MXPA04010427A - Troquel de levas escalonado. - Google Patents

Abstract

El invento comprende un troquel de levas. El troquel de levas comprende al menos un anillo (20a, 20c). El anillo comprende una pluralidad de dientes moviles. Los dientes se mueven hacia y sobre un eje normal del troquel de levas por medio de un actuador (10). El actuador tiene un diametro interior que es menor que el diametro exterior del anillo. En lo que el actuador se mueve en forma paralela al eje del troquel de levas a lo largo de una circunferencia exterior del anillo, los dientes se acoplan progresivamente y son presionados hacia adentro de la pieza que se trabaja (p). La pieza que se trabaja se mueve simultaneamente con el actuador por la accion de un punzon (60) que es concentrico con respecto al actuador y esta dentro del diametro del anillo. Cada diente se acopla simultaneamente con la pieza que se trabaja en lo que esta pasa. Una pieza elastica regresa cada diente a su posicion inicial despues de que se retira el actuador, permitiendo la expulsion de una parte terminada.

Description

TROQUEL DE LEVAS ESCALONADO El invento se refiere a troqueles de levas y más específicamente a un troquel de levas escalonado que tiene al menos un anillo accionado por un actuador.

Las ruedas dentadas son ampliamente conocidas y utilizadas como medio de transmitir potencia entre ejes. Las ruedas dentadas para transmisión de potencia se fabrican de varias maneras. Las hojas tipo metálicas se .fabrican por medio de torneado o troqueles de levas. En este método, los dientes o resaltes se forman en un movimiento perpendicular del troquel a la pre-forma. Las ruedas dentadas también se pueden formar por un sistema de punzón o troquel. Se utiliza un punzón para presionar axialmente una pieza en la que se trabaja a través de un troquel. Representativa del oficio es la Patente de EE.UU. No. 3,796, 085 a Fisher y otros, la cual revela un método para elaborar ruedas dentadas diseñando con troquel un disco en una pieza en forma de copa en tanto que simultáneamente se forman los dientes sobre dicha pieza. También representativa del oficio es la Patente de EE.UU. No. 5,269,167 a Gerhart, la cual revela una unidad de levas ajustable aérea para ser usada en una prensa mecánica. Se monta un bloque en forma giratoria en un ángulo relativo al plano de movimiento del pistón que se moverá entre las posiciones extendidas y retraídas.

El defecto de los métodos anteriores es que crean una rebaba al final de una parte ya que se basan únicamente en un movimiento de adentro o hacia afuera (horizontal) o en un movimiento vertical. Además, es relativamente complejo necesitar una pluralidad de partes móviles como se encuentra en la fabricación con estaciones múltiples, lo cual necesariamente aumenta el costo a la parte terminada. Asimismo, debido a las limitaciones de la fluencia plástica, los métodos anteriores de estampar formas complejas en un solo golpe limitan la complejidad de la superficie perfilada. El metal se rompe o arruga si está conformado más allá de ciertos limites en un solo golpe. Lo que se necesita es un troquel de levas que forme una rueda dentada por medio de un movimiento lateral y vertical del anillo. Lo que se necesita es un troquel de levas que comprenda una pluralidad de anillos coaxiales. Lo que se necesita es un troquel de levas para estampar una rueda dentada usando un conformado de etapas múltiples en una sola operación. Este invento satisface estas necesidades.

El aspecto primordial de este invento es proporcionar un troquel de levas que forme una rueda dentada por medio de un movimiento lateral y vertical de un anillo. Otro aspecto del invento es proporcionar un troquel de levas que comprenda una pluralidad de anillos coaxiales. Otro aspecto del invento es proporcionar un troquel de levas para estampar una rueda dentada usando un conformado de etapas múltiples en una sola operación. Se señalarán otros aspectos del invento o serán obvios mediante la siguiente descripción del mismo y los dibujos que lo acompañan. El invento comprende un troquel de levas. El troquel de levas comprende al menos un anillo. El anillo comprende una pluralidad de dientes móviles. Los dientes se mueven hacia y sobre un eje normal del troquel de levas por medio de un actuador. El actuador tiene un diámetro interior que es menor que un diámetro exterior del anillo. En lo que el actuador se mueve en forma paralela al eje del troquel de levas a lo largo de una circunferencia exterior anillo, los dientes se acoplan progresivamente y son presionados hacia adentro de la pieza que se trabaja (p) . La pieza que se trabaja se mueve simultáneamente con el actuador por la acción de un punzón (60) que es concéntrico con respecto al actuador y está dentro del diámetro del anillo. Cada diente se acopla simultáneamente con la pieza que se trabaja en lo que ésta pasa. Una pieza elástica regresa cada diente a su posición inicial después de que se retira el actuador, permitiendo la expulsión de una parte terminada.

La Fig. 1 es una vista transversal de la herramienta del invento. La Fig. 2 es una vista transversal de un actuador de levas . La Fig. 3 es una vista en planta de un bastidor de levas. La' Fig. 4 es una vista transversal lateral de un bastidor de levas en la linea 4-4 en la Fig. 3. La Fig. 5 es una vista en perspectiva de un bastidor de levas . La Fig. 6 es una vista en planta de las levas. La Fig. 7 es una vista lateral de las levas en la linea 7-7 en la Fig. 6. La Fig. 8 es una vista en perspectiva de las levas. La Fig. 9a es una vista posterior de una leva. La Fig. 9b es una vista en planta desde lo alto de una leva . La Fig. 9c es una vista lateral desde lo alto de una leva . La Fig. 10 es una vista lateral de un anillo de retén de levas . La Fig. lia es una vista en planta desde lo alto de un anillo de retén. La Fig. 11b es una vista en planta desde lo alto de un anillo de retén. La Fig. 11c es una vista en planta lateral de un anillo de retén. La Fig. 12 es una vista en perspectiva de un anillo de retén . La Fig. 13 es una vista de las piezas de la herramienta del invento.

La Fíg. 1 es una vista transversal de la herramienta del invento. El troquel de levas escalonado o herramienta generalmente comprende un actuador 10, un soporte 70 y un punzón 60. El actuador 10 comprende una forma substancialmente cilindrica que tiene un eje. El punzón 60 se extiende coaxialmente dentro de una alma interior del actuador 10. El actuador 10 y el punzón 60 están conectados a la base 80. Las levas 20 están acopladas en forma móvil con el soporte 70. Las levas están dispuestas en una forma cilindrica o de anillo. Esta incorporación comprende cuatro anillos de levas, aunque cualquier número de anillos es posible. Las levas en el anillo 20a, 20b y 20c, cada una se muestra en la posición de comprimido, acoplada con el actuador 10. El anillo 20d todavía no está acoplado con el actuador 10 y por consiguiente se encuentra en la posición de no comprimido o libre . La superficie de la leva 25 se acopla en forma deslizante con la superficie del actuador 11, por lo tanto obligando a una leva hacia adentro en forma radial hacia una parte P. El soporte 70 comprende la base 90. La base 90 describe una ánima 91. Los retenes 30 se extienden alrededor de un radio del soporte 70. Los retenes 30 están acoplados con la ranura 26. La pieza elástica 40 está colocada entre cada leva 20 y el retén 30. La pieza elástica 40 puede comprender cualquier material elastomérico que tenga un coeficiente de compresión, incluyendo hules naturales y sintéticos y sus equivalentes.

La pieza elástica 40 también puede comprender un resorte con un grado de oscilación. En funcionamiento, el actuador 10 y el punzón 60 se mueven a una dirección M por operación de un cilindro hidráulico u otro mecanismo de prensado conocido en el oficio. La Parte P está acoplada con el extremo 60 del punzón 60 en un ciclo que comienza en donde el punzón está totalmente replegado del soporte 70. La parte P puede incluir una pieza en tosco en forma de copa. El actuador 10 y el punzón 60 se mueven en una dirección M para ejercer presión sobre la parte P que pasa por cada anillo. Una corona 13 en el actuador 10 precede la parte P en una dirección axial en una cantidad suficiente para que cada leva 20 se acople totalmente con un lado de la parte P en lo que esta se mueve pasando por cada leva 20. En lo que cada corona se acopla por medio de la superficie 11, las levas ejercen presión hacia adentro hacia la parte, por medio de lo cual se le da una forma a la parte según lo dicta la superficie 22. En lo que cada leva 20 ejerce presión hacia adentro, la pieza elástica 40 se comprime contra el diente del anillo de fetén 31. Una vez que una parte (no se muestra) es empujada a pasar por el anillo 20d por medio del punzón 60, la parte cae a través del ánima 91 en un receptáculo (no se muestra) . En lo que se retrae el actuador 10, la pieza elástica 40 se expande y por consiguiente empuja a cada leva hacia fuera. El diámetro interior de cada anillo es substancialmente igual al diámetro exterior de una parte virgen, es decir, el DI de cada uno de los anillos 20a, 20b, 20c y 20d en la posición sin compresión es igual al DE de una parte P. El resultado final es un troquel de levas escalonado, aunque las levas de cada anillo se mueven hacia adentro simultáneamente en lo que una parte viaja a través del troquel. Esto resulta en una combinación ventajosa" de conformado horizontal y vertical. Uno podrá apreciar que la herramienta del invento también permite un desempeño simultáneo de los varios pasos del conformado que de otra manera en aplicaciones anteriores se requerirían varias etapas en un proceso de punzón y troquel. El proceso anterior que incluye etapas separadas requiere que se maneje la parte más de una vez para cada paso del proceso de conformado. Además, utilizando la herramienta del invento no se crean rebabas en la parte terminada que posteriormente se necesitan retirar. La Fig. 2 es una vista transversal de un actuador de levas. El actuador 10 describe una forma substancialmente cilindrica. La superficie 11 del actuador se extiende alrededor de una superficie interior del actuador 10. La superficie 11 describe un ángulo T con respecto a una línea central A-A. El actuador 10 también describe un ánima 12 que tiene una superficie interior 13. El ángulo T se encuentra substancialmente en el rango de 15° a 60°. La Fig. 3 es una vista en planta de un bastidor de levas. El bastidor 21 generalmente describe un anillo que tiene un ánima 25. El bastidor 21 comprende una pluralidad de dientes 23 que a su vez describen una pluralidad de ranuras 22 que se alternan con los dientes 23 en la base 24. Una leva 22 que se alternan con los dientes 23 en la base 24. Una leva 20 se acopla en forma deslizante con cada ranura 22. Cada uno de los dientes 23 describe una forma cónica para alojar una leva 20 substancialmente rectangular en cada ranura 22. El número de ranuras 22 y por consiguiente el número de levas 20 determina el número de dientes formados en cada parte durante la fabricación. La Fig. 4 es una vista transversal lateral de un bastidor de levas en la linea 4-4 en la Fig. 3., Las ranuras 22 están dispuestas simétricamente alrededor de una circunferencia del bastidor 21. Los dientes 23 están colocados alrededor de una circunferencia del bastidor 21 en una base en forma de anillo 24. La Fig. 5 es una vista en perspectiva de un bastidor de levas. Se muestra claramente el patrón alternante de los dientes 23 y las ranuras 22 alrededor de un ánima 25. La Fig. 6 es una vista en planta de las levas. Las levas 20 se muestran colocadas en un patrón substancialmente circular alrededor de una circunferencia del bastidor 21. La superficie perfiladora 22 se proyecta hacia adentro hacia una parte (no se muestra) . La superficie perfiladóra 22 puede describir cualquier forma que se requiere conformar en una parte . La Fig. 7 es una vista lateral de las levas en la linea 7-7 en la Fig. 6. La superficie de acoplamiento 25 describe una superficie inclinada que describe un ángulo f. El ángulo ? es substancialmente igual al ángulo T en la superficie 11 del actuador. Al contacto inicial, la superficie 11 se acopla del actuador. Al contacto inicial, la superficie 11 se acopla con la superficie 25. En tanto que la superficie 11 esté acoplada con la superficie 25, la leva 20 se mueve en una dirección que es substancialmente radial, normal ' con respecto a un eje de la herramienta. La superficie 23 acopla la superficie 13 del actuador en lo que una leva 20 está totalmente acoplada por el actuador 10. Cada una de las levas 20 comprenden la ranura 24 por medio de la cual se acoplan un diente 31 del retén y la pieza elástica 40. La Fig. 8 es una vista en perspectiva de las levas. La colocación que describen las levas cuando se acoplan con el bastidor 21 es la que se representa en la Fig. 8. La Fig. 9a es una vista posterior de una levas. La superficie 23 se acopla con la superficie 13 del actuador cuando la leva está totalmente acoplada. La superficie 25 se acopla con la superficie 11 en un contacto inicial con el actuador 10 (no se muestra) . La Fig. 9b es una vista en planta desde lo alto de una levas. La superficie 25 se acopla con la superficie 11 en lo que la leva está siendo presionada en una parte que se va a conformar. La superficie perfiladora 22 se acopla con una parte que se va a conformar. La Fig. 9c es una vista lateral desde lo alto de una levas. La ranura 24 se acopla con el diente 31 del anillo de retén y con una pieza elástica 40. La Fig. 10 es una vista lateral de un anillo de retén de levas. La superficie 22 puede tener cualquier forma requerida para conformar una parte.

La Fig. lia es una vista en planta desde lo alto de un anillo de retén. El anillo de retén comprende una forma que describe un ánima 34 y que tiene los dientes 31 con las ranuras 32 dispuestas entre los dientes 31. Los dientes 31 y las ranuras 23 están dispuestos alrededor de una circunferencia del soporte 21 en el anillo 33. Cada uno de los dientes 31 sobresale en una ranura 24 en la leva 20, ver la Fig. 1 y la Fig. 13. La Fig. 11b es una vista en planta desde lo alto de un anillo de retén. Cada uno de los dientes 31 y las ranuras 32 están dispuestos alrededor de un ánima 34 en la base del anillo de retén 33 para que coincidan substancialmente con una posición de cada una de las levas 20. La Fig. 11c es una vista en planta lateral de un anillo de retén. La Fig. 12 es una vista en perspectiva de un anillo de retén. ¦ Cada anillo de retén 30 se acopla con el bastidor 21 en una ranura 26, o un soporte 70 en una ranura 71, ver la Fig. 13. La Fig. 13 es una vista de las piezas de la herramienta del invento. Uno podrá apreciar de la Fig. 13 que los componentes de la herramienta del invento se pueden montar y desmontar fácilmente según lo requieran las operaciones o el mantenimiento. Cada componente está apilado en el otro usando superficies maquinadas a precisión y espigas de unión según se requiera. El extremo 61 del punzón 60 describe una superficie que tiene una forma que coopera con la superficie 22 en la leva 20 para formar un diente de la rueda en la parte P. Aunque en el presente se describe una sola forma del invento, para los expertos en el oficio será obvio que se pueden hacer variaciones en la construcción y relación de partes sin apartarse del espíritu y alcance del invento que aquí se describe.

Claims (8)

REIVINDICACIONES Reivindico :

1. Una herramienta que comprende: una pieza móvil que tiene una superficie para acoplar una leva en forma deslizante; una leva acoplada en forma deslizante con una pieza fija; la leva forzada en una dirección predeterminada por un acoplamiento con la pieza móvil; y una pieza para apoyar una pieza que se formará por la leva dispuesta en forma opuesta a la pieza móvil con respecto a la leva, la pieza se mueve simultáneamente con la pieza móvil .

2. La herramienta como en la reivindicación 1, en donde : la pieza móvil comprende una forma su stancialmente cilindrica que describe un ánima; y la superficie está dispuesta en una superficie interior de la pieza móvil.

3. La herramienta como en la reivindicación 2 , en donde la pieza está dispuesta en el ánima.

4. La herramienta como en la reivindicación 3 que además comprende: una pluralidad de levas que comprenden un anillo dispuesto en una forma substancialmente circular alrededor de la pieza fija; y las levas están dispuestas en la pieza fija entre la pieza móvil y la pieza.

5. La herramienta como en la reivindicación 4 que además comprende una pieza elástica para forzar a una leva en una dirección predeterminada.

6. La herramienta como en la reivindicación 5 que además comprende una pluralidad de anillos dispuestos adyacentes en la pieza fija.

7. La herramiento como en la reivindicación 6 que además comprende una pluralidad de retenes, cada retén limita el movimiento de una leva.

8. La herramienta como en la reivindicación 6 en donde la pieza fija además comprende: un ánima para recibir la pieza; y la pluralidad de anillos están dispuestos alrededor del ánima .