MZ, NO, NZ, OM, PH, PL, PT, RO, RU, SC, SD, SE, SG, Publiée : SK, SL, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, — avec rapporl de recherche Internationale V , YU, ZA, ZM, ZW. — avant l'expiralion d délaiprévu pour la odification des revendications, sera republiée si des madifications sont
(84) États designes (regional) : brevet AR1PO (GH, GM, E, regues LS, MW, MZ, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZM, ZW), brevet eurasien (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), brevet européen (AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, Fl, En ce qui concerne les codes a deux lettres et autres abréviaFR, GB, GR, HU, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE, SI, SK, TR), lions, se référer awt "Motes explicatnes relatives aux codes et brevet OAPI (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, abrévialions" flgurant au debut de choque numero ordinaire de ML, MR, NE, SN, TD, TG). la Gazette du PCT.
EQUIPO PARA LA FABRICACIÓN DE PUNTAS DE BOLÍGRAFOS
La invención se refiere a un equipo para la fabricación de puntas de bolígrafos, dichas puntas brutas, en su zona de asiento y de preferencia en su zona de cono. Además, la invención se refiere a la fabricación de tales equipos y su montaje en los husillos de precisión de rápida rotación. Según el estado de la técnica, la fabricación de estas zonas se realiza sucesivamente por medio de autómatas usuales para los discos de cambio de velocidad en diferentes etapas de trabajo sucesivas, lo que tendrá por consecuencia tanto la excentricidad como la formación de rebabas que no se dominan lo suficiente. Por último, los equipos de varias piezas que pueden mantenerse a manera de poder ser montados y fijados individualmente en un dispositivo común de presión se han desarrollado. Eso resolverá sin duda alguna el problema de la eliminación de rebabas, como la concentricidad a micrómetro después de la misma que las dimensiones deseadas de los puntos de escritura no pueden lograse más que con gran dificultad , de manera que no disponemos de husillos de alta precisión de rápida rotación de los cuales el eje de rotación, de detención a la velocidad máxima de rotación, presentará una desviación que no va más allá de 0.5 micrómetros. La invención tiene por objetivo crear una punta bruta de una precisión hasta ahora jamás lograda. La invención es descrita de manera más precisa a continuación sobre la base del diseño. La figura 1 muestra al nivel una punta de - 2 -bolígrafo tal como aquella que puede, por ejemplo, fabricarse con la ayuda del equipo de la invención, la figura 2 muestra un equipo segün la invención, las figuras 3 y 4 una variante particularmente privilegiada de un equipo según la invención. La figura 1 muestra una punta de bolígrafo después de la terminación de fabricación por levantamiento de virutas (punta bruta) con una bola insertada solamente para fines explicativos. Tales puntas de bolígrafos consisten habitualmente de latón o metal blanco fácil de fabricar por levantamiento de virutas y virutas cortadas. Como se observa en la figura 1 , una punta de bolígrafo 1 tiene una estructura muy compleja. Para lo esencial, presenta un canal central de encaminamiento 2 para la tinta del bolígrafo, denominada de aquí en adelante para simplificar la tinta, que desemboca por medio de un diámetro interior 2a en una zona de asiento 3 para la bola 4. Esta zona de asiento 3 consiste esencialmente de un diámetro interior piloto 3a en la prolongación del diámetro interior 2a, en una superficie de fondo 3b de forma anular y en un diámetro interior cilindrico 3c que desemboca sobre una superficie frontal 3d . El contorno exterior situado en la prolongación de la superficie frontal 3d consiste de un cono 5a, que forma con la zona de asiento 3 lo que llamamos el labio (el reborde) 9. En el cono 5a se empalma, en el ejemplo de realización representado, por medio de un apoyo 5c, otro cono 5b, del cual la configuración y la función se explican más adelante. Un apoyo 6 y un vastago 7 ya se han empalmado. Aún no se han hecho en esta descripción las diferentes - 3 -transiciones, achaflanados, talones intermedios y similares porque no son de gran importancia para la comprensión de la invenci¾ñ~~y~p^irpre~se-conocen bien por experiencia del experto en la materia del sector de la fabricación de puntas de bolígrafos. Igualmente debe retenerse, para una mejor compresión de problemas cuando la fabricación de tal punta de bolígrafo, que, para las puntas de bolígrafos como aquellas del ejemplo de realización representado, el diámetro máximo en la zona de apoyo 6 no va más allá que un asiento de 2 mm y que la zona de asiento 3 de la bola 4 debe fabricarse con una precisión de un micrómetro o mejor. Esta precisión debe lograrse a las velocidades máximas de impulsión (240 piezas/minuto, lo que deja un tiempo de 0.125 segundos para la fabricación por levantamiento de virutas propiamente dichas) y de manera más fácil posible. El costo de tal punta de bolígrafo fabricada la mayor parte del tiempo de latón es del orden de menos de un centavo de dólar. Es de importancia extrema para la calidad del bolígrafo terminado que el diámetro interior piloto 3a se sitúe precisamente de manera concéntrica con respecto al apoyo 3b y el diámetro interior cilindrico 3c. Además, la superficie frontal 3d debe configurarse de manera precisamente cilindrica en rotación con respecto al eje 3e de la zona de asiento 3. El cono 5a debe también disponerse precisamente de manera concéntrica con respecto al eje 3e. Se entiende en esta descripción por "precisamente*' desviaciones de dimensión de forma y de posición en una horquilla de 0.001 veces el diámetro nominal del diámetro interior 3c.
- 4 - La longitud del diámetro interior piloto 3a es entonces igualmente importante además de la concentnciaaa entre el dTárrretnr interior piloto y el apoyo por las siguientes razones: Después de la fabricación por levantamiento de virutas de la punta de bolígrafo, los canales para tinta se crean en la zona de transición del diámetro interior piloto 3a hacia el apoyo 3b con la ayuda de una herramienta de estampado y la bola se comprime en su asiento en el sentido axial. Se necesita entonces asegurar, en caso de aparición de "símbolos", que pueden producirse cuando esta fabricación sigue después de un rechazo de la materia con respecto al eje, que el flujo de tinta puede hacerse perfectamente en la punta terminada de bolígrafo, lo que se garantiza por una profundidad suficiente de diámetro interior piloto. La figura 1 presenta del lado izquierdo la forma de boceto presionado en frío 8 a partir del cual se fabrican más tarde por levantamiento de virutas, los diámetros interiores 2 y 2a, la zona de asiento 3 y el cono 5a. Los canales de tinta se estampan en seguida en la superficie frontal de forma anular 3b, la bola se inserta, comprime en la superficie de asiento y la zona de reborde se embrida alrededor de la bola. Por la brida, por ejemplo por medio de un cabezal giratorio, se constituye alrededor de la bola 4 y hacia el asiento una hendidura curva estrecha de forma anular de una precisión microscópica. La precisión geométrica de esta hendidura es la condición previa de una punta de bolígrafo de calidad. Es necesario en el estado de la técnica utilizar para crear la zona de asiento 3 y el cono 5 un equipo de varias piezas, del cual las - 5 -piezas se disponen sobre un husillo de precisión de rápida rotación (18000 á~~6000 rotaciones/min) pudiéndose ajustarse y fijarse individualmente en un cabezal del equipo. Las partes planas del husillo de precisión consisten de partes planas de bola fuertemente pretensadas con un ángulo de contacto de 15° a 30°, de preferencia de partes planas híbridas de la clase de precisión máxima (ABEC 9) en un estuche de husillo del cual la precisión es de IT 01 a IT 1 en masa, cilindricidad, concentricidad, paralelismo. Las superficies destinadas a recibir las partes planas utilizadas no deben tener una rugosidad Ra que exceda 0.1 . Gracias a esta precisión, la pretensión de las partes planas puede realizarse más allá de los limites usuales sin que eso provoque un calentamiento no admisible del husillo. Además, se hace una unión sin contacto, por ejemplo, una unión de laberinto, para limitar el calor debido a la fricción. La concentricidad puede igualmente dominarse con tales husillos. Queda el problema del ajuste con la precisión necesaria de los equipos de varias piezas cuando el desmontaje para los trabajos de retoque y de remontaje, así como cuando la descompresión, de regulación y de otros cambios de posición de diferentes piezas del equipo. Se necesita mantener perfectamente apropiadas las superficies de presión del equipo y del dispositivo de presión, porque las más ligeras modificaciones de la situación de presión, que sean de hecho partículas ínfimas o modificaciones debidas a la presión del equipo o similar, vuelven incierta la correlación antes y después de la corrección . Gracias a que los equipos de varias piezas conocidos pueden - 6 -ajustarse y fijarse de manera individual, las dimensiones deseadas (a un rnTcrometro) y la geometría deseada (igualmente a un micrómetro) de lar punta bruta no pueden más que obtenerse difícilmente. Las tentativas de creación de un equipo en una sola pieza (monolítica) que permiten fabricar la zona de siento 3 y de preferencia también el cono 5a, eventualmente con el apoyo 5c, han encallado de manera que tan equipo compuesto habitualmente de carburo de tungsteno de granos finos que contiene por ejemplo 4% a de Co, es muy difícil de rectificar, notablemente con un radio de arista de 0.02 mm. En razón de la fabricación del perfil de la hacina, es necesario prepararla frecuentemente con todos los problemas que arrastra. El recurso para la erosión por chispa es entonces ventajoso. En caso de utilización de una materia más moderna, por ejemplo, un diamante policristalino de granos finos (DPC), una fabricación no es posible más que por erosión por chispa (EDM, maquinación de electro descarga), de preferencia por erosión por hilo (alambre EDM) con un diámetro de hilo de 15 a 50 µ??, a fin de poder fabricar los radios pequeños de transición requeridos. La figura 2 muestra un equipo conforme a la invención 10 que logra este objetivo. Este equipo se fabrica a partir de un palo cilindrico de un diámetro de 4 mm por ejemplo, con una redondez y un cilindricidad, de la cual la desviación es de al menos 0.5 µ?t?. Esta precisión puede lograrse por rectificación sin punta (trituración sin centro). Este equipo monolítico 10, que gira cuando la fabricación de una punta de bolígrafo en el sentido de la flecha D, presenta una zona base 10a que posee la rotundidad y la cilindricidad evocadas - 7 -precedentemente y de referencia. La zona base 10a de preferencia para este efecto se constituye a distancia axial del elemento de zona de asiento (de preferencia a 1 .5 mm de distancia de la arista 10b) la longitud de su circunferencia completa. En la zona "superior", el elemento base se decala en grada paralelamente al eje 16, en el sentido axial hasta la zona base completa, la longitud de la arista 1 0b, que se encuentra a una distancia apropiada (al menos 51 % de diámetro del diámetro interior 3c, figura 1 ). Esta grada deja lugar para una pieza no representada del equipo que forma la zona de cono 5a. El elemento de superficie de fondo de forma anular 3b, el diámetro interior cilindrico 3c y la superficie frontal 3d van más allá de la base. En el ejemplo de realización representado, el elemento de la zona de asiento 12 presenta un contorno de copa 14 varias veces doblado que se compone de las siguientes secciones: la sección superior extrema crea la transición del diámetro interior 2a hacia el diámetro interior piloto 3a, las secciones siguientes al diámetro interior piloto 3b, el diámetro interior cilindrico 3c y por último la superficie frontal 3d. El contorno de corte 14 se encuentra en una zona de fachada 12a que se sitúa de preferencia de 0.05 a 0.1 mm por arriba del centro de la base 10a (indicada por el punto de abertura del eje 16 en la superficie 1 2c). Esto permite constituir las superficies libres 12b perpendicularmente con respecto a la zona de fachada 12a, lo que permite obtener una geométrica de corte mecánicamente estable resistente a la fabricación. Una corrección al nivel del diámetro de la zona de asiento puede efectuarse a partir de un dispositivo de presión por decalado - 8 -transversal con respecto al eje 16 sin levantar la parte del equipo de una pieza 10 que comprende el elemento de zona de asiento 1 , las díte rentes- distancias entre las secciones de la zona de asiento 3a, 3b, 3c y 3d no pueden cambiar unas con respecto a las otras sobre el equipo debido a su configuración de una sola pieza. Solos los diámetros se modifican simultáneamente de manera respectiva al mismo valor debido al decalado. Cuando los diámetros logran el valor deseado, la prominencia exacta de la bola arriba de la superficie frontal 3d se obtiene sin nada más que hacer. Este equipo de una pieza 1 0 para la zona de asiento se completa, como se menciona más arriba, por una pieza no representada para la zona de cono 5a y de preferencia el apoyo 5c. Los problemas precitados de los equipos de varias piezas, sin embargo, no juegan en la ocurrencia más que un papel despreciable ya que no se levanta el equipo de una pieza 10 y solo el espesor de la pared del reborde 9 (figura 1 ) puede variar debido a las desviaciones eventuales cuando la colocación en su lugar del elemento de cono en una horquilla de cualquier micrómetro, pero su concentricidad no se afecta. Gracias a esta pieza de cono independiente, es posible influenciar, por su decalado con respecto a las partes de una pieza 10, la longitud del plano que se extiende paralelamente al eje 16 y delimitada por la arista 10b, sobre el espesor del reborde 9 independientemente de los diámetros de la zona de asiento 3. Las figuras 3 y 4 muestran un equipo según la invención en el cual tanto el elemento de zona de asiento 12 como un elemento de cono 13 se configuran en una pieza sobre una pieza base común 10a. En el ejemplo de realización representado, el elemento de cono 1 3 forma el cono - 9 - 5a y el apoyo 5c (figura 1 ). El elemento de cono 1 3 presenta una superficie de tachada 1 3a que atraviesa de preferencia el centro de la base 10a (por el eje 16) y forma con respecto a la superficie de la fachada 12a un ángulo superior a 90°, de preferencia aproximadamente 120°. Se obtiene entonces tanto suficiente espacio para la evacuación de las virutas de dos contornos de copa 14, 15 como una resistencia mecánica suficiente de dos elementos 12, 1 3. En síntesis de las figuras 3 y 4, se observa en el sentido axial la incisión profunda delante de la superficie de fachada 13a y la ranura entre el elemento de zona de asiento 12 y el elemento de cono 1 3. Estos espacios libres pueden crearse siguiendo el procedimiento descrito ulteriormente. Sale igualmente de la figura 3 la configuración compleja de superficies minúsculas del elemento de zona de asiento 12, del cual la fabricación precisa viene igualmente posible siguiendo el procedimiento descrito ulteriormente. Para las dos formas de realización del equipo de una pieza, la colocación del equipo 10 se hace en varias etapas: A bordo, su eje 16 se lleva en coincidencia con el eje de rotación del husillo de precisión por decalado del equipo o de su dispositivo de presión en la dirección X y/o Y (que forma con la dirección Z un sistema ortogonal con coordenadas, la dirección Z coincide con el eje 16). Esto se hace gracias a la rotación del husillo en cuatro posiciones ortogonales predefinidas (que se encuentran en relación con el plano de la fachada 12a) y marcadas de manera adecuada, para la definición de la distancia de la superficie cilindrica - 10 - precisa de ta base 10a a estas posiciones con re^pej^t _a un indicador de esfera (Mikrokator) preciso dispuesto de manera fija durante la operación de colocación. La desviación así constatada en la dirección X o Y se corrige por decalado del equipo hasta que la desviación sea inferior a 0.5 µ??. Cualquier muestra se fabrica enseguida y mide. Las desviaciones así constatadas de puntas brutas obtenidas con respecto a las dimensiones deseadas pueden rectificarse como sigue: Para agrandar los diámetros de la zona de asiento 3, es suficiente decalar el equipo 10 paralelamente al plano de la fachada, entonces en la dirección del eje X. En esta dirección, el plano de fachada 12a se ha colocado de manera precisa cuando la colocación en su lugar del equipo 10 Como el ángulo entre los planos de fachada 12a y 1 3a es superior a 90°, se obtiene entonces una reducción del diámetro del cono 5a y del apoyo 5c. Esto puede compensarse por un decalado correspondiente hacia el eje Y. Se puede fácilmente definir de manera numérica o gráfica, conociendo el ángulo entre los planos de fachada 12a y 13a, tanto en la dirección X como en la dirección Y, la amplitud de decalado que asegura el diámetro deseado de la zona de asiento 3 y del espesor deseado de reborde 9. Se necesita entonces cuidas que el eje 16 del equipo 10 descanse exactamente paralelo al eje del husillo de precisión. La fabricación de un equipo según la invención se hace por erosión por hilo y es posible utilizando los palos cilindricos de alta feGistóJ -precexIenlejT!^^ con la superficie de camisa en la - 11 -pieza base 10a. El hilo se aproxima a la superficie cilindrica de la camisa del palo al aplicar una ligera tensión (por ejemplo 10V) hasta que hay un contacto, sobre el cual se obtiene, a continuación de la configuración precisa del palo, una posición exactamente reproducible y exactamente definida del hilo, propiamente dicho de su superficie de camisa, con respecto al eje del palo 16. Es entonces posible fabricar las diferentes aristas, superficies y ranuras del equipo 10 con la precisión requerida a pesar de los diferentes cambios de posición u operaciones de presión del equipo 10 o del hilo. Preferentemente se prevén, para la fabricación de apoyos o similares que no deben orientarse ni paralelamente, ni perpendicularmente con respecto al eje 16, otras referencias, ya sea de superficies, o aristas. Es por lo tanto necesario determinar y tomar en cuenta experimentalmente la distancia de la superficie de camisa de hilo con respecto a la superficie de fabricación (hendidura de chispa) en las condiciones de fabricación (tensión substancialmente más elevada que en la operación de medición precedentemente mencionada, frecuencia utilizada, capacidad, dimensión de la superficie, etc.). Entrando en la línea como materias para el hilo de alta precisión se encuentran de preferencia el tungsteno, molibdeno o hilo de acero cubierto de latón. De nuevo se debe insistir sobre el hecho de que el diámetro de equipo 10 no se encuentra en su parte cilindrica prevista para la definición de la posición más que 4 mm y que la posición de los contornos de corte 14, 15 deben establecerse con una precisión de al menos un micrómetro. Las superficies 12a, 12b, 12c del contorno de corte 14 y las superficies - 12 -análogas del contorno de corte 1 5 deben responder a la geometría predefinida a un micrómetro. No se entrará en el curso de esta descripción en detalles tales como la presentación por ejemplo de la arista o del junquillo 17 que se utiliza como referencia visualmente reconocible para el montaje del equipo 1 0 al nivel de la alineación precisa con respecto al eje X tanto cuando su fabricación como su utilización. Se observará que no es absolutamente indispensable, cuando la fabricación y también el montaje del equipo 10, que, como se muestra en las figuras 2 y 4, una zona que comprende una camisa exterior cilindrica completamente continua sea prevista, se observa que subsiste de zonas de la camisa cilindrica exterior de alta precisión en donde es indispensable para el ajuste o calibración de la máquina para desgastar por chispa y colocar en su lugar y ajuste en el dispositivo de presión del husillo de precisión. La invención no se limita al ejemplo de realización representado, pero puede modificarse de diversas maneras. También es posible adaptar la forma y la posición de los contornos de corte a la forma solicitada de la zona de asiento 3 (superficie de fondo cónico 3b, etc) o del cono 5a en la punta del bolígrafo. No es necesario que otro cono 5b se empalme al cono 5a. La longitud axial de la pieza base 10a representa clásicamente el doble del diámetro, sin limitarlo.