MXPA04008928A - Metodo y maquina de conformacion para trabajar una pieza que se trabaja en maquina. - Google Patents

Abstract

La invencion se refiere a un metodo y a una maquina de formacion para trabajar una pieza de trabajo 13, por ejemplo al deformarla o fijarla en otra pieza de trabajo, en donde la pieza de trabajo esta ajustada sobre un mandril 17, al menos una parte del mandril es expandida de manera que fija la pieza de trabajo, la pieza de trabajo y por lo menos una herramienta, tal como un rodillo de formacion, giran alrededor de un eje en relacion uno con otro y la pieza de trabajo 11 se trabaja por medio de dicha herramienta; menos de la mitad de la parte expandida o que se puede expandir del mandril acopla porciones de la pieza de trabajo que son trabajadas por la herramienta.

Description

METODO Y MAQUINA DE CONFORMACION PARA TRABAJAR UNA PIEZA QUE SE TRABAJA EN MAQUINA MEMORIA DESCRIPTIVA La invención describe un método y una máquina de conformación para trabajar una pieza que se trabaja en máquina, por ejemplo al deformarla o fijarla en otra pieza que se trabaja en máquina, en donde la pieza que se trabaja en máquina es ajustada sobre un mandril, al menos una parte del mandril es expandida de manera que fija la pieza que se trabaja en máquina, la pieza que se trabaja en máquina y al menos una herramienta, tal como un rodillo de conformación, se giran alrededor de un eje en relación una con otra y la pieza que se trabaja en máquina es trabajada por medio de dicha herramienta. Los mandriles expandibles son conocidos y, por ejemplo, se proporcionan localmente con segmentos a lo largo de su circunferencia, tales segmentos se pueden mover hacia fuera y hacia adentro. Cuando la pieza que se trabaja en máquina se fija en posición en el mandril, los segmentos se mueven en la dirección hacia fuera hasta que acoplan el lado interior de las porciones de la pieza que se trabaja en máquina que serán procesadas. Los mandriles de este tipo son susceptibles a desgastarse relativamente rápido. Además, frecuentemente sucede que la pieza que se trabaja en máquina sólo se puede retirar del mandril con dificultad.

Con el propósito de completar lo anterior se debe observar que la solicitud de patente internacional PCT/NL01/00939 (no publicada) hace i mención de un mandril expandible. El objetivo de la invención es mejorar el método y la máquina de - 5 conformación como se refiere en el primer párrafo. Para este fin, el método y la máquina de conformación de acuerdo a la invención se caracterizan porque menos de la mitad de la parte expandida o expandible del mandril acopla porciones de la pieza que se trabaja en máquina que serán trabajadas con la herramienta. Preferiblemente, 10 la parte expandida del mandril permanece sustancialmente libre de aquellas porciones de la pieza que se trabaja en máquina que serán trabajadas. La carga en la parte expandible, y de esta manera el grado de desgaste del mandril, se reduce de manera significativa de esta manera, y en y el caso de mandriles cuya parte expandible es segmentada, se evita que el 15 material de la pieza que se trabaja en máquina sea comprimido en las aberturas entre los segmentos durante la operación y de esta manera interferir con la contracción del mandril. Preferiblemente, el mandril está provisto con un tope para la pieza que se trabaja en máquina. De esta manera, las piezas que se trabajan 20 en máquina se pueden montar en el mandril de una manera simple, por ejemplo mediante la aplicación de presión de la pieza que se trabaja en máquina contra el tope por medio de la parte expandible del mandril, definiendo de esta manera la posición axial de la pieza que se trabaja en máquina. Dependiendo entre otras cosas de la naturaleza de la pieza que se trabaja en máquina y del producto final, es posible girar la pieza que se trabaja en máquina mientras la herramienta permanece estacionaria en la dirección de rotación, para girar la herramienta mientras la pieza que se trabaja en máquina permanece estacionarla en la dirección de rotación o para girar ambas. Para ejemplos de los diversos métodos se hace referencia a las solicitudes de patente internacionales PCT/NL01/00563, PCT/NL01/00564 y PCT/NL01/00565 y a la solicitud de patente internacional mencionada anteriormente PCT/N L01/00939. Dentro de la estructura de la invención, el término "mandril" se refiere a cualquier dispositivo que puede ser insertado en una pieza que se trabaja en máquina y en el cual dicha pieza que se trabaja en máquina puede ser fijada en forma temporal. La invención se explicará con mayor detalle en adelante con referencia a las figuras anexas, las cuales muestran un número de modalidades del método y el aparato de acuerdo a la presente invención. La figura 1 es una vista en planta superior, esquemática, de un ejemplo de una máquina de conformación. La figura 2 es una vista en planta superior, parcialmente en sección, de un detalle de la máquina de conformación de la figura 1.

Las figuras 3A y 3B son vistas transversales de una primera modalidad de un mandril de acuerdo a la invención para su uso en la máquina de conformación de las figuras 1 y 2. Las figuras 4A - 4D muestran cuatro etapas de un ejemplo de un método de acuerdo a la presente invención. Las figuras 5A - 6B muestran dos ejemplos adicionales de un mandril de acuerdo a la invención. En la medida que las partes sean idénticas o que tengan la misma función en las diversas modalidades mostradas, dichas partes se indicarán por los mismos números en adelante. Las figuras 1 - 3B muestran una máquina de conformación 1 que comprende un manguito portaherramientas 2 para instalar una pieza que se trabaja en máquina, tal como la ilustrada, que es un cilindro metálico 3 ya deformado. El manguito portaherramientas 2 puede girar alrededor de un eje 5 imaginario, por ejemplo por medio de un motor eléctrico o hidráulico presente dentro del alojamiento 4. Dispuesto en cualquier lado de la pieza que se trabaja en máquina 3 se encuentra una herramienta de conformación, tal como un rodillo 6, 6', de conformación que es montado en forma giratoria en un soporte respectivo 7, 7', el cual es ajustado en una deslizadera 8 superior en un alojamiento 9. La deslizadera 8 superior, y de esta manera el rodillo 6 de conformación, puede ser de movimiento alternativo sobre una guía presente en el alojamiento 9, por ejemplo por medio de un servomotor o cilindro hidráulico, en una dirección (Y) que se extiende en un ángulo de, por ejemplo 45-90°C con respecto al eje 5. El alojamiento 9 está montado sobre una deslizadera 10 inferior, la cual se encuentra gran parte oculta de la- vista por fuelles 1 1 y que está - montada en una guía, que a su vez forma parte de una bancada de máquina- La deslizadera 10 inferior puede ser de movimiento alternativo sobre la guía 12, también en este caso por medio de un servomotor o cilindro hidráulico, por ejemplo, en una dirección (X) que se extiende perpendícularmente a la dirección de movimiento de la deslizadera 8 superior. Para mayores detalles en un ejemplo adecuado de un montaje de un rodillo de conformación y la deslizadera asociada y medios de accionamiento, se hace referencia a la solicitud de patente europea EP 0 125 720. En la operación que se muestra en las figuras 1 - 3, el cilindro 3 se gira a una velocidad adecuada, mientras los rodillos 6, 6', de conformación son presionados contra la pared exterior del mismo. Los rodillos 6, 6', de conformación son accionados de tal manera que se trasladan con movimiento alternativo en la dirección Y con una frecuencia que ha sido adaptada a la frecuencia de la rotación del cilindro 3, a fin de seguir y deformar además la parte deformada, el eje central 12 el cual incluye un ángulo con el eje 5. Después de esto, los rodillos de conformación 6, 6' y el cilindro 3 de mueve en la dirección X en relación uno con otro, por ejemplo de tal manera que los rodillos de conformación 6, 6' inicialmente están separados desde el extremo de la pieza que se trabaja en maquina 3 por medio de alguna distancia y posteriormente moviéndose hacia el extremo. Durante este movimiento, la parte importante de la pieza que se trabaja en maquina se ,., puede deformar al ajustar el movimiento de traslación alternativo de los -. - 5 rodillos de conformación 6, 6'. Dependiendo entre otras cosas de las propiedades del material, el grosor de la pared, el grado de deformación y reducción del diámetro, un número más grande o más pequeño de pasos de trabajo o etapas serán requeridos. Presente en el cilindro 3 se encuentra una pieza 13 de inserto. 10 Para este fin la maquina 1 de conformación esta provista con un cabezal 14 de conformación, el cual es montado en forma giratoria (alrededor del eje 5) en un alojamiento 15, donde el alojamiento puede ser de movimiento alternativo, por medio de una deslizadera (no mostrada), sobre dos rieles de guía 16, los cuales se encuentran en línea con eje 5. El cabezal 14 libremente 15 puede girar o puede ser girado alrededor del eje 5 imaginario, por ejemplo por medio de un motor eléctrico dispuesto dentro del alojamiento 15, y esta provisto con una excéntrica, un mandril 17 en pendiente, sobre el cual la pieza 3 de inserto es sujetada en forma descendente. Durante la operación, el extremo y el borde del extremo del 20 cilindro 3 se deforman para conformar la configuración del extremo y el borde cilindrico del extremo de la pieza 13 de inserto por medio de los rodillos de conformación 6, 6', como se describió anteriormente, después de lo cuál los bordes forman una conexión fuerte y posiblemente hermética al gas (sujetada). La figura 2 muestra esquemáticamente un mandril de acuerdo a la técnica anterior, mientras que las figuras 3A y 3B muestran un mandril 17 de acuerdo a la invención, el cual se puede usar en la maquina 1 de conformación. El mandril 17 comprende una porción 18 externa, dentro de la cual una porción 19 interna está presente, la porción interna puede ser de movimiento alternativo en la dirección axial del mandril 17. En el sitio del extremo del mandril 17, la porción 17 interna comprende una porción 20 frustocónica 20 cuya circunferencia corresponde sustancialmente a la circunferencia del extremo de la porción 18 con lo que respecta a la forma, una forma círcularmente cilindrica en este ejemplo especifico, y las dimensiones. Colocado entre la porción 20 cónica y el extremo de la porción 18 externa se encuentra un elemento, un anillo 21 en este ejemplo, que se puede expandir en la dirección radial. Tal como un anillo 21 que puede ser elaborado de un material elástico, flexible en cualquier proporción, por ejemplo caucho o un resorte en serpentín metálico. En la figura 3A la porción 19 interna se presiona lejos del extremo de la porción 18 externa contra la acción de un resorte 25 a través de medios de presión 22, en este ejemplo una estampa 23 neumática o hidráulica que coopera con un segmento oscilante 24. Como resultado, el anillo 21 es cargado fuertemente, si no es que totalmente, en la dirección axial y dicho anillo 21 tiene un diámetro externo que corresponde o que es más pequeño que el diámetro externo mayor del cono 20. En esta condición es posible deslizar la pieza 13 de inserto sobre el mandril 17. Una vez que la pieza 13 de inserto ha alcanzado la posición axial deseada, la fuerza que es ejercida en la parte 19 interna con los medios,.de presión anteriormente mencionados se reduce a tal grado que la porción 20 cónica se mueve en la dirección de la porción externa 18 a través del resorte 25. Como resultado, el anillo 21 es presionado en la dirección axial, provocando que se expanda en al dirección radial y acople el lado interior de la pieza de inserto 13 justo detrás del borde cilindrico que será trabajado. La pieza 13 de inserto que se muestra en los ejemplos, consiste de un alojamiento 26 interno o un aparte del mismo para unidades convertidoras catalíticas para automóviles de pasajeros y lo similar. La pieza 13 de inserto que se muestra en la figura 2 además comprende una briqueta o sustrato 27 catalítico provisto con una cubierta 28 de aislamiento. Las figuras 4A - 4D muestran 4 etapas de un método en donde el cilindro 3, una pieza 13 de inserto y un mandril 17, los cuales se proporcionan con un anillo 21 expandible, en este ejemplo, se colocan en el mismo eje 5. El mandril 17 además esta provisto con un tope 29 en forma de anillo, en este ejemplo. La pieza 13 de inserto consiste sustancialmente de un cono giratoriamente simétrico, el cual termina en un extremo circularmente cilindrico. En una primera etapa, la pieza 13 de inserto se desliza sobre el mandril 17 en la dirección axial hasta quedar a tope contra el tope 29.

Entonces el anillo 21 , el cual esta colocado cerca de la transición entre el cono y el extremo en aquel punto, se expande en la dirección radial (cotejar las figuras 3A y 3B), con el anillo 21 acoplando el lado interno de las partes y además presionando la pieza 13 de inserto firmemente contra el tope 29. Entonces, la pieza 13 de inserto cuya posición relativa al mandril 17 se fija en aquel punto, se coloca en el cilindro 3 y es posicionado exactamente en relación con una parte que está presente en éste, por ejemplo un sustrato 27, por medio del mandril 17. Después de esto, el extremo de cilindro 3 puede ser cerrado por medio de rodillos de conformación (no mostrados), con las posiciones (axial y radial) de la pieza 13 de inserto en relación con el sustrato 27 y el cilindro 3, permaneciendo constantes. Tan pronto el cilindro 3 este cerrado, la expansión del anillo 21 no se realiza y el producto terminado o semi-terminado, de esta manera obtenido, puede ser retirado del mandril 17. Las figuras 5A y 5B muestran la posición de apoyo y la posición expandida de una variante del mandril 17 de acuerdo a las figuras 4A y 4D. Esta variante comprende un anillo 21 hueco elaborado de un material elástico, flexible en cualquier proporción, que puede ser llenado con un gas o un liquido a través de la tubería 30 para provocar que la circunferencia del anillo se incremente en la dirección radial. Las figuras 6A y 6B muestran una variante, en donde un o más soportes 31 están dispuestos a lo largo de la circunferencia del extremo del mandril 17, los cuales pueden girar alrededor de un punto ubicado cerca del centro. El extremo posterior de cada uno de los soportes 31 se extiende hacia adentro en forma radial. Cuando una presión es ejercida en los extremos posteriores por medio de una estampa 32, el extremo frontal de los soportes 31 se moverá hacia fuera hasta que acoplan el lado interno de una pieza que se trabaja en maquina 13. " ~ ' Aunque los ejemplos descritos anteriormente son combinaciones de piezas que se trabajan en maquina en todos los casos, las maquinas de conformación y los métodos de acuerdo a la invención también son adecuados para trabajar las piezas que se trabajan en máquina de una sola parte, por supuesto. Las máquinas de conformación de acuerdo a la invención preferiblemente comprenden una unidad de control. Esta unidad de control, por ejemplo esta dispuesta para controlar los medios para mover los rodillos en las direcciones X-, Y- y las direcciones radiales de acuerdo a un programa de control almacenado en una memoria, de tal manera que los rodillos de conformación seguirán una o más trayectorias deseadas para la deformación de la pieza que se trabaja en máquina en el producto terminado o semi-terminado deseado. La invención no está limitada a las modalidades descritas en lo anterior, las cuales pueden variar de diversas maneras dentro del alcance de la invención como se definen en las reivindicaciones. Así, el mandril puede ser adaptado a productos que tienen diferentes formas. Además, los mandriles concéntricos e inclinados como ya se describió, es posible usar un mandril cuyo eje central se extienda excéntricamente con respecto al eje central de la pieza que se trabaja en máquina (segunda), por ejemplo.

Claims (2)

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES

1.- Un método para trabajar una pieza que se trabaja en máquina (13), por ejemplo al deformarla o fijarla en otra pieza que se trabaja en máquina (3), en donde la pieza que se trabaja en máquina (13) es ajustada sobre un mandril (17), al menos una parte del mandril (17) se expande para fijar la pieza que se trabaja en máquina, la pieza que se trabaja en máquina (13) y una o más herramientas se giran alrededor del eje (5) en relación una con otra y la pieza que se trabaja en máquina (13) se trabaja por medio de dicha herramienta (6), caracterizado porque menos de la mitad de la parte expandida o expandible (21 ) del mandril (17) acopla porciones de la pieza que se trabaja en máquina (13) que serán trabajadas con la herramienta (6).

2.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la parte expandida (21 ) del mandril (17) permanece substancialmente libre de aquellas porciones de la pieza que se trabajan en máquina (13) que serán trabajadas. 3 - El método de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado además porque la pieza que se trabaja en máquina (13) (primera) se inserta en una segunda pieza que se trabaja en máquina (3), dicha segunda pieza que se trabaja en máquina (3) es deformada por medio de la herramienta (6), fijando así la pieza que se trabaja en máquina (13) (primera) en la segunda pieza que se trabaja en máquina (3). 4 - El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque el eje central (12) del mandril (17) se extiende ¦5 ' en un ángulo y/o es colocado excéntricamente con respecto al eje central (5) de la segunda pieza que se trabaja en máquina (3). 5 - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque la pieza que se trabaja en máquina (13) es presionada en empalme con el tope (29) en el 0 mandril. 6.- Una máquina de conformación (1 ) para trabajar una pieza que se trabaja en máquina (13), por ejemplo al deformarla o fijarla en otra pieza que se trabaja en máquina (3), que comprende al menos un mandril parcialmente expandible (17) para fijar la pieza que se trabaja en máquina 5 (13), al menos una herramienta (6) para trabajar la pieza que se trabaja en máquina (13), y medios de accionamiento para girar la pieza que se trabaja en máquina (13) y la herramienta (6) en relación una con otra alrededor de un eje (5), caracterizada porque el mandril (17) esta adaptado a la pieza que se trabaja en máquina (13) de tal manera que menos de la mitad de la parte 0 expandible (21 ) del mandril (17) acopla las porciones de la pieza que se trabaja en máquina (13) que serán trabajadas con la herramienta (6). 1- La máquina de conformación de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada además porque la parte (21 ) expandible ha sido adaptada a la pieza que se trabaja en máquina (13) de tal manera que la parte (21 ) expandióle del mandril (17) permanece substancialmente libre de aquellas porciones de la pieza que se trabaja en máquina (13) que serán trabajadas. 8.- La máquina de conformación de conformidad con la reivindicación 6 o 7, caracterizada además porque comprende también un manguito portaherramientas (2) para una segunda pieza que se trabaja en máquina (3). 9. - La máquina de conformación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizada además porque el eje central (12) del mandril se extiende en un ángulo y/o se coloca excéntricamente con respecto al eje central (5) del manguito portaherramientas (2) para la segunda pieza que se trabaja en máquina (3). 10. - La máquina de conformación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizada además porque el mandril (17) esta provisto con un tope (29) para la pieza que se trabaja en máquina.