ES2205983B2 - Maquina para el trenzado para forja y producto obtenido con el mismo. - Google Patents

Abstract

Máquina para el trenzado de tubos para forja y producto obtenido con la misma. Especialmente concebida para permitir la obtención de cordones o barras salomónicas a base de tubos con reducido espesor de pared, presenta la particularidad de que tanto su cabezal motriz (9) como su cabezal conducido (10) incorporan chavetas (14), una para cada tubo (3) participarte en el trenzado, que encajan en chaveteros (2) operativamente practicados en cada uno de los extremos de cada tubo (3), actuando como medios de fijación y arrastre para dichos tubos, de manera que mientras uno de los extremos de los mismos se mantiene estable en sentido angular, fijado al cabezal conducido (10), el otro se ve sometido a un movimiento planetario en el giro del cabezal motriz (9) que provoca el pretendido trenzado entre ellos. El desplazamiento del cabezal conducido (10), en sentido de aproximación al cabezal motriz (9) a medida que se produce la torsión, viene limitado por pistones neumáticos (21-22) controlados por reguladores neumáticos (24). Se dispone de un autómata programable (26) que controla los parámetros variables correspondientes al número de vueltas y torsión de los tubos (3).

Description

Máquina para el trenzado de tubos para forja y producto obtenido con el mismo

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a una máquina que ha sido especialmente concebida para el trenzado de tubos metálicos, concretamente para la obtención de barras tipo "salomónico" de las habitualmente utilizadas en forja.

De forma más concreta la máquina permite arrollar helicoidalmente varios tubos cilíndricos, preferentemente tres, sobre un imaginario eje, para conseguir un elemento de amplia utilización práctica en el ámbito de la carpintería metálica, la forja, etc., como puede ser en la confección de cabezales para camas, soportes o pies de lámpara, enrejados para vallas o puertas, etc.

La invención concierne también al producto obtenido con dicha máquina.

Antecedentes de la invención

La utilización de barras salomónicas en los ejemplos de aplicación práctica anteriormente citados, está totalmente generalizada desde tiempo inmemorial. Una de las soluciones más habituales consiste en utilizar dos o más varillas siempre macizas, cilíndricas, de diámetro adecuado, soldadas entre sí y juntas que se someten a un efecto de torsión helicoidal determinante de una especie de trenzado que da lugar al objeto perseguido. En otros casos, se utiliza una barra prismático-rectangular también maciza y que se somete al mismo efecto de torsión helicoidal determinante del trenzado.

En la práctica y para la obtención mecanizada de cualquiera de los elementos antes citados, se utilizan máquinas trenzadoras provistas de un cabezal motriz porta-mordazas, de manera que en el mismo se fijan los extremos bien de las varillas macizas soldadas o de la barra maciza, mientras que en el otro extremo de las mismas se dispone de una mordaza fija. El cabezal motriz somete a dichas varillas o barra maciza a un movimiento giratorio, mientras el otro extremo de las mismas, al estar sujeto por una mordaza fija, impide que o bien las varillas o barra macizas rueden sin el retorcimiento helicoidal que da lugar al trenzado de las mismas.

Adicionalmente, para el uso de varias varillas macizas o inclusive de barras macizas en las máquinas convencionales, al estar previamente soldadas y por lo tanto juntas, conlleva que para su inserción y sujeción en el propio cabezal motriz se disponga de un único orificio dependiendo del diámetro de las mismas, lo que evidentemente imposibilita su trenzamiento entre varias varillas macizas o barras macizas separadas entre sí.

Con este tipo de máquinas se consiguen unos óptimos resultados, pero sin embargo tales máquinas tan solo pueden ser utilizadas con varillas o barras siempre macizas e inclusive juntas o soldadas previamente, ya que de ser sustituidas por elementos huecos, como por ejemplo tubos cilíndricos, se produce una deformación indeseada de los mismos tanto a nivel de las zonas de amarre por parte de las mordazas como a lo largo de su trayectoria.

Sin embargo y como es evidente, sería deseable poder utilizar tubos, para obtención de estas barras salomónicas, por cuanto que ello traería consigo un considerable abaratamiento de costos por la reducción en la cantidad de material empleado, así como reducción de costes al evitar soldaduras previas, a lo que hay que añadir además una notable reducción de peso.

Descripción de la invención

La máquina trenzadora que la invención propone ha sido especialmente concebida para permitir precisamente el trenzado de elementos tubulares, con un nivel de prestaciones similar al que ofrece una máquina convencional utilizada para el trenzado de tubos macizos o varillas macizas.

Para ello y de forma más concreta, partiendo de la estructura básica de dos prensas neumáticas (ajenas a la máquina de trenzado), con sus respectivas matrices, se ubican los elementos tubulares huecos de distanciamiento acorde con la longitud de los tubos a utilizar, en cada una de las cuales participa una mordaza de sujeción de la extremidad correspondiente del tubo, y un punzón capaz de efectuar una deformación radial e interior en dicha extremidad del tubo, a modo de chavetero, prevista como medio de posterior fijación en los cabezales de la máquina trenzadora propiamente dicha, con la colaboración de respectivas chavetas, para fijar uno de los extremos de los tubos y someter al otro extremo a un movimiento planetario alrededor del eje de la máquina y un paralelo y complementario movimiento de torsión del tubo sobre su propio eje, lo que va a asegurar que el trenzado de los tubos se produzca en ausencia de cualquier tipo de deformación anormal para los mismos, a pesar de su naturaleza hueca.

Consecuentemente y de acuerdo con lo anteriormente expuesto, la máquina que se preconiza centra sus características en la incorporación a la misma de dos cabezales, tanto el cabezal motriz como el cabezal conducido, que estarán provistos de una pieza soporte, recambiable con la colaboración de tornillos, que incorporan un plato porta-chavetas, también desmontable, provisto de orificios separados y equidistantes entre sí dependiendo del diámetro de los tubos a utilizar, para paso de los citados tubos, en el que dichas chavetas emergerán hacia el interior de los citados orificios para acoplarse en los chaveteros de estos últimos y, en consecuencia, fijarlos al cabezal correspondiente.

Fijados los tubos correspondientes por uno de sus extremos al cabezal motriz, haciendo uso de los chaveteros precitados, se ajustarán sus otros extremos al cabezal móvil o conducido situado en un carro móvil neumático, acorde a la longitud de los tubos.

Dispuestos entre los cabezales, se cierran las bridas de seguridad por cuyo interior discurren los respectivos tubos, impidiendo posibles deformaciones u oscilaciones no deseadas.

El cabezal motriz será el encargado de la maniobra de torsión helicoidal de los tubos, como se viene utilizando convencionalmente, con la diferencia de que en nuestro caso se incorpora el plato recambiable porta-chavetas, con los orificios distanciados y equidistantes entre sí según el diámetro de los tubos a utilizar.

A medida que los tubos se trenzan y por lo tanto reducen su longitud, a fin de evitar el chafamiento y posterior rotura de los tubos se dispone en nuestro caso, de un cabezal móvil o conducido situado en un carro móvil y gobernado por dos pistones neumáticos no utilizados convencionalmente en este tipo de máquinas, con la posibilidad de desplazar el carro móvil y que avance hacia el extremo en que se encuentra el cabezal motriz o retroceda en sentido inverso, permaneciendo en el punto más acorde o deseado, evitando que los tubos tengan más esfuerzo del permitido y evitando su chafamiento y posterior rotura.

El primer movimiento de empuje lo efectúa el pistón neumático, mientras que el segundo pistón amortigua el empuje del primer pistón, permitiendo controlar de esta manera el carro móvil y por lo tanto el empuje necesario según las características de cada tubo (diámetro, espesor, etc.).

Para el control de estos, se dispone de los reguladores necesarios, entre ellos el regulador de escape, que evita que el pistón de empuje funcione con golpes bruscos y se desplacen los pistones a una velocidad más acorde.

Adicionalmente se dispone de un autómata en el que se programan los parámetros correspondientes al número de vueltas y torsión, en función del diámetro y del espesor de pared de los tubos en orden a conseguir unas óptimas condiciones de trabajo de la máquina.

Se consigue de esta manera un cordón o barra salomónica que, con la apariencia de un cordón convencional, está estructurado a base de elementos tubulares, es decir huecos, con tan reducido espesor de pared como se estime conveniente, que se mantienen estables por su propio trenzado.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1.- Muestra una vista en alzado de la pareja de matrices que, para conseguir los chaveteros previos de los tubos, participan en dos prensas neumáticas o hidráulicas convencionales.

La figura 2.- Muestra un detalle en sección transversal de una de las matrices que participan en el conjunto de la figura anterior.

La figura 3.- Muestra una representación esquemática en alzado y en sección a un cuarto de los cabezales motriz y conducido que participan en la citada máquina trenzadora.

La figura 4.- Muestra una vista axial e inferior de uno de los cabezales de la figura anterior.

La figura 5.- Muestra una perspectiva general de la máquina trenzadora.

La figura 6.- Muestra, finalmente y según una vista en perspectiva, el producto obtenido con la máquina de las figuras anteriores.

Realización preferente de la invención

A la vista de las figuras reseñadas, y más concretamente de las figuras 1 y 2, puede observarse como con la máquina que se preconiza colabora una pareja de matrices (1-1'), destinadas a configurar un chavetero (2) en los extremos de cada tubo (3) que ha de participar en el cordón o barra salomónica, a cuyo efecto dichos cabezales (1-1') estarán distanciados en consonancia con la longitud de los tubos (3), incorporando cada uno de ellos una mordaza en la que participa un componente fijo (4) y un componente móvil (5), separables en contra de la tensión de resortes (6) contando el elemento móvil (5) con una ranura (7) a través de la que accede al alojamiento para el tubo (3) un punzón (8), desplazable también en contra de la tensión de los resortes (6), de manera que en un golpe de prensa se obtienen en ambos extremos del tubo (3) una pareja de chaveteros de sección semicircular peraltada alineados sobre una de sus generatrices.

La máquina trenzadora propiamente dicha, básicamente convencional, incorpora un los clásicos cabezal motriz (9) y cabezal conducido (10), el primero provisto por ejemplo de un hexágono (11) para recibir el movimiento giratorio, y el segundo dotado de medios de amarre a los medios limitadores de avance, con la especial particularidad de que la pieza soporte (12) de cada uno de estos cabezales (9-10), acoplable con carácter recambiable con la colaboración de tornillos (13), incorpora un plato porta-chavetas (14), fijable igualmente mediante tornillos (15), de manera que tras la introducción de los tubos (3) en los citados cabezales (9) y (10), concretamente en orificios distanciados y equidistantes entre sí (16) de la pieza soporte (12), las chavetas (14) se alojan en los chaveteros (2) de los tubos (3), inmovilizando los cabezales en sentido angular.

De esta manera y como se desprende de la observación de la citada figura 3, los tres tubos (3) se fijan por sus extremos tanto en sentido giratorio como en sentido planetario, de manera que cuando el cabezal motriz (9) inicia su movimiento giratorio, suministra a los tubos (3) un movimiento planetario, acompañado de un movimiento de giro sobre su propio eje, que al mantenerse estática en tal sentido la otra extremidad de los tubos (3), provoca en los mismos el trenzado helicoidal perseguido, paralelamente a una contracción axial de los tubos controlada por los pistones neumáticos que a su vez controlan la tensión de aproximación entre cabezales.

La estructura descrita está implantada, como se observa en la figura 5, en la bancada (17) de la máquina, a la que se fija directamente el cabezal motriz (9), concretamente a una caja (18) contenedora del correspondiente eje motriz, situada en uno de los extremos de la bancada (17), mientras que el cabezal móvil (10) se solidariza, con la colaboración de una mordaza (19), a un carro móvil (20) desplazable sobre la bancada (17) y asistido por un pistón de empuje (21) y un pistón de amortiguación (22), que trabajan en contraposición como se observa especialmente en el detalle ampliado de la figura 3, pistones (21) y (22) debidamente fijados a la bancada (21) con la colaboración de respectivos soportes (23) y contando el pistón de amortiguación (22) con un regulador de escape (24).

La bancada (17) constituye simultáneamente un armario con compartimentos (25) y (26) para el cuadro eléctrico y para el autómata programable.

Las bridas de seguridad (27), tantas como se estimen convenientes, debidamente solidarizadas a la plataforma superior de la bancada (17) con la colaboración de soportes (28), aseguran la estabilidad de los tubos (3) durante el trenzado de los mismos.

En la figura 6 aparece representado con detalle el producto que se obtiene con la máquina de la invención, concretamente como el cordón o barra salomónica está estructurado a base de tres elementos tubulares, es decir de tres elementos huecos de reducido espesor de pared.

Claims (5)

1. Máquina para el trenzado de tubos para forja, del tipo de las que incorporan dos cabezales, uno motriz y otro conducido, destinados a fijar por sus extremos a los componentes del cordón o barra salomónica a obtener, mediante giro del cabezal motriz y desplazamiento axial y controlado del cabezal conducido, que teniendo como finalidad conseguir dicho cordón o barra salomónica a partir de elementos tubulares, concretamente de tubos cilíndricos con reducido espesor de pared, se caracteriza porque con la máquina propiamente dicha colabora una pareja de matrices (1-1'), distanciadas en correspondencia con la longitud de los tubos (3) que han de participar en el cordón o barra salomónica, matrices cada una de las cuales incorpora un punzón (8) formal y dimensionalmente adecuado para generar en la extremidad correspondiente del tubo (3) un chavetero (2), en correspondencia con una de sus generatrices y preferentemente de configuración semicircular peraltada, mientras que tanto el cabezal motriz (9) como el cabezal conducido (10) de la trenzadora propiamente dicha incorporan orificios (16) distanciados y equidistantes entre sí, con sus respectivas chavetas (14), numéricamente coincidente con los tubos (3) que participan en el cordón o barra helicoidal, formal y dimensionalmente adecuadas para acoplarse en los chaveteros (2) y provocar así la inmovilización de los extremos de los tubos (3), para someter a los mismos a un movimiento planetario de torsión.

2. Máquina para el trenzado de tubos para forja, según reivindicación 1ª, caracterizada porque el cabezal conducido (10) está asistido por dos pistones neumáticos contrapuestos, uno de empuje (21) y otro de amortiguación (22) que controlan el movimiento de aproximación al cabezal motriz (9), durante la torsión de los tubos (3), en función del diámetro y espesor de pared de estos últimos, a cuyo efecto dichos pistones neumáticos están controlados por reguladores neumáticos (24).

3. Máquina para el trenzado de tubos para forja, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el cabezal motriz (9) está solidarizado a la bancada (17) de la máquina, mientras que el cabezal móvil o conducido (10) se fija mediante una mordaza (19) a un carro móvil (20) desplazable sobre la citada bancada con la colaboración del pistón de empuje (21) y del pistón de amortiguación (22), este último provisto de un regulador de escape (24).

4. Máquina para el trenzado de tubos para forja, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dispone de un autómata programable (26) que controla los parámetros variables correspondientes al número de vueltas y torsión de los tubos.

5. Producto obtenido con la máquina de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está constituido mediante varios tubos cilíndricos (3), de reducido espesor de pared, preferentemente en número de tres, arrollados helicoidalmente formando un cordón o barra salomónica en la que los componentes de la misma se mantienen unidos por el propio trenzado de los mismos.