados. Cuando se gira inicialmente, la flecha puede ser difícil de soldar. Es deseable liberar en forma parcial la sujeción de la flecha, por lo cual queda libre para auto-centrarse durante la rotación lenta inicial. De esta manera, se puede lograr una sujeción razonablemente centrada de una flecha ligeramente 15 doblada. El paso de impulsar al elemento de terminación de flecha en forma axial hacia la comunicación con el primer extremo de la flecha cilindrica se termina en respuesta al paso de medir la emisión térmica durante el período que el paso de impulso está desarrollando. También se proporciona el paso de medir la duración del período durante el cual se lleva a cabo el paso de medir. En otras modalidades, también se proporciona el paso de medir la emisión térmica durante el paso en que se lleva a cabo el paso de medir. En otras modalidades, se proporciona el paso de medir un desplazamiento axial del elemento de terminación de flecha con relación al primer extremo de la flecha cilindrica durante el período en que se lleva a cabo el paso de impulsar. En un ambiente de fabricación, en donde se desea lograr una longitud total predeterminada para la longitud total de la flecha y el elemento de terminación de flecha combinados, puede variar el desplazamiento axial provocado durante el impulso de la terminación de flecha sobre la flecha. En otras modalidades, se proporcionan los pasos de: descontinuar el paso de girar el mandril; y forjar al elemento de terminación de flecha con el primer extremo de la flecha cilindrica. El paso de descontinuar la rotación de la flecha se lleva a cabo en respuesta al paso de medir ia emisión térmica durante el período en que se lleva a cabo ei paso de impulsar. 16 En otra modalidad, también se proporcionan los pasos de: cargar al elemento de terminación de flecha sobre otro receptor del elemento de terminación de flecha; trasladar al receptor del elemento de terminación de flecha por lo cual el eje principal del elemento de terminación de flecha queda dispuesto en forma coaxial con el eje predeterminado; y impulsar en forma axial la flecha cilindrica y el otro elemento de flecha entre sí Los pasos de impulsar e impulsar en forma axial se llevan a cabo en forma simultánea para lograr una soldadura en ambos extremos de la flecha cilindrica simultáneamente. Por lo menos uno de los pasos de impulso axial y el impulso se controlan en respuesta al paso de monitorear la emisión térmica durante por lo menos uno de los pasos de impulso axial y el otro impulso axial. Además, se proporciona el paso de vigilar la emisión térmica, por lo cual ambos extremos de la flecha cilindrica son vigilados térmicamente. Durante el desempeño de los pasos de impulso axial y el otro impulso axial, el elemento de terminación de flecha, la flecha cilindrica y el otro elemento de terminación de flecha se mantienen coaxiales con el eje predeterminado. En ciertas modalidades, los pasos de impulso axial y el otro impulso axial se llevan a cabo en forma secuencial . En otra modalidad, también se proporcionan los pasos de: descontinuar el paso de rotación del mandril; formar al elemento de terminación de flecha con el primer 17 extremo de la flecha cilindrica; y formar el otro elemento de terminación de flecha con el segundo extremo de la flecha cilindrica, los pasos del primer forjado y el otro forjado se llevan a cabo en forma simultánea. El paso de forjado incluye el paso de aplicar una fuerza entre el elemento de terminación de flecha y el primer extremo de la flecha cilindrica de aproximadamente 1075 y 5160 kilogramos. También, en ciertas modalidades se proporciona el paso de otra soldadura de la flecha cilindrica y el otro elemento de terminación de flecha entre sí. El paso de la otra soldadura incluye el paso de impulsar al elemento de terminación de flecha en forma axial hacia la comunicación con el segundo extremo de la flecha cilindrica, por lo cual se forma otra soldadura de fricción.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La comprensión de la invención se facilita con la lectura de la siguiente descripción detallada junto con los dibujos anexos. La Figura 1 es una representación esquemática de un sistema de soldadura sincronizada construido de conformidad con los principios de la invención, observado desde la parte superior. La Figura 2A es una representación frontal esquemática simplificada de un sistema de soldadura sincronizada de la Figura 1.

La Figura 2B es una representación lateral esquemática simplificada del sistema de soldadura sincronizada de la Figura 2AA. La Figura 3A es una representación frontal esquemática 18 simplificada de un sistema de soldadura sincronizada de la Figura 1, la cual muestra una porción tubular de la flecha conductora que ha sido trasladada hacia la izquierda para estar dentro de un arreglo de mandril de accionamiento y en posición para la comunicación con una primera pieza de extremo. La Figura 3B es una representación esquemática lateral simplificada de una porción de un sistema de soldadura sincronizada de la Figura 3A, la cual muestra el soporte de la flecha de accionamiento en una posición extraída. La Figura 4 es una representación frontal esquemática simplificada de un sistema de soldadura sincronizada de la Figura 1, en la condición de la Figura 3A y que muestra que un arreglo de mandril de accionamiento va a ser trasladado hacia la izquierda para acoplarse con la flecha de accionamiento. La Figura 5 es una representación frontal esquemática simplificada de un sistema de soldadura sincronizada de la Figura 1, en la condición para el acoplamiento de la unidad de mandril accionado de las flechas para efectuar la soldadura de fricción conforme gira el arreglo de mandril accionado, con los mandriles acoplados. La Figura 6 es una representación frontal esquemática simplificada de un sistema de soldadura sincronizada de la Figura 1 en la condición de liberación de la fuerza axial (en la dirección de las flechas) con la flecha conductora y el mandril de accionamiento en una condición desacoplada. 19 La Figura 7 es una representación frontal esquemática simplificada del sistema de soldadura sincronizada de la Figura 1, con la unidad de mandril accionado que ha sido re-establecida a la izquierda desacoplada de la flecha conductora. La Figura 8 es una representación lateral esquemática simplificada de una porción del sistema de soldadura sincronizada de la Figura 8 que muestra el soporte de la flecha conductora en una posición desplegada para dar soporte a la flecha conductora. La Figura 9 es una representación frontal esquemática simplificada del sistema de soldadura sincronizada de la Figura 1, con la unidad de mandril de accionamiento en una condición liberada, y la flecha conductora completa con las piezas de extremo fijas a la misma. La Figura 10 es una representación en fantasma parcialmente esquemática simplificada de la unidad de mandril accionada y un accesorio estacionario. Las Figuras 11 A , 11B y 11C son representaciones respectivas frontal, lateral en sección transversal y trasera de una unidad de mandril construida de conformidad con los principios de la invención. La Figura 12 es una representación amplificada de la Figura 11B, la cual muestra con más detalle las características internas adicionales, como los pasajes de fluido.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La Figura 1 es una representación esquemática simplificada de 20 un sistema 100 de soldadura sincronizada construido de conformidad con los principios de la invención, como se representa antes. Como se muestra en esta Figura, un operador 11 carga el tubo 15 de flecha conductora en un soporte de flecha conductora desplegable que está señalado por lo general con el 17, que será descrito con más detalle adelante con relación a la Figura 3B y 9. El operador 11 humano se puede reemplazar, en otras modalidades, con un sistema robótico de entrega (no mostrado). En esta Figura, se muestra al operador sosteniendo otro tubo de flecha conductora, señalado como el tubo 15' de flecha conductora. El tubo 15' de flecha conductora en todos los aspectos es esencialmente idéntico al tubo 15 de flecha conductora que se muestra instalado en el soporte 17 de flecha conductora desplegable y sus porciones correspondientes se señalan con los mismos números, pero con la adición de la prima ('). El tubo 15 de flecha conductora se muestra con una primera porción 20 que tiene un primer diámetro determinado en la primera línea 21 de datum. El tubo de flecha conductora tiene una segunda porción 23 que tiene un segundo diámetro determinado en la segunda línea 24 de datum. Las líneas 21 y 24 de datum se utilizan como la referencia para la mayoría de las dimensiones del tubo de flecha conductora durante la fabricación del mismo. El objetivo a alcanzar en el proceso para ser efectuado por el sistema 100 de soldadura sincronizada en el tubo 15 de flecha conductora, es la instalación por soldadura de fricción de una primera pieza 30 de extremo, que en esta modalidad de la invención es una junta de velocidad constante, 21 sobre el extremo de la primera porción 20, y la instalación de una segunda pieza 32 de extremo, que en esta modalidad de la invención es una porción de una junta universal sobre el extremo de la segunda porción 23. La instalación de la primera y segunda piezas de extremo se lleva a cabo en forma simultanea, mientras que en la modalidad ilustrativa específica de la invención, todos los elementos quedan soportados en un eje común, para lograr una alineación radial y axial como se describe aquí. El sistema 100 de soldadura sincronizada está compuesto de varios sub-sistemas principales que incluyen, en esta modalidad ilustrativa específica de la invención, una base 40, una unidad de mandril accionado señalado con el 45, una unidad de mandril trasladable señalado con el 50. La unidad 45 de mandril de accionamiento se instala en la base 40 y tiene asociado un arreglo de accionamiento giratorio señalado con el 55. El arreglo 55 de accionamiento giratorio en esta modalidad, es un motor 56 eléctrico que se acopla mecánicamente con la unidad 45 de mandril de accionamiento por una banda 57 de accionamiento, la cual transfiere la energía giratoria desde el motor 56 eléctrico a la unidad 45 de mandril de accionamiento. En esta modalidad, un accesorio en forma de una unidad 45 de mandril de accionamiento y el motor 56 eléctrico mantienen su posición con respecto a la base 40 durante todas las operaciones. Sin embargo, la unidad 50 de mandril trasladable se puede trasladar en la dirección de una flecha 51 de doble cabeza a lo largo de la base 40. Tal traslado de la unidad 50 de mandril 22 trasladable se efectúa con medios conocidos, incluyendo el accionamiento neumático y<ío hidráulico (no mostrados). Por último, se proporciona un soporte 17 de flecha conductora desplegable, antes mencionado, que será descrito como desplegable para evitar la interferencia con el traslado de la unidad 50 de mandril trasladable.

La Figura 1 también muestra otra primera pieza 30' de extremo y otra segunda pieza 32' de extremo, mostradas pre-cargadas en los receptáculos 60 y 61 de las respectivas Uds. 45 y 50 de mandril. Más específicamente, en esta modalidad ilustrativa específica de la invención, otra primera pieza 30' de extremo se pre-instala en el receptáculo 60 que, como será descrito, sujeta otra primera pieza 30' de extremo y transporta la misma a una ubicación de la primera pieza 30 de extremo después de que la primera pieza 30 de extremo ha sido instalada sobre el tubo 15 de flecha conductora. De manera similar, otra segunda pieza 32' de extremo se pre-instala en el receptáculo 61, y también sujeta otra segunda pieza 32' de extremo y la transporta a la ubicación de la segunda pieza 32 de extremo después de que la segunda pieza 32 de extremo ha sido instalada sobre el tubo 15 de flecha conductora. La Figura 2AA es una representación frontal esquemática simplificada de un sistema 100 de soldadura sincronizada de la Figura 1. Los elementos estructurales que se han descrito antes se señalan de la misma forma. Como se muestra en la Figura 2AA, una unidad 45 de mandril de accionamiento tiene una unidad 70 de mandril que se muestra en esta Figura con una pluralidad de pinzas 23 712 de mandril en una condición abierta. De manera similar, la unidad 50 de mandril trasladable tiene una unidad 75 de mandril que en esta Figura se muestra con una pluralidad de pinzas 76 de mandril en una condición abierta. El tubo de la flecha conductora se muestra en esta Figura, apoyado en el soporte 17 de flecha conductora desplegable. El soporte de flecha conductora desplegable se forma de una plataforma 80 de soporte que en sí, está apoyada para girar sobre unos brazos 81 articulados, el despliegue giratorio del soporte 17 de flecha conductora desplegable se efectúa mediante el accionamiento de un cilindro 84 hidráulico. La Figura 2B es una representación lateral esquemática simplificada del sistema de soldadura sincronizada de la Figura 2AA, y muestra el acoplamiento giratorio entre el motor 56 eléctrico y la unidad 70 de mandril a través de una banda 57 de accionamiento. En esta Figura, la unidad 70 de mandril se muestra con una pluralidad de pinzas 71 de mandril distribuidas circunferencialmente alrededor de la misma. También, se muestra una representación de extremo de otra primera pieza 30' de extremo para facilitar la comprensión de la relación espacial en la posición no instalada con respecto al centro giratorio de la unidad 70 de mandril. La Figura 3AA es una representación frontal esquemática simplificada del sistema de soldadura sincronizada de la Figura 1, la cual muestra el tubo 15 de flecha conductora que ha sido trasladado a la derecha para estar dentro de la unidad 70 de mandril. Los 24 elementos estructurales que se describieron antes están señalados igual. Las pinzas 71 del mandril se muestran cerradas en la primera porción 20 del tubo 17 de flecha conductora. En la modalidad ilustrativa específica de la invención, la unidad 70 de mandril puede tener más de 12 pinzas 71 de mandril. La precisión en la sujeción se logra por un cierre secuencial de las pinzas de mandril. Más específicamente, en esta modalidad ilustrativa específica de la invención, tres pinzas de mandril (no señaladas específicamente) están primero cerradas en la primera porción 20 del tubo 15 de flecha conductora. Las tres pinzas se controlan en su operación por una placa de leva (no identificada específicamente) la cual asegura que las tres pinzas de mandril mantienen igualdad radial conforme se trasladan en forma radial y se comunican con la primera porción 20 del tubo 15 de flecha conductora. Una vez controladas las tres pinzas 71 de mandril, se cierran contra el tubo 15 de flecha conductora, entonces las pinzas de mandril restantes se cierran sin afectar la ubicación axial del tubo 15 de flecha conductora establecida durante el cierre de las tres pinzas de mandril controladas por leva. En una modalidad, las pinzas 71 de mandril se accionan en forma hidráulica y se efectúa la operación secuencial del cierre de las pinzas de mandril por el exceso de la presión hidráulica que resulta de la acumulación de presión hidráulica que se forma del acoplamiento de las tres pinzas de mandril controladas por leva. Esto es, conforme las tres pinzas de mandril controladas por leva se comunican con la primera porción 20 del tubo 15 de flecha 25 conductora, la presión hidráulica se acumula en el sistema de suministro (no mostrado). Luego de alcanzar una presión hidráulica predeterminada, que tiene suficiente magnitud para asegurar un acoplamiento axial estable del tubo 15 de flecha conductora, el fluido hidráulico, ilustrativamente por la operación de la válvula que responde a la válvula (no mostrada) se diverge para accionar las seleccionadas de las pinzas de mandril restantes. La Figura 3B es una representación lateral esquemática simplificada de una porción del soporte 17 de flecha conductora desplegable de un sistema 100 de soldadura sincronizada, la cual muestra al soporte 17 de flecha conductora en una posición extraída. Como se muestran, en esta modalidad ilustrativa especifica de la invención, la extensión del cilindro 84 hidráulico provoca que la plataforma 80 de soporte gire en la dirección de la flecha 86. Tal extracción giratoria de la plataforma 80 de soporte se requiere para evitar la colisión con la unidad 50 de mandril trasladable cuando se traslada a lo largo de la base 40 como se describe a continuación. La Figura 4 es una representación frontal esquemática simplificada del sistema 100 de soldadura sincronizada en donde el soporte 17 de flecha conductora desplegable se encuentra en la condición de la Figura 3AA. Los elementos estructurales que se describieron antes, se señalan igual. El soporte 17 de flecha conductora desplegable (no mostrado en esta Figura) ha sido extraído. Como se muestra, las pinzas 71 de mandril de la unidad 70 de mandril se muestran en la condición acoplada con la primera 26 porción 20 del tubo 15 de flecha conductora. La unidad 50 de mandril trasladable, sin embargo, se muestra con pinzas 76 de mandril de la unidad 75 de mandril para estar en la condición abierta. La unidad 50 de mandril trasladable por lo tanto, está lista para ser trasladada hacia la izquierda, en la dirección de la flecha 88. La Figura 5 es una representación esquemática frontal simplificada del sistema 100 de soldadura sincronizada, en donde la unidad 50 de mandril trasladable ha sido trasladada hacia la izquierda, y las pinzas 76 de mandril de la unidad 75 de mandril se cierran para comunicarse con la segunda porción 23 del tubo 15 de flecha conductora. En esta modalidad ilustrativa específica de la invención, el cierre de las pinzas 76 de mandril se efectúa de conformidad con el procedimiento descrito antes con relación al cierre de las pinzas 71 de mandril de la unidad 70 de mandril. Más específicamente, primero se cierran tres pinzas de mandril (no señaladas específicamente) en la primera porción 23 del tubo 15 de flecha conductora. Las tres pinzas son controladas en su operación por una placa de leva (no identificada en esta Figura) la cual asegura que las tres pinzas de mandril mantengan una igualdad radial conforme se trasladan radialmente y se comunican con la primera porción 23 del tubo 15 de flecha conductora. La placa de leva se muestra en sección transversal en la Figura 11B. Una vez controladas, las tres pinzas 76 de mandril se cierran contra el tubo 15 de flecha conductora, y las pinzas de mandril restantes se cierran 27 si afectar la ubicación axial del tubo 15 de flecha conductora establecida durante el cierre de las tres pinzas de mandril controladas por leva. Como se describió antes, las pinzas de mandril se accionan en forma hidráulica y la operación secuencial del cierre de las pinzas de mandril se efectúa por el exceso de la presión hidráulica que resulta de la acumulación de presión hidráulica que se origina del acoplamiento de las tres pinzas de mandril controladas por leva. Como se muestra en la Figura 5, las pinzas 71 de mandril y las pinzas 76 de mandril acopladas con el tubo 15 de flecha conductora permiten el movimiento giratorio que se aplica a la unidad 70 de mandril por la operación de un motor 56 eléctrico (no mostrado en esta Figura) y la banda 57 de accionamiento para transmitirse a través del tubo 15 de flecha conductora hacia la unidad 75 de mandril. De este modo, la unidad 70 de mandril, el tubo 15 de flecha conductora y las pinzas 76 de mandril giran como una unidad. Una vez que el tubo 15 de flecha conductora gira, los accionadores 90 y 91 hidráulicos se arrastran para impulsar a la primera pieza 30 de extremo y a la segunda pieza 32 de extremo en forma axial en las direcciones de las flechas 93 y 94 respectivas. Sin embargo, la primera pieza 30 de extremo y la segunda pieza 32 de extremo se sujetan para no girar. De este modo, cuando las piezas de extremo no giratorias se impulsan hacia la comunicación con el tubo 15 de flecha conductora, la fricción provoca un calor suficiente para efectuar la soldadura. Durante el calentamiento de fricción, la 28 primera pieza 30 de extremo, el tubo 15 de flecha conductora y la segunda pieza 32 de extremo se mantienen en una alineación axial exacta. De conformidad con la invención, la fuerza aplicada en las direcciones de las respectivas flechas 93 y 94 no es necesariamente constante, y se puede aplicar en etapas. Más específicamente, en una modalidad ilustrativa específica de la invención, se proporciona una primera etapa de fuerza en donde las piezas de extremo son meramente scuffed contra el tubo 15 de flecha conductora giratorio con el fin de encuadrar las superficies coincidentes. En una modalidad práctica de la invención, la primera etapa, la cual se puede llamar etapa de "raspado" tiene una duración de aproximadamente un (1) segundo. La fuerza axial aplicada durante esta primera etapa puede estar dentro del orden de varios kilogramos. Entonces, en una segunda etapa, la fuerza axial adicional se aplica para efectuar el calentamiento a un nivel adecuado para lograr la soldadura. Esta segunda etapa, que se puede llamar etapa de "calentamiento", puede tener una duración de aproximadamente dos (2) segundos. La fuerza axial aplicada durante esta segunda etapa puede estar entre aproximadamente 1720 y 8600 kilogramos. En una modalidad ventajosa de la invención, la temperatura durante la fase de calentamiento se monitorea con un equipo disponible a la venta para asegurar que la temperatura de soldadura de cada extremo del tubo y sus respectivos yugos sea correcta para 29 obtener una soldadura apropiada. La temperatura adecuada se obtiene, en una modalidad práctica, al modular la magnitud de la fuerza de soldadura entre los extremos del tubo y sus respectivos yugos mientras el tubo gira a una velocidad fija predeterminada. Este método permite soldar diferentes componentes con diferentes diámetros en cada extremo. Se debe notar que los diferentes diámetros tendrán diferentes velocidades superficiales, y ya que el calor se genera, es una función de la velocidad superficial y el coeficiente aplicable de fricción, la variación en la fuerza aplicada formará la diferencia en la velocidad superficial de cada extremo del tubo. Por supuesto, el coeficiente de fricción, es constante para el mismo material, es decir, en ambos extremos del mismo tubo. Por último, en una tercera etapa se aplica una fuerza axial de forjado en forma simultánea a la primera pieza 30 de extremo y a la segunda pieza 32 de extremo. En una modalidad, la tercera etapa puede tener una duración de aproximadamente tres y medio (3.5) segundos. La fuerza axial aplicada durante esta tercera etapa puede ser de aproximadamente 2580 kg. Como se establece, la alineación axial exacta se mantiene entre los componentes lo que finalmente resulta en una flecha conductora rectificada en forma axial. Por lo tanto, se puede observar que se exponen los tres métodos para lograr ambas soldaduras al mismo tiempo. El primero es un sistema de circuito abierto en donde las características térmicas y de fuerza de la soldadura solamente se registran y verifican. Estos datos de verificación se comparan contra el criterio 30 soldadura aceptable predeterminado. Los datos se pueden derivar de sensores uctores de presión mostrados). Además, en ciertas modalidades, se puede emplear un transductor de desplazamiento lineal para asegurar el límite al cual se afecta la dimensión axial de la flecha conductora por el proceso de soldadura. El segundo método involucra el monitoreo de la distancia por etapa. El tercer método y el preferido es el control de circuito cerrado de la fuerza de quemado, calentado y forjado. Este se logra en algunas modalidades, de la retroalimentación obtenida de una sonda térmica (no mostrada) que produce una señal de datos que se puede aplicar contra un punto de ajuste de temperatura de soldadura predeterminado y actúa sobre un controlador del sistema (no mostrado). El sensor de presión de retroalimentación se correlaciona con la fuerza de forjado aplicada en la tercera etapa mencionada de la soldadura de fricción. En este método de circuito cerrado, la fuerza de forjado es el circuito de control primario en la etapa final de la soldadura por fricción. La fuerza en los pisones servo es el circuito de control en cascada, interno de las porciones de quemado (primera etapa) y de calentado (segunda etapa) del proceso de soldadura. Se verifica la longitud acabada, medida con un calibrador lineal (no mostrado), pero no es el parámetro de control principal. La Figura 6 es una representación frontal esquemática del sistema 100 de soldadura sincronizada en la condición para liberar la fuerza axial (en la dirección de las flechas 100 y 101) con la flecha 31 conductora y el mandril de accionamiento en una condición desacoplada. Los elementos estructurales descritos antes se señalan igual. Como se muestra en la Figura 6, los accionadores 90 y 91 hidráulicos están en la posición extendida, por lo cual la fuerza de forjado axial en el tubo 15 de flecha conductora ejercida a través de la primera pieza 30 de extremo y la segunda pieza 32 de ha sido liberada. Además, las pinzas 76 de mandril de la unidad 75 de mandril se abren y por lo tanto la unidad 50 de mandril trasladable queda lista para ser trasladada en la dirección de la flecha 101. La Figura 7 es una representación frontal esquemática simplificada de un sistema 100 de soldadura sincronizada con la unidad 50 de mandril trasladable que ha sido restaurado hacia la izquierda, y por lo cual se desacopla del tubo 15 de flecha conductora, lo que ahora forma la porción de la flecha conductora completa. Los elementos estructurales que han sido descritos, se señalan igual. En esta Figura, el soporte 17 de flecha conductora desplegable se muestra en la condición desplegada lista para aceptar al tubo 15 de flecha conductora con la primera pieza 30 de extremo y la segunda pieza 32 de extremo instaladas en el mismo. La Figura 8 es una representación lateral esquemática simplificada del soporte 17 de flecha conductora desplegable en una posición desplegada para dar soporte al tubo 15 de flecha conductora. Como se muestra, el cilindro 84 hidráulico está en una condición extraída, por lo cual la plataforma 80 de soporte queda elevada en la dirección de la flecha 105. Con referencia otra vez a ja Figura 7, las pinzas 71 de mandril de la unidad 70 de mandril están en la condición abierta. De este modo, el tubo 15 de flecha conductora con la primera pieza 30 de extremo se puede retirar en forma axial de la unidad 70 de mandril.

La Figura 9 es una representación frontal esquemática simplificada de un sistema 100 de soldadura sincronizada con un tubo 15 de flecha conductora con una primera pieza 30 de extremo y una segunda pieza 32 de extremo instaladas en el mismo, completamente desacopladas de la unidad 45 de mandril de accionamiento y la unidad 50 de mandril trasladable y soportadas por el soporte 17 de flecha conductora desplegable. En esta etapa, la flecha conductora completa se puede retirar del soporte 17 de flecha conductora desplegable y se reemplaza por el tubo 15' de flecha conductora, ilustrativamente por el operador 11 en la Figura 1, para iniciar la soldadura de otra flecha conductora con el uso del tubo 15' de flecha conductora, la otra primera pieza 30' de extremo y la otra segunda pieza 32' de extremo La Figura 10 es una representación en fantasma esquemática simplificada de una unidad 45 de mandril de accionamiento. Los elementos estructurales que se describieron están señalados igual. Como se muestra en esta Figura, la unidad 70 de mandril está ubicada como una sub-unidad de la unidad 45 de mandril de accionamiento y también se proporciona un portador de pieza de extremo, señalado con el 150. El portador de pieza de extremo se puede trasladar en las direcciones de las flechas 153 de doble cabeza. El portador 150 de pieza de extremo se muestra con un receptáculo 155 en donde se deppsita la otra primera pieza 30' de extremo antes de ser instalaa^en el tubo 15' de flecha conductora (no mostrado en esta Figura) de la Figura 1. El operador o un arreglo robótico (no mostrado) instala la otra primera pieza 30' de extremo dentro del receptáculo 155. Luego de completar la flecha conductora formada de la primera pieza 30 de extremo, el tubo 15 de flecha conductora, y la segunda pieza 32 de extremo, la flecha conductora completa se retira del soporte 17 de flecha conductora desplegable por el operador 11 y se instala otro tubo 15' de flecha conductora en el mismo por el operador. El portador 150 de pieza de extremo se traslada hacia la izquierda, por o cual la otra primera pieza 30' de extremo se instala en una estación 160 de sujeción central. Este traslado se efectúa por medio del accionamiento de un accionador 162 hidráulico, el cual impulsa al portador 150 de pieza de extremo a lo largo de las pistas 165. La primera estación 160 de sujeción central mantiene la otra primera pieza 30' de extremo reubicada sujetada para que no gire y axialmente la ubica con otro tubo 15' de flecha conductora (no mostrado en la Figura) durante el proceso de soldadura por fricción, que procede como se describe a continuación con respecto a la soldadura de la primera pieza 30 de extremo y el tubo 15 de flecha conductora. Al controlar la operación del traslado del portador 150 de pieza 34 de extremo, su ubicación se determina por un sensor 157 que es del tipo cercano. El sensor 157 emite una señal eléctrica que responde a la cercanía del brazo 158 sensor. Las Figuras 11AA, t#É y 11 C son representaciones esquemáticas simplificadas frontal, lateral en sección transversal y trasera, respectivamente de la unidad 70 de mandril. Los elementos de la estructura que ya se han descrito se señalan igual. Como se muestra en la Figura 11AA, la unidad 70 de mandril está provista con un alojamiento 180 que tiene una superficie 182 delantera esencialmente plana que tiene una abertura 185 central a través de la misma. Hacia adentro, en forma radial de la abertura 185 central se encuentra una pluralidad de pinzas 71 de mandril. Doce de ellas se muestran en las Figuras, pero en la Figura 11 B se puede observar más de una hilera de pinzas empleadas en esta modalidad ilustrativa específica de la invención. Las pinzas de mandril que se ubican cerca de la placa 187 de leva está señaladas como pinzas 71 de mandril y las que están dispuestas en forma axial hacia adentro se señalan como pinzas 7G de mandril. La placa 187 de leva controla la velocidad de accionamiento y la centralización de las tres pinzas 71 de mandril, una de las cuales está controlada por la pinza 71" de mandril. Las otras dos pinzas de mandril controladas no se muestran en la representación en sección transversal. La operación de la placa 187 de leva ha sido descrita antes con relación a la Figura 5. La unidad 70 de mandril, como se mencionó antes, puede girar en respuesta al motor 56 eléctrico (no mostrado en esta Figura) y la 35 banda 57 de accionamiento (no mostrada en esta Figura). La unidad de mandril gira en los cojinetes 190, mostrados en la Figura 11B. La Figura 11C es una representación de la unidad 70 de mandril desde la parte trasera. La abertura 185 central está señalada en esta dirección como 185'- Las Figuras 11 B y 11C muestran los puertos 193 de drenaje y la línea 194 de drenaje a través de la cual se descarga el aceite hidráulico. Estos elementos serán descritos con más detalle con relación a la Figura 12. La Figura 12 es una representación amplificada de la unidad 70 de mandril, como se muestra en la Figura 11B, y muestra las características internas adicionales. Los elementos estructurales que ya se describieron se señalan igual. Como se muestra en la Figura 12, la unidad 70 de mandril está provista con un alojamiento 200 giratorio y un alojamiento 201 no giratorio. Los alojamientos giratorio y no giratorio se muestran en los lados opuestos de los cojinetes 190. El alojamiento giratorio 200 se acopla con el alojamiento 180 mediante un sujetador 205. De este modo, el alojamiento 180 también es giratorio. El alojamiento 210 no giratorio tiene un puerto 207 estacionario de entrada de fluido que en esta modalidad ilustrativa específica de la invención, recibe el fluido presurizado (no mostrado) de una fuente (no mostrada). El fluido presurizado recibido en el puerto estacionario 207 de entrada de fluido se suministra a través de un canal 208 interno hacia un puerto 209 de suministro de no sujeción para efectuar la liberación de sujeción de las pinzas 71 de mandril. 36 El fluido presurizado para*l .ujetar las pinzas de mandril es recibido en el puerto 210 de entrada de fluido de sujeción que está conectado por un canal 212 (mostrado en fantasma) con las pinzas 71" de mandril. Otros canales de fluido (no mostrados) están provistos para suministrar el fluido presurizatfo para sujetar y liberar las otras pinzas de mandril. Como se puede observar, el puerto 209 de suministro de liberación y el puerto 210 de entrada de fluido de sujeción no son mas que ranuras en laberinto en el alojamiento 210 no giratorio en la interfaz del alojamiento 200 giratorio. En una modalidad práctica de la invención, se proporcionar una holgura de aproximadamente 0.050 cm entre el alojamiento giratorio y el alojamiento no giratorio. Los sellos 215 y 216 de extremo limitan la fuga hacia los cojinetes de fluido que se desvía del puerto 220 de drenaje interno. En esta modalidad ilustrativa específica de la invención, se proporcionan dos puertos de drenaje. El fluido que se desvía a través de los cojinetes es expulsado por la línea 194 de drenaje y el fluido restante por el puerto 193 externo. Aunque la invención ha sido descrita en términos de las modalidades específicas de la invención, las personas experimentadas en la técnica podrán apreciar a la luz de estas enseñanzas, que se pueden generar modalidades adicionales sin exceder el alcance o apartarse del espíritu de la invención aquí descrita. De conformidad con esto, se debe entender que los dibujos y la descripción de esta exposición se proporcionan para facilitar la 37 comprensión de la invención, y no deben considerarse como limitantes de la misma.

Claims (1)

1. 38 INDICACIONES 1. Un arreglo para soldar el primer y segundo elementos de terminación de flecha en sus respectivos primer y segundo extremos de una flecha conductora, y en alineación con un eje predeterminado, el arreglo está caracterizado porque comprende: un receptor de flecha para recibir el eje la flecha cilindrica; un primera unidad de mandril que tiene una pluralidad de elementos de sujeción para sujetar la flecha cilindrica por el primer extremo de la misma y mantener la flecha cilindrica alineada con el eje predeterminado; un accíonador giratorio acoplado con la primera unidad de mandril ; una segunda unidad de mandril que tiene una pluralidad de elementos de sujeción para sujetar la flecha cilindrica por su segundo extremo en alineación con el eje predeterminado; un accíonador de unidad de mandril para trasladar la segunda unidad de mandril entre la primera y segunda posiciones axiales; un primer receptor de elemento de terminación de flecha para recibir al primer elemento de terminación de flecha y trasladarlo en forma axial a una primera posición de instalación alineada con el eje predeterminado; un primer arreglo de accionamiento de instalación para impulsar al primer elemento de terminación de flecha en forma axial hacia la flecha cilindrica conforme la flecha cilindrica gira en 39 respuesta al accionamiento giratorio; un segundo receptor de elemento de terminación de flecha para recibir al segundo elemento de terminación de flecha y trasladarlo en forma axial a la segunda posición de instalación alienada con el eje predeterminado; un segundo arreglo de accionamiento de instalación que impulsa al segundo elemento de terminación de flecha en forma axial hacia la flecha cilindrica conforme la flecha cilindrica gira en respuesta al accionamiento giratorio; 2. El arreglo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque también se proporciona con un arreglo de accionamiento receptor de flecha para trasladar el receptor de flecha entre una primera posición receptora de flecha, en donde la flecha cilindrica queda apoyada por el receptor de flecha en una ubicación transaxial que se encuentra esencialmente en alineación axial con la primera unidad de mandril, y una segunda posición receptora de flecha distal de la primera posición receptora de flecha. 3. El arreglo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la flecha cilindrica se puede desplazar axialmente con respecto al receptor de flecha. 4. El arreglo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el accionamiento de unidad de mandril incluye un accionador neumático. 5. El arreglo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque un accionador giratorio impulsa a la primera 40 unidad de mandril para%irar a aproximadamente entre 600 y 4000 rpm. 6. El arreglo de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la flecha cilindrica es una flecha de accionamiento para un vehículo, y el accionador giratorio impulsa a la primera unidad de mandril para girar de preferencia, a aproximadamente entre 500 y 6000 rpm. 7. El arreglo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la pluralidad de primeros elementos de sujeción de la primera unidad de mandril, incluye primer y segundo juegos de pinzas. 8. El arreglo de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el primer juego de pinzas está arreglado para comunicarse con la flecha cilindrica antes del segundo juego de pinzas, (regulado por la leva mecánica). 9. El arreglo de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el primer juego de pinzas también comprende un arreglo de alineación de precisión para trabar la flecha cilindrica en una ubicación axial predeterminada. 10. El arreglo de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el arreglo de alineación de precisión comprende una pluralidad de guías anguladas asociadas con las pinzas respectivas del primer juego de pinzas, las guías anguladas tienen una orientación angular precisa una con respecto a la otra. 11. El arreglo de conformidad con la reivindicación 10, 41 caracterizado porque la pluralidad de guías anguladas están distribuidas en ángulos equidistantes alrededor de un eje predeterminado. 12. El arreglo de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el segundo juego de pinzas comprende un arreglo de sujeción para trabar la flecha cilindrica en una ubicación axial predeterminada determinada por el primer juego de pinzas. 13. El arreglo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque De preferencia, el primer y segundo juegos de pinzas se accionan en forma hidráulica. 14. El arreglo de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el segundo juego de pinzas opera en respuesta a una primera presión hidráulica aplicada al primer juego de pinzas, el cual excede un límite excesivo sobre un primer valor de presión hidráulica. 15. El arreglo de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el exceso de la primera presión hidráulica tiene una magnitud suficiente para provocar que el primer juego de pinzas traben la flecha cilindrica en la ubicación axial predeterminada. 16. El arreglo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque también se proporciona un alojamiento no giratorio sobre el cual gira la primera unidad de mandril por el accionador giratorio. 17. El arreglo de conformidad con la reivindicación 16, 42 caracterizado porque la primera unidad de mandril se instala en un alojamiento giratorio, y también está provista en un arreglo de entrega de fluido dispuesto en la interfaz de los alojamientos giratorio y no giratorio. 18. El arreglo de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el arreglo de entrega de fluido comprende: un primer sistema de canal de fluido para suministrar un fluido para la sujeción presurizada, para provocar que la primera unidad de mandril agarre la flecha cilindrica; y un segundo sistema de canal de fluido para suministrar un fluido para la no sujeción presurizada, con el fin de provocar que la primera unidad de mandril libere la flecha cilindrica. 19. El arreglo de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el primer sistema de canal de fluido comprende un primer pasaje de fluido en la interfaz de los alojamientos giratorio y no giratorio. 20. El arreglo de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el segundo sistema de canal de fluido comprende un primer pasaje en la interfaz de los alojamientos giratorio y no giratorio. 21. El arreglo de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque también se proporciona un puerto de suministro de fluido presurizado instalado en el alojamiento no giratorio. 22. El arreglo de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque también se proporciona un puerto de drenaje de 43 fluido instalado en el alojamiento no giratorio. 23. El arreglo de .conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque también se proporciona un arreglo de cojinete interpuesto entre los alojamientos giratorio y no giratorio. 24. El arreglo de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque también se proporciona un sello de fluido para limitar el flujo de un fluido presurizado a través del arreglo de cojinete. 25. El arreglo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer y segundo arreglos de accionamiento de instalación impulsan al primer y segundo elementos de terminación de flecha, respectivamente, en forma axial hacia la flecha cilindrica conforme la flecha cilindrica gira con la aplicación de una primera y segunda fuerzas axiales en direcciones axialmente opuestas, respectivas, la primera y segunda fuerzas axiales respectivas se ejerce a magnitudes respectivas de la fuerza axial durante períodos determinados de tiempo. 26. El arreglo de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque por lo menos una de la primera y segunda fuerzas axiales se aplica a una pluralidad de magnitudes de fuerza axial para los períodos secuenciales de tiempo determinados. 27. El arreglo de conformidad con la rei indicación 26, caracterizado porque por lo menos una de la primera y segunda fuerzas axiales se aplica en respuesta a una distancia del desplazamiento axial que resulta de la aplicación de las respectivas sí 44 primera y segunda fuerzas axiales. 28. El arreglo de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque la primera y segunda fuerzas axiales se aplican en respuesta a la temperatura que resulta de la aplicación de la primera y segunda fuerzas axiales respectivas, 29. El arreglo de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque la temperatura se controla en respuesta a la modulación de la fuerza de soldadura entre los extremos del tubo y sus respectivos yugos mientras el tubo gira. 30. El arreglo de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque la flecha cilindrica gira a una velocidad preseleccionada fija. 31. El arreglo de conformidad con la reivindicación 1218, caracterizado porque la flecha cilindrica gira a una velocidad determinada en respuesta al diámetro de la flecha cilindrica. 32. El arreglo de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque la flecha cilindrica gira a una velocidad que alcanza una velocidad de superficie de rotación determinada por la flecha cilindrica. 33. El arreglo de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque los períodos secuenciales de tiempo predeterminado corresponden a fases de acoplamiento de una instalación del elemento de terminación de flecha. 34. El arreglo de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque las fases de acoplamiento de la instalación del 45 primer elemento de terminación de flecha comprende una fase en caliente y una fase de forjado. 35. El arreglo de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque la flecha cilindrica es una flecha conductora para un vehículo, el primer arreglo de accionamiento de instalación se opera al aplicar aproximadamente entre 1135 y 1362 kg de fuerza axial por una duración de aproximadamente 1.5 y 10 segundos durante la fase en caliente, y se aplican aproximadamente entre 645 y 5160 kg de fuerza axial por una duración de aproximadamente entre 1 y 15 segundos durante la fase de forjado. 36. El arreglo de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque antes de llevar a cabo las fases en caliente y de forjado se proporciona otra fase de raspado del primer elemento de terminación de flecha contra el primer extremo de la flecha cilindrica. 37. El arreglo de conformidad con la reivindicación 36, caracterizado porque la flecha cilindrica es una flecha conductora para un vehículo, un primer arreglo de accionamiento de instalación se opera para aplicar aproximadamente entre 215 y 1362 kg de fuerza axial por una duración de aproximadamente 0.5 y 10 segundos durante la otra fase de raspado. 38. El arreglo de conformidad con la reivindicación 36, caracterizado porque la otra fase de raspado del elemento de terminación de la primera flecha contra el primer extremo de la flecha cilindrica provoca un cambio en la longitud total de la flecha 46 cilindrica y las terminaciones instaladas. 39. Un método para soldar primer y segundo elementos de terminación de flecha por sus respectivos extremos de la flecha cilindrica y alineados con un eje predeterminado, el método está caracterizado porque comprende los pasos de: cargar la flecha cilindrica en una flecha cilindrica que tiene primer y segundo extremos sobre un receptor de flecha ubicado en una ubicación cercana, por lo cual la flecha cilindrica queda soportada para que su eje longitudinal quede esencialmente coaxial con el eje predeterminado; cargar el primer elemento del primer elemento de terminación de flecha sobre el primer receptor del elemento de terminación; cargar el segundo elemento del elemento de terminación de flecha sobre un segundo receptor del elemento de terminación de flecha; primer traslado del receptor del elemento de terminación de flecha por lo cual, el eje principal del primer elemento de terminación de flecha queda dispuesto en forma coaxial con el eje predeterminado; segundo traslado del receptor del elemento de terminación de flecha por lo cual el eje principal del segundo elemento de terminación de flecha queda dispuesto en forma coaxial con el eje predeterminado: impulsar en forma axial la flecha cilindrica hacia el primer elemento de terminación de flecha y a través de la primera unidad de 47 mandril; accionar primero las pinzas del primer mandril, por lo cual la flecha cilindrica queda sujeta en la región del primer extremo del mismo para la ubicación transaxial en donde el eje longitudinal de la flecha cilindrica está coaxial con el eje predeterminado; trasladar en forma axial el segundo elemento de terminación de flecha y la segunda unidad de mandril a una ubicación axial predeterminada en la región del segundo extremo de la flecha cilindrica; accionar en segundo lugar las pinzas del segundo mandril, por lo cual la flecha cilindrica queda sujeta en la región del segundo extremo en una ubicación transaxial en donde el eje longitudinal de la flecha cilindrica queda coaxial con el eje predeterminado; girar el primer mandril a una velocidad de rotación predeterminada; primer impulso del elemento de terminación de flecha en forma axial hacia la comunicación con el primer extremo de la flecha cilindrica; y segundo impulso del elemento de terminación de flecha en forma axial hacia la comunicación con el segundo extremo de la flecha cilindrica. 40. El método de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado porque antes de llevar a cabo el paso de traslado axial, también se proporciona el paso de extraer el receptor de flecha en una ubicación distal. 48 41. El método de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado porque también se proporcionan los pasos de: primera liberación de una primera fuerza axial aplicada en el elemento de terminación de flecha en respuesta al paso de primer impulso; segunda liberación de una segunda fuerza axial aplicada al segundo elemento de terminación de flecha en respuesta al paso del segundo impulso; liberar las pinzas del segundo mandril; y extraer en forma axial la segunda unidad de mandril en una ubicación axial distal. 42. El método de conformidad con la reivindicación 41, caracterizado porque también se proporcionan los pasos de: restaurar el receptor de flecha en la ubicación proximal; liberar las pinzas del primer mandril; y impulsar en forma axial invertida la flecha cilindrica fuera de la primera unidad de mandril, por lo cual la flecha cilindrica queda apoyada en el receptor de flecha, fuera de la primera unidad de mandril por lo cual la flecha cilindrica queda soportada por el receptor de flecha. 43. El método de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado porque el paso del primer accionamiento incluye también los pasos de: accionamiento de un primer subgrupo de un primer sub-grupo de pinzas; 49 controlar el desempeño del paso de accionamiento del primer sub-grupo para asegurar que todas las pinzas del primer sub-grupo de pinzas mantengan una relación radial igual durante el paso de accionamiento del primer sub-grupo con respecto al eje predeterminado. 44. El método de conformidad con la reivindicación 43, caracterizado porque, el paso del primer accionamiento incluye el paso de accionar un segundo sub-grupo de un segundo sub-grupo de pinzas, el paso de accionar el segundo sub-grupo se lleva a cabo después del paso de accionar el primer sub-grupo. 45. El método de conformidad con la reivindicación 44, caracterizado porque el paso del primer accionamiento se lleva a cabo en respuesta al paso de aplicar una presión hidráulica y el paso de accionar un segundo sub-grupo se lleva a cabo en respuesta a la presión hidráulica que excede la magnitud de presión hidráulica predeterminado. 46. Un método para soldar un elemento de terminación de flecha con un extremo de la flecha cilindrica, el método está caracterizado porque comprende los pasos de: sujetar la flecha cilindrica con una pluralidad de sujetadores coordinados, por lo cual la flecha cilindrica queda retenida con un eje predeterminado; sujetar la flecha cilindrica con una pluralidad de sujetadores, por lo cual la flecha cilindrica queda retenida con la fuerza adicional en forma coaxial con el eje predeterminado; 50 cargar el elemento de terminación de flecha sobre un receptor del elemento de terminación de flecha; trasladar el receptor del elemento de terminación de flecha, por lo cual un eje principal del elemento de terminación de flecha queda dispuesto en forma coaxial con el eje predeterminado; y impulsar en forma axial la flecha cilindrica y al elemento de terminación de flecha uno hacia el otro. 47. El método de conformidad con la reivindicación 46, caracterizado porque también se proporciona el paso de liberar parcialmente la flecha cilindrica durante la rotación de la misma para permitir el auto-centrado. 48. El método de conformidad con la reivindicación 46, caracterizado porque el paso de sujetar la flecha cilindrica se lleva a cabo en un datum de flecha cilindrica. 49. El método de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado porque el paso de cargar el elemento de terminación de flecha comprende otro paso de sujetar al elemento de terminación de flecha en un datum de terminación de flecha. 50. El método de conformidad con la reivindicación 49, caracterizado porque el paso de traslado comprende otro paso de establecer una relación espacial entre el datum de flecha cilindrica y el datum de terminación de flecha. 51. El método de conformidad con la reivindicación 46, caracterizado porque también comprende el paso de soldar la flecha cilindrica con el elemento de terminación de flecha entre sí. 51 52. El método de conformidad con la reivindicación 51, caracterizado porque el paso de soldadura comprende los pasos de: gira.r el mandril a una velocidad de rotación predeterminada; y impulsar al elemento de terminación de flecha en forma axial hacia la comunicación con un primer extremo de la flecha cilindrica, por lo cual se forma una soldadura de fricción. 53. El método de conformidad con la reivindicación 52, caracterizado porque el paso de impulsar al elemento de terminación de flecha en forma axial hacia la comunicación con el primer extremo de la flecha cilindrica se termina en respuesta al paso de medir la emisión térmica durante el período que el paso de impulso está desarrollando. 54. El método de conformidad con la reivindicación 52, caracterizado porque también se proporciona el paso de medir la duración del periodo durante el cual se lleva a cabo el paso de impulsar. 55. El método de conformidad con la reivindicación 52, caracterizado porque el paso de medir la emisión térmica durante el paso en que se lleva a cabo el paso de impulsar. 56. El método de conformidad con la reivindicación 52, caracterizado porque también se proporciona el paso de medir un desplazamiento axial del elemento de terminación de flecha con relación al primer extremo de la flecha cilindrica durante el período en que se lleva a cabo el paso de impulsar. 57. El método de conformidad con la reivindicación 56, 52 caracterizado porque también se proporciona el paso de determinar la longitud total de la flecna y la terminación de la flecha. 58. El método de conformidad con la reivindicación 52, caracterizado porque se proporcionan los pasos de: descontinuar el paso de girar el mandril; y forjar al elemento de terminación de flecha con el primer extremo de la flecha cilindrica. 59. El método de conformidad con la reivindicación 58, caracterizado porque el paso de descontinuar la rotación de la flecha se lleva a cabo en respuesta al paso de medir la emisión térmica durante el período en que se lleva a cabo el paso de impulsar. 60. El método de conformidad con la reivindicación 52, caracterizado porque también se proporcionan los pasos de: cargar al elemento de terminación de flecha sobre otro receptor del elemento de terminación de flecha; trasladar al receptor del elemento de terminación de flecha por lo cual el eje principal del elemento de terminación de flecha queda dispuesto en forma coaxial con el eje predeterminado; y impulsar en forma axial la flecha cilindrica y el otro elemento de flecha entre sí 61. El método de conformidad con la reivindicación 60, caracterizado porque los pasos de impulsar e impulsar en forma axial se llevan a cabo en forma simultanea para lograr una soldadura en ambos extremos de la flecha cilindrica simultáneamente. 62. El método de conformidad con la reivindicación 61, 53 caracterizado porque por lo menos uno de los pasos de impulso axial y el impulso se controlan en respuesta al paso de monitorear la emisión térmica durante por lo menos uno de los pasos de impulso axial y el otro impulso axial. 63. El método de conformidad con la reivindicación 62, caracterizado porque además, se proporciona el paso de vigilar la emisión térmica, por lo cual ambos extremos de la flecha cilindrica son vigilados térmicamente. 64. El método de conformidad con la reivindicación 61, caracterizado porque durante el desempeño de los pasos de impulso axial y el otro impulso axial, el elemento de terminación de flecha, la flecha cilindrica y el otro elemento de terminación de flecha se mantienen coaxiales con el eje predeterminado. 65. El método de conformidad con la reivindicación 60, caracterizado porque los pasos de impulso axial y el otro impulso axial se llevan a cabo en forma secuencial. 66. El método de conformidad con la reivindicación 60, caracterizado porque también se proporcionan los pasos de: descontinuar el paso de rotación del mandril; forjar al elemento de terminación de flecha con el primer extremo de la flecha cilindrica; y forjar el otro elemento de terminación de flecha con el segundo extremo de la flecha cilindrica, los pasos del primer forjado y el otro forjado se llevan a cabo en forma simultánea. 67. El método de conformidad con la reivindicación 66, 54 caracterizado porque el paso de forjado incluye el paso de aplicar una fuerza entre el elemento de terminación de flecha y el primer extremo de la flecha cilindrica de aproximadamente 645 y 5160 kg. 68. El método de conformidad con la reivindicación 60, caracterizado porque se proporciona el paso de otra soldadura de la flecha cilindrica y el otro elemento de terminación de flecha entre sí. 69. El método de conformidad con la reivindicación 68, caracterizado porque el paso de la otra soldadura incluye el paso de impulsar al elemento de terminación de flecha en forma axial hacia la comunicación con el segundo extremo de la flecha cilindrica, por lo cual se forma otra soldadura de fricción.