ES2211689T3 - Cabeza descortezadora y procedimiento para descortezar cilindros, tubos y similares. - Google Patents

Abstract

Cabeza (9) descortezadora para descortezar cilindros, tubos para cilindros y similares, con cuchillas descortezadoras dispuestas oscilantes radialmente en la cabeza descortezadora, caracterizada porque están previstas al menos tres cuchillas (10) descortezadoras, porque todas las cuchillas (10) descortezadoras se apoyan directa o indirectamente mediante un cuerpo (12) común cónico o piramidal dispuesto desplazable en la cabeza descortezadora, y mediante el mismo, son desplazables radialmente a la cabeza descortezadora, porque el cuerpo (12) cónico o piramidal está apoyado flotante en la cabeza (9) descortezadora con dos grados (12¿, 12¿) de libertad, y porque están previstos segundos medios (13) elásticos para el tensado previo de cada cuchilla descortezadora, contra el cuerpo (12) cónico o piramidal.

Description

Cabeza descortezadora y procedimiento para descorterzar cilindros, tubos y similares.

La invención se refiere a una cabeza descortezadora y a un procedimiento para descortezar cilindros, tubos para cilindros y similares, utilizando una cabeza descortezadora, disponiendo la cabeza descortezadora de un número de cuchillas descortezadoras dispuestas oscilantes radialmente en la cabeza descortezadora.

Se conocen tales procedimientos y cabezas descortezadoras, por ejemplo, por el documento DE 22 23 969 o por el DE 27 23 622 (el estado actual más indicado de la técnica). Sirven para el mecanizado, en especial mecanizado de precisión, de paredes cilíndricas de taladros, como las que se encuentran, por ejemplo, en cilindros hidráulicos y tubos para cilindros. Tales paredes de taladros se mecanizan de precisión en la forma más económica por descortezado y alisado con rodillos. El material de partida es por lo regular, tubos estirados de acero, de precisión, o tubos de acero dulce, preparados por barrenado con unas creces pequeñas de mecanización, de unos 0,3 a 1 mm en el diámetro. Estos tubos presentan errores de alineación, condicionados por la fabricación, que no son perjudiciales para el objeto de aplicación de los tubos y que, por consiguiente, no tienen que corregirse mediante el descortezado.

Evidentemente también en cilindros curvados tiene que descortezarse y alisarse con rodillos, la superficie de la pared del taladro, en toda su superficie. Esto presupone entre las condiciones dadas, que la cuchilla descortezadora, siga la forma macroscópica del tubo con una sección de corte, casi constante. Para ello se han acreditado cuchillas descortezadoras dispuestas flotantes, como las que se conocen, por ejemplo, por el documento ya citado DE 27 23 622, o por el DE 25 18 170. Aquí la cabeza descortezadora es móvil libremente en dirección radial, en dos planos, respecto a la herramienta, y la o las cuchillas descortezadoras son móviles adicionalmente en dirección radial.

La disposición conocida de las cuchillas descortezadoras, garantiza el centrado automático de las cuchillas mediante las fuerzas pasivas de corte de las dos cuchillas, incluso cuando la cabeza descortezadora no gire concéntricamente debido a la acción de fuerzas exteriores. No obstante, en esta disposición es desventajoso que las cuchillas descortezadoras equipadas con dos filos dispuestos opuestos, no producen forzosamente un taladro redondo circular. Más bien tales cuchillas descortezadoras pueden realizar durante la rotación de la cabeza descortezadora, un movimiento radial oscilante, y así producen una sección transversal del taladro distinta de la forma circular. Este movimiento puede ser provocado por un defecto de la forma circular ya existente en el tubo, o por una perturbación insignificante del equilibrio dinámico, acaso debida a la fuerza pasiva oscilante de corte en la rotura regular buscada de la viruta, y puede aumentarse, y continuar durante toda la duración de la mecanización.

Es característico de semejantes perfiles de taladro que el taladro, medido entre dos puntos opuestos, presenta desde luego un diámetro constante, aunque el círculo inscrito interior sea menor, y el círculo circunscrito exterior sea mayor, que el diámetro de descortezado medido en el procedimiento de los dos puntos. Aquí pueden generarse "polígonos" con 3, 5, 7 o más "vértices". Este defecto de la forma circular, puede conducir a problemas durante el ensamblaje con pistones y juntas. Frecuentemente el defecto de la forma circular discurre a lo largo del tubo, con un descentramiento angular, de una revolución de la herramienta a la siguiente, de manera que se obtiene un perfil helicoidal del taladro del cilindro, que por lo regular se considera como falta de calidad.

Se conocen también herramientas sin cuchillas oscilantes. Entre ellas se cuentan los escariadores, como los que se describen, por ejemplo, en los documentos DE 19 62 181 B, DE 16 52 790 A, DE 73 21 746 U, y US 26 38 020. Las cuchillas de los escariadores sólo pueden ajustarse conjuntamente para la misma cota respecto al cuerpo de base de la herramienta y, por tanto, no están montadas oscilante radialmente. Los escariadores están diseñados por definición para producir taladros con el menor error posible de alineación. El ulterior progreso de la mecanización, se lleva a cabo pues a continuación de la dirección actual del taladro. Si el taladro previo hubiese estado curvado, se esperará de los escariadores que eliminen esta curvatura lo más completamente que sea posible.

Los tubos para cilindros se fabrican de tubos estirados de acero, de precisión, con una longitud de hasta 10 m. Condicionados por el procedimiento de fabricación sin arranque de virutas empleado hasta ahora, estos tubos presentan errores de alineación de hasta 2 mm/m. Pero al mismo tiempo, por motivos de coste y para ahorrar material, se trabaja con creces de mecanización de menos de 1 mm en diámetro. Esto quiere decir que no se dispone de suficientes creces de mecanización, para hacer del taladro curvo, uno recto. Para ello sería necesario, en el caso de la curvatura arriba indicada, unas creces de mecanización en el diámetro, de al menos 4 mm. Herramientas que como los escariadores arriba descritos, estén diseñadas para la fabricación de taladros lo más derechos que sea posible, arrancarían mucho material en algunos puntos, y por ello dejarían de nuevo sin mecanizar otros puntos. En una cabeza descortezadora para descortezar cilindros, tubos para cilindros y similares, se impone pues la exigencia de que la herramienta de descortezar siga la forma macroscópica del taladro durante la mecanización y, por tanto, que reproduzca los errores existentes de alineación. A esta exigencia no se ajustan los escariadores.

Partiendo de esto, la misión de la invención se basa en presentar una cabeza descortezadora y un procedimiento para descortezar, que permitan eliminar lo más ampliamente posible los defectos de la forma circular, e impedir la aparición de las ondulaciones helicoidales.

La misión se resuelve con una cabeza descortezadora según la reivindicación 1, con cuchillas descortezadoras dispuestas oscilantes radialmente en la cabeza descortezadora en la que están previstas al menos tres cuchillas descortezadoras. Con un acondicionamiento semejante de la cabeza descortezadora, puede cumplirse tanto la exigencia del centrado automático, como también de la geometría redonda circular del descortezado con una sección uniforme de corte.

Además, la invención tiene la gran ventaja de que gracias a la previsión de al menos tres cuchillas descortezadoras, el rendimiento de descortezado puede aumentarse respecto a las conocidas cabezas descortezadoras con tan sólo dos cuchillas descortezadoras.

En una forma preferente de realización de la invención, en la que la cabeza descortezadora presenta un eje central, está previsto que cuchillas descortezadoras contiguas, vistas en la dirección del eje central de la cabeza descortezadora, estén dispuestas unas respecto a otras a distancias angulares parecidas. Esto garantiza en cada posición de rotación de la cabeza descortezadora, la máxima probabilidad posible de centrado. La distancia angular ascendería correspondientemente para tres cuchillas descortezadoras a 120 grados, para cuatro cuchillas descortezadoras, a 90, para cinco cuchillas descortezadoras, a 72, y para seis cuchillas descortezadoras, a 60. Estos ángulos pueden varias también insignificantemente de sector a sector, cuando esto sea conveniente para evitar las marcas de retemblado.

En otra forma preferente de realización de la invención, en la que la cabeza descortezadora presenta un eje central, y cada cuchilla descortezadora, al menos un filo, está previsto que al menos tres filos de cuchillas descortezadoras diferentes, estén dispuestos con simetría de rotación respecto al eje central de la cabeza descortezadora, lo cual quiere decir que para un filo de una cuchilla descortezadora, están previstos en al menos otras dos cuchillas descortezadoras, filos correspondientes, de manera que puntos correspondientes de los respectivos filos, definan un plano que discurra perpendicular al eje central. Puesto que el eje central de la cabeza descortezadora, durante el funcionamiento de la cabeza descortezadora, es el eje principal de rotación, esta disposición de los filos actúa asimismo positivamente sobre el centrado de la cabeza descortezadora en el taladro a descortezar.

El rendimiento de descortezado puede aumentarse todavía más, haciendo que cada cuchilla descortezadora presente al menos dos filos.

En una forma especialmente ventajosa de realización de la invención, todas las cuchillas descortezadoras se apoyan directa o indirectamente mediante un cuerpo común cónico o piramidal, dispuesto desplazable en la cabeza descortezadora, y mediante este cuerpo, son desplazables radialmente respecto a la cabeza descortezadora. Aquí, en cada caso según el acondicionamiento de la cabeza descortezadora, el cuerpo puede poseer tanto la forma de un cono o tronco de cono, como también de una pirámide o de un tronco de pirámide, no estando limitado aquí el concepto de pirámide en el sentido corriente a aquellos poliedros regulares que poseen una base cuadrada y como caras laterales, cuatro triángulos isósceles iguales, sino que hay que entender el concepto pirámide en el sentido de la definición geométrica, y pudiendo poseer en especial una base con tantos lados como cuchillas descortezadoras estén previstas.

Tanto un cuerpo cónico, como también uno piramidal, permiten con ventaja, mediante simple desplazamiento del cuerpo a lo largo del eje central de la cabeza descortezadora, comprimir las cuchillas descortezadoras radialmente hacia fuera, y así ajustar el correspondiente diámetro de descortezado en forma especialmente sencilla.

Aquí se ha mostrado como especialmente ventajoso durante el funcionamiento, disponer el cuerpo cónico o piramidal, flotante en la cabeza descortezadora. También es ventajosa la previsión de medios para la fijación variable de una primera posición relativa del cuerpo cónico o piramidal con relación a las cuchillas descortezadoras, pudiendo tensarse previamente el cuerpo cónico o piramidal en la primera posición relativa mediante los correspondientes medios elásticos. Esta primera posición relativa es por lo regular la posición de trabajo de la cabeza descortezadora, en la que las cuchillas descortezadoras están ajustadas pues al deseado diámetro de descortezado.

Para poder retraer la cabeza descortezadora, fácilmente y sin generar marcas del cuerpo descortezado, el cuerpo cónico o piramidal puede estar configurado de manera que pueda moverse contra la tensión previa, aplicando una fuerza exterior, especialmente hidráulica, a una segunda posición relativa respecto a las cuchillas descortezadoras, correspondiendo esta segunda posición relativa a una posición retraída de las cuchillas descortezadoras, de manera que estas no se apoyen ya más estrechamente a las superficies a descortezar, y que la cabeza descortezadora pueda moverse y posicionarse fácilmente en el cuerpo a descortezar.

Para garantizar que las cuchillas descortezadoras se apoyen siempre bien, directa o indirectamente, en el cuerpo cónico o piramidal, y sigan pues el ajuste deseado del diámetro de descortezado, mediante la modificación de la posición relativa del cuerpo cónico o piramidal, y de las cuchillas descortezadoras, pueden preverse con ventaja medios elásticos que tensen previamente las cuchillas descortezadoras contra el cuerpo cónico o piramidal.

Es ventajoso cuando estos segundos medios elásticos están dispuestos de manera que su dirección de acción no discurre por el centro de la herramienta.

Para impedir un ladeado de las cuchillas descortezadoras, se propone, además, que las cuchillas descortezadoras estén guiadas en guías cuya relación de la longitud a la anchura sea mayor de 1,5, de preferencia mayor de 2. La relación de la longitud a la anchura puede llegar hasta 4 a 5, para conseguir una buena guía. Aquí hay que entender por longitud la extensión de la guía en dirección radial, mientras que se entiende por anchura la extensión de la guía en dirección axial.

La tarea citada se resuelve, además, por un procedimiento para descortezar un cilindro, un tubo para cilindro o similar, mediante una cabeza descortezadora introducida en el cuerpo a descortezar, con un eje central y un número de cuchillas descortezadoras, utilizándose una cabeza descortezadora con al menos tres cuchillas descortezadoras móviles radialmente con relación al eje central de la cabeza descortezadora.

En una forma preferente de realización del procedimiento, presentando cada cuchilla descortezadora utilizada, al menos un filo, está previsto que la distancia radial de los filos al eje central de la cabeza descortezadora -y, por tanto, el diámetro de descortezado- se ajuste mediante un cuerpo cónico o piramidal dispuesto móvil en la cabeza descortezadora.

Otras particularidades y ventajas de la invención, se deducen de la siguiente descripción, puramente a título de ejemplo, y no limitadora, de un ejemplo de realización de una cabeza descortezadora según la invención, juntamente con el dibujo en el que:

La figura 1 muestra una cabeza descortezadora según la invención, en alzado lateral cortado parcialmente a lo largo del eje central.

La figura 1a es una vista de un detalle de la cabeza descortezadora mostrada en la figura 1, en la zona de las cuchillas.

La figura 2 es una vista parcialmente cortada, vista en la dirección del eje central, de la cabeza descortezadora según la figura 1.

La figura 3 ilustra la forma de acción de las fuerzas centradoras durante el funcionamiento de la cabeza descortezadora, y

La figura 4 una forma alternativa de realización de una cabeza descortezadora, en alzado lateral cortado parcialmente, a lo largo del eje central.

En las figuras 1 a 3 se muestra una cabeza descortezadora designada en su totalidad con 9, en la que están dispuestas en total seis cuchillas 10 descortezadoras desplazables radialmente, en una carcasa 11 cilíndrica.

Cada cuchilla 10 descortezadora dispone en este ejemplo de realización, de dos filos 3 y 3'. Las cuchillas descortezadoras están guiadas en guías 10' con gran relación longitud/anchura, y que impiden un ladeado de las cuchillas descortezadoras. En el ejemplo mostrado de realización esta guía es más de tres veces -tomada exactamente acaso más de cinco veces- larga que ancha.

Como se ilustra a título de ejemplo en la figura 2 para sólo una cuchilla, cada cuchilla 10 descortezadora se comprime mediante medios elásticos, aquí en forma de elementos 13 de muelle a compresión, radialmente hacia dentro contra un cuerpo cónico que sirve para el ajuste de la cuchilla descortezadora, aquí en forma de un tronco 12 de cono. Para ello cada cuchilla 10 descortezadora presenta un alojamiento 13' para cada elemento 13 de muelle a compresión, insistiéndose una vez más todavía en este punto que -a diferencia de lo representado en la figura 2- cada cuchilla descortezadora se tensa previamente, mediante un elemento 13 de muelle a compresión, en la dirección hacia el cono, como se indica mediante las flechas 13'' en las figuras 2 y 3, de las que por razones de claridad, sólo algunas se proveyeron con símbolos de referencia.

Los elementos 13 de muelle a compresión, durante el descortezado y en el estado introducido, en el que las cuchillas descortezadoras se encuentran pues, en una posición retraída respecto al eje central, vista en dirección radial, se cuidan de un contacto permanente de las cuchillas 10 con el tronco 12 de cono.

Para la fijación de una primera posición relativa del tronco 12 de cono y de las cuchillas 10 descortezadoras, está prevista una combinación 15 de tornillo - elemento distanciador. Medios elásticos, aquí en forma de un muelle 14 helicoidal, tensan previamente el tronco de cono en esta posición relativa que corresponde a la posición de trabajo en la que la herramienta está preparada para el descortezado.

Aplicando una fuerza en la dirección de la flecha 16, por ejemplo, mediante un sistema hidráulico, conocido en sí mismo, aquí no representado en detalle, puede desplazarse el tronco 12 de cono a lo largo del eje 16' central común de la cabeza 9 descortezadora y al tronco 12 de cono, contra la tensión previa del muelle 14, con lo que las cuchillas 10 descortezadoras se mueven radialmente hacia dentro, a una posición retraída.

El tronco 12 de cono está dispuesto flotante en la cabeza 9 descortezadora. Como se representa en la figura 3, un error de alineación de un tubo para cilindro a descortezar, de dimensión 19, significa una modificación del contorno 17 del taladro y del eje 17a del taladro, de dimensión 19, a la posición 18 ó 18a. Esto conduce a un aumento de las fuerzas pasivas de corte de todos los filos que trabajan en el dibujo por encima del centro, y al mismo tiempo a un descenso de las fuerzas inferiores en el dibujo. A esto reacciona el tronco 12 de cono con un movimiento 20 radial hacia abajo, de dimensión 19. De esta manera se centra todo el juego de cuchillas manteniendo la geometría del círculo circunscrito en el nuevo centro del tubo. De este modo se cumplen las exigencias de centrado automático del juego de cuchillas descortezadoras, geometría redonda circular del descortezado, y sección uniforme de corte. El movimiento de compensación se lleva a cabo mientras gira la herramienta de descortezar, o estando detenida la herramienta y girando la pieza ininterrumpidamente, y puede realizarse en cada caso según la curvatura del tubo, en cualquier dirección.

La figura 4 muestra una forma de realización en la que la fuerza 1'' actúa en la cara ancha del tronco 12''' de cono, y el muelle 14' helicoidal actúa mediante la combinación 15' de tornillo y elemento distanciador, en el diámetro menor del tronco 12''' de cono. También esta disposición da lugar a un desplazamiento de los filos 3'' y de las cuchillas 10' descortezadoras, con relación a la carcasa 11'.

En el marco de la idea de la invención son posibles numerosas modificaciones y perfeccionamientos, que se refieren, por ejemplo, al número y disposición de las cuchillas descortezadoras y de los filos. Así por ejemplo, en especial para el descortezado de grandes diámetros, es posible utilizar cabezas descortezadoras que presenten más de las tres cuchillas descortezadoras mostradas como ejemplo. Lo esencial de la invención es en todo caso que se prevén más de dos cuchillas descortezadoras, lo que reduce claramente la probabilidad de que se presente una oscilación radial imprevista.

Claims (13)

1. Cabeza (9) descortezadora para descortezar cilindros, tubos para cilindros y similares, con cuchillas descortezadoras dispuestas oscilantes radialmente en la cabeza descortezadora, caracterizada porque están previstas al menos tres cuchillas (10) descortezadoras, porque todas las cuchillas (10) descortezadoras se apoyan directa o indirectamente mediante un cuerpo (12) común cónico o piramidal dispuesto desplazable en la cabeza descortezadora, y mediante el mismo, son desplazables radialmente a la cabeza descortezadora, porque el cuerpo (12) cónico o piramidal está apoyado flotante en la cabeza (9) descortezadora con dos grados (12', 12'') de libertad, y porque están previstos segundos medios (13) elásticos para el tensado previo de cada cuchilla descortezadora, contra el cuerpo (12) cónico o piramidal.

2. Cabeza descortezadora según la reivindicación 1, presentando la cabeza descortezadora un eje (16') central, caracterizada porque cuchillas (10) descortezadoras contiguas, vistas en la dirección del eje (16') central de la cabeza (9) descortezadora, están dispuestas unas respecto a otras a distancias angulares parecidas.

3. Cabeza descortezadora según la reivindicación 1 ó 2, presentando la cabeza (9) descortezadora un eje (16') central y cada cuchilla (10) descortezadora al menos un filo (3, 3'), caracterizada porque al menos tres filos de cuchillas descortezadoras diferentes, están dispuestos con simetría de rotación respecto al eje central de la cabeza descortezadora.

4. Cabeza (9) descortezadora según la reivindicación 1, caracterizada porque están previstos medios (15, 15') para la fijación variable de una primera posición relativa del cuerpo (12) cónico o piramidal con relación a las cuchillas (10) descortezadoras.

5. Cabeza descortezadora según la reivindicación 4, caracterizada porque están previstos medios (14) elásticos para el tensado previo del cuerpo (12) cónico o piramidal en la primera posición relativa.

6. Cabeza descortezadora según la reivindicación 5, caracterizada porque el cuerpo cónico o piramidal puede moverse contra la tensión previa mediante la aplicación de una fuerza (16) exterior, en especial hidráulica, a una segunda posición relativa.

7. Cabeza descortezadora según la reivindicación 6, caracterizada porque los segundos medios (13) elásticos están dispuestos de manera que su dirección de acción no discurre por el centro de la herramienta.

8. Cabeza descortezadora según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque las cuchillas (10) descortezadoras están guiadas en guías (10') cuya relación de la longitud a la anchura es mayor de 1,5, de preferencia mayor de 2.

9. Procedimiento para descortezar un cilindro, un tubo para cilindro o similar, mediante una cabeza descortezadora introducida en el cuerpo a descortezar, con un eje central y un número de cuchillas descortezadoras, caracterizado porque se utiliza una cabeza descortezadora según la reivindicación 1, con al menos tres cuchillas descortezadoras móviles radialmente con relación al eje central de la cabeza descortezadora.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, presentando cada cuchilla descortezadora al menos un filo, caracterizado porque la distancia radial de los filos al eje central de la cabeza descortezadora se ajusta mediante un cuerpo cónico o piramidal, dispuesto móvil en la cabeza descortezadora.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque las cuchillas descortezadoras se tensan previamente contra el cuerpo cónico o piramidal.

12. Procedimiento según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque el cuerpo cónico o piramidal se tensa previamente en una primera posición relativa (posición de trabajo), con relación a las cuchillas descortezadoras.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque para el desplazamiento de la cabeza descortezadora en el cuerpo a descortezar, sin mecanizar el cuerpo, el cuerpo cónico o piramidal, se comprime contra la tensión previa en una segunda posición relativa, aplicando una fuerza exterior, en especial hidráulica, en cuya posición la distancia radial de los filos al eje central de la cabeza descortezadora, es menor que en la posición de trabajo.