ES2435533T5 - Procedimiento para unir de forma inseparable piezas de trabajo - Google Patents

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento para unir de forma inseparable piezas de trabajo

La invención se refiere a un procedimiento para unir de forma inseparable piezas de trabajo utilizando una herramienta de prensado. Este procedimiento se puede realizar con una herramienta de prensado para unir de forma inseparable piezas de trabajo con dos elementos pivotantes que presentan en cada caso una mordaza de prensado y con al menos un eje de rotación en el que están articulados los elementos pivotantes, formando los contornos internos de las mordazas situadas de manera opuesta entre sí una zona de alojamiento. Además se describe una pieza superior para una herramienta de prensado con dos mordazas de prensado, presentando cada mordaza de prensado un contorno interno y formando los contornos internos de las mordazas de prensado situados de manera opuesta entre sí una zona de alojamiento.

Herramientas de prensado, piezas superiores para herramientas de prensado y procedimientos del tipo mencionado al inicio ya se conocen por el estado de la técnica, por ejemplo del ámbito de las instalaciones de calefacción o de agua potable. Preferiblemente se utilizan las herramientas y los procedimientos para prensar radialmente piezas de trabajo tales como empalmes, tubos, manguitos o similares. Prensar radialmente significa a este respecto fundamentalmente conformar, mediante un movimiento de cierre a modo de tenazas de dos elementos pivotantes que presentan mordazas de prensado, dos piezas de trabajo dispuestas al menos en parte de modo que se solapan entre sí y de este modo unirlas de forma inseparable entre sí.

Sin embargo, este modo de proceder puede resultar desventajoso. Con herramientas de prensado y procedimientos previstos para este fin por ejemplo se dificulta claramente la ejecución de una fuerza de prensado homogénea por todos los lados sobre las piezas de trabajo que se van a prensar. Preferiblemente los tubos y empalmes tienen una forma con simetría de rotación y en gran parte redonda antes de la operación de prensado. Sin embargo, tras la operación de prensado esta simetría se puede ver perturbada debido a fuerzas de prensado que actúan de forma no homogénea en el punto de unión entre el tubo y el empalme, lo que puede alterar por un lado la impresión óptica y por otro lado la funcionalidad de la unión.

Además los materiales, en particular plásticos o metales de las piezas de trabajo solicitadas durante la operación de prensado, pueden presentar una capacidad de permanencia dirigida en contra las fuerzas de prensado. Esta capacidad de permanencia en forma de fuerzas de retroceso puede llevar a que el material conformado en la operación de prensado intente restablecer al menos en parte el estado inicial o la estructura inicial de las piezas de trabajo. Esto requiere que el usuario de un procedimiento de prensado o una herramienta de prensado que actúa radialmente hacia dentro deba aumentar las fuerzas de prensado que se van a ejercer radialmente hacia dentro para obtener el resultado de prensado deseado. Sin embargo, esto representa un uso de los materiales de las piezas de trabajo que se van a prensar que va más allá de la verdadera dimensión y que por tanto básicamente no es deseable.

Por ejemplo se conoce por el documento DE 101 44 100 C1 una herramienta de prensado con dos mordazas de prensado que se pueden aproximar radialmente una a la otra para establecer una unión de prensado de tubos estanca inseparable. Los contornos internos de las mordazas de prensado presentan superficies cuneiformes mediante las que se puede efectuar la conversión de un movimiento radial de las mordazas de prensado en una compresión axial del reborde anular de un empalme.

Por el documento DE 19840668 C1 se conoce una unión de tubos compuesta por un elemento de encaje a presión que presenta al menos una zona configurada con respecto a la sección transversal a modo de reborde que aloja un anillo de obturación, y por un tubo que está insertado en el elemento de encaje a presión. La zona configurada a modo de reborde se prensa radialmente con una herramienta de prensado, de modo que el elemento de obturación se prensa contra el tubo y así establece una unión estanca e inseparable.

Por el documento GB 2 205 373 A se conoce un procedimiento para unir tubos según el preámbulo de la reivindicación 1. Para ello está prevista una herramienta de unión que presenta dos elementos de sujeción con superficies biseladas que sirven para la conformación radial de la pieza de trabajo.

Por el documento DE 2725 280 A1 se conoce además una unión de tubos a partir de un tubo y un casquillo de empalme, presentando el casquillo de empalme un reborde anular radialmente abierto hacia dentro que contiene un anillo obturador. Este reborde anular se comprime con una herramienta de prensado de modo que el anillo obturador se prensa contra el tubo insertado en el casquillo de empalme. El molde de la herramienta de prensado presenta a este respecto superficies laterales cónicas que al comprimirse están en contacto con los lados del reborde anular, provocan la compresión del reborde anular y deforman radialmente el anillo obturador.

Los problemas anteriormente mencionados se pueden solucionar o al menos aliviar en particular mediante una técnica de prensado axial. Ejercer una fuerza de forma homogénea se puede garantizar de manera claramente más sencilla en un procedimiento de prensado axial. Es cierto que las propiedades de retroceso de los materiales que se van a deformar actúan básicamente también en una dirección axial, sin embargo los efectos de una solicitación aumentada del material debido a la dilatación axial larga habitualmente en comparación con la dilatación radial de las piezas de trabajo se pueden mantener reducidos. Sin embargo, resulta desventajoso con respecto a herramientas de prensado que actúan axialmente que ocupen un espacio de montaje amplio y que presenten un peso elevado. El uso de herramientas de este tipo o la aplicación de procedimientos de este tipo se le dificulta por tanto al instalador.

La presente invención se basa por tanto en el problema técnico de indicar un procedimiento alternativo con el que se pueda crear una unión inseparable entre piezas de trabajo mediante un prensado axial.

Según la presente invención el problema técnico se soluciona mediante un procedimiento según la reivindicación 1. Preferiblemente está situada de manera opuesta a la superficie de deslizamiento una superficie de pieza de trabajo adaptada correspondientemente. De este modo se crea en particular una mayor superficie de contacto entre la superficie de deslizamiento y la superficie de pieza de trabajo. De este modo se puede aumentar por ejemplo la estabilidad de la operación de prensado.

Con respecto a ventajas adicionales del procedimiento según la invención se remite a las reivindicaciones dependientes o a las exposiciones siguientes con respecto a una herramienta de prensado o con respecto a una pieza superior adecuada para herramientas de prensado.

El procedimiento anteriormente explicado se puede realizar con una herramienta de prensado para unir de forma inseparable piezas de trabajo con dos elementos pivotantes que presentan en cada caso una mordaza de prensado y con al menos un eje de rotación en el que están articulados los elementos pivotantes, formando los contornos internos de las mordazas de prensado situadas de manera opuesta entre sí una zona de alojamiento, presentando los contornos internos al menos una superficie de deslizamiento inclinada con respecto al eje de zona de alojamiento.

El eje de zona de alojamiento discurre aproximadamente de manera perpendicular con respecto a la superficie situada entre los contornos internos de las mordazas de prensado y corresponde fundamentalmente al eje de una pieza de trabajo, por ejemplo de un tubo o empalme, que se puede introducir en la zona de alojamiento para el prensado.

A través de la superficie de deslizamiento inclinada con respecto al eje de zona de alojamiento se puede convertir la dinámica de un movimiento realizado de manera radial hacia dentro al menos en parte en una fuerza de prensado que discurre en una dirección axial. En la operación de prensado se mueven los elementos pivotantes y en particular las mordazas de prensado alrededor del eje de rotación de modo que se aproximan entre sí, mientras que las piezas de trabajo que se van a prensar están dispuestas en la zona de alojamiento entre las mordazas de prensado. Se hace que los contornos internos de las mordazas de prensado entren en contacto con superficies dispuestas en las piezas de trabajo que se van a prensar. Mediante la continuación del movimiento radial hacia dentro se estrecha la zona que queda entre las piezas de trabajo y los contornos internos. Las superficies de deslizamiento situadas en contacto con las piezas de trabajo actúan de este modo como superficies de transmisión de fuerza y desviación de fuerza, ya que la superficie de deslizamiento y la superficie en la pieza de trabajo se deslizan una por encima de la otra, mientras que la pieza de trabajo se pone en movimiento. De este modo se puede generar un movimiento relativo en una dirección axial entre las piezas de trabajo que se van a prensar y se puede usar para el prensado, aunque se parte de un movimiento radial hacia dentro.

Como resultado se puede proporcionar una herramienta de prensado que realiza un prensado en una dirección axial, que aun así ocupa poco espacio de montaje y que ofrece ventajas con respecto al peso por ejemplo por una menor dilatación axial.

Es posible dotar el contorno interno de cada mordaza de prensado de exactamente una superficie de deslizamiento. Sin embargo, en este caso el contorno interno presenta preferiblemente también un saliente que actúa como contrasoporte que está dispuesto de manera opuesta a la superficie de deslizamiento en el otro lado del contorno interno de la mordaza de prensado. Preferiblemente este saliente se puede enganchar por detrás de un tramo de una pieza de trabajo que se va a prensar, en particular de la pieza de trabajo que no está en contacto con la superficie de deslizamiento, y por tanto establecer la presión contraria necesaria para el prensado axial. Sin embargo, mediante el saliente no se provoca una desviación de fuerza de una dirección radial hacia dentro a una dirección axial.

Sin embargo, también es posible prever dos superficies de deslizamiento inclinadas con respecto al eje de zona de alojamiento, dirigidas una hacia la otra. De este modo se puede aumentar la fuerza desviada y aplicada para el prensado axial. En caso de una configuración simétrica de las dos superficies de deslizamiento y superficies de interacción correspondientes en las piezas de trabajo por ejemplo se duplica la fuerza de prensado desviada. Sin embargo, cabe señalar que las configuraciones de las dos superficies de deslizamiento no tienen que corresponderse una a la otra ni ser simétricas, sino también se pueden realizar de manera diferente si es conveniente para la aplicación.

Es especialmente ventajoso cuando al menos una superficie de deslizamiento esté configurada como segmento cónico. De este modo se simplifica en particular la fabricación de los contornos internos de las mordazas de prensado y dado el caso la fabricación de piezas de trabajo con superficies de interacción adaptadas a estas mordazas de prensado que están previstas para el tipo de prensado anteriormente descrito. De este modo se puede conseguir un grado elevado de compatibilidad entre las herramientas de prensado anteriormente descritas y las piezas de trabajo previstas para el prensado tales como tubos, empalmes y similares.

Preferiblemente el ángulo de inclinación de la superficie de deslizamiento con respecto al eje de zona de alojamiento asciende a entre 35° y 55°, en particular a 45°. El ángulo de inclinación determina fundamentalmente el trayecto del movimiento radial hacia dentro que hay que recorrer para provocar un movimiento axial por un trayecto determinado. Cuanto menor sea el ángulo de inclinación, más deberá extenderse el contorno interno de la mordaza de prensado en la dirección axial para conseguir un resultado de prensado determinado, mientras que la dilatación radial de la mordaza de prensado se puede dimensionar de manera bastante estrecha. Un ángulo de por ejemplo 35° provoca por tanto una desviación de fuerza bastante eficaz desde el movimiento radial, mientras que si bien un ángulo de 55° tiene como consecuencia un trayecto radial más largo, aunque en cambio garantiza una mayor estabilidad durante el prensado. El ángulo de 45° a su vez es adecuado en particular para crear una compensación entre los dos efectos. Además se pueden optimizar de este modo las dimensiones exteriores de las mordazas de prensado tanto en la dirección radial como en la dirección axial.

Además es especialmente preferible que la superficie de deslizamiento esté configurada de manera que favorezca un deslizamiento. De este modo se puede al menos reducir la inercia que oponen las piezas de trabajo que se van a prensar a un movimiento de desviación axial, de modo que la operación de prensado se puede realizar de manera más sencilla. Configurar la superficie de deslizamiento de manera que favorezca un deslizamiento se puede realizar de diferente manera. Es posible configurar el tramo del contorno interno de la mordaza de prensado que comprende la superficie de deslizamiento de modo que forma dos piezas con el resto de la mordaza de prensado, y fabricar la superficie de deslizamiento a partir de un material tal como politetrafluoretileno o un material similar. Sin embargo, también es posible aumentar la capacidad de deslizamiento mediante un recubrimiento que favorece un deslizamiento de la superficie de deslizamiento, por ejemplo con un recubrimiento de laca lubricante. También es posible mediante un alisamiento de la superficie de deslizamiento, por ejemplo mediante un pulido de la superficie de deslizamiento, configurar ésta de manera que favorece un deslizamiento.

La herramienta de prensado puede presentar una pieza superior para una herramienta de prensado con dos mordazas de prensado, presentando cada mordaza de prensado un contorno interno y formando los contornos internos situados de manera opuesta entre sí de las mordazas de prensado una zona de alojamiento y presentando los contornos internos al menos una superficie de deslizamiento inclinada con respecto al eje de zona de alojamiento.

De este modo se puede hacer de manera sencilla que herramientas de prensado previstas al principio para el prensado radial se vuelvan adecuadas para un prensado axial. La nueva fabricación de elementos pivotantes adaptados correspondientemente a los requisitos modificados por tanto ya no es necesaria, de lo que resultan en particular ventajas económicas.

A continuación se explica la invención en más detalle mediante ejemplos de realización representados en un dibujo. En el dibujo muestran:

las figuras 1a, b, un ejemplo de realización de la herramienta de prensado antes de la operación de prensado en dos vistas diferentes,

las figuras 2a, b, el ejemplo de realización de la herramienta de prensado de las figuras 1a, b tras la operación de prensado en dos vistas diferentes y

la figura 3, un ejemplo de realización adicional de la aplicación de una herramienta de prensado.

La figura 1a muestra una herramienta de prensado 2 en una vista lateral. La herramienta de prensado 2 presenta dos elementos pivotantes 4 que se pueden hacer pivotar con respecto a un eje de rotación 6 asociado en cada caso a los mismos. Al prever dos ejes de rotación 6 se pueden configurar de manera más flexible los movimientos pivotantes de los elementos pivotantes 4. Sin embargo, también es posible prever solo un eje de rotación 6 en el que están articulados ambos elementos pivotantes 4. A través de elementos de soporte 8 asociados a los elementos pivotantes 4 en este ejemplo los elementos pivotantes 4 están unidos entre sí. En un tramo de los elementos pivotantes 4 están dispuestas mordazas de prensado 10 que situadas de manera opuesta entre sí configuran entre sí una zona de alojamiento 12 mediante sus contornos internos. La zona de alojamiento 12 se puede configurar según la posición de los elementos pivotantes 4 entre sí de manera más ancha o más estrecha. En este ejemplo de realización están insertados en la zona de alojamiento 12 un extremo de tubo 16 rodeado por un casquillo 14 y un empalme 18 que son especialmente adecuados para un prensado axial. El casquillo 14 está unido con el tubo 16 a través de salientes de fijación (no mostrados) dispuestos en la superficie circunferencial interior del casquillo 14 que están anclados en la superficie circunferencial exterior del tubo 16, de modo que el casquillo 14 y el tubo 16 no se pueden mover uno contra el otro.

A continuación se describe la operación de prensado. Evidentemente la herramienta de prensado 2 o el procedimiento según la invención no están limitados al uso de los tubos 16, casquillos 14 o empalmes 18 representados en este caso a modo de ejemplo.

Los elementos pivotantes 4 mostrados en este caso a modo de ejemplo también pueden estar dotados de mordazas de prensado amovibles 10. De este modo se puede hacer mediante una pieza superior para una herramienta de prensado 2 que herramientas de prensado 2 ya fabricadas que al principio estaban previstas para un prensado radial también sean adecuadas para un prensado axial.

La figura 1b muestra en una vista en sección transversal de la disposición de la figura 1a un empalme 18, un casquillo 14 así como un tubo 16 antes de que se haya establecido una unión inseparable entre estas tres piezas de trabajo 14, 16, 18.

Los contornos internos de las mordazas de prensado 10 presentan en este ejemplo dos superficies de deslizamiento 22 inclinadas con respecto al eje de zona de alojamiento 20, dirigidas una hacia la otra. Ambas superficies de deslizamiento 22 están configuradas en este ejemplo como segmentos cónicos. Sin embargo también son concebibles otras formas. En particular el ángulo de inclinación de las superficies de deslizamiento 22 se puede elegir libremente. El ángulo de inclinación de las superficies de deslizamiento 22 con respecto al eje de zona de alojamiento 20 asciende en este ejemplo de manera constante a aproximadamente 45°. Sin embargo, también son posibles desviaciones de este valor, por ejemplo hasta 35° o 55° o dado el caso superiores. Tal como no se representa en este ejemplo de realización, las superficies de deslizamiento 22 por ejemplo pueden estar configuradas de manera que favorecen un deslizamiento mediante un recubrimiento.

El empalme 18 presenta de forma central en su cuerpo base una hendidura 24 con paredes laterales biseladas. El ángulo de inclinación de las paredes laterales está adaptado en este ejemplo de manera ventajosa al ángulo de inclinación de las superficies de deslizamiento 22 en las mordazas de prensado 10. Además el casquillo 14 presenta en su saliente a modo de brida un bisel 26 que también está adaptado al ángulo de inclinación de las superficies de deslizamiento 22, por tanto en este ejemplo a aproximadamente 45°. De este modo la operación de prensado en particular se puede estabilizar. Antes de la operación de prensado las superficies de deslizamiento 22 están en contacto con las superficies de pieza de trabajo anteriormente mencionadas, por ejemplo del bisel 26 del casquillo 14 o de la pared lateral de la hendidura 24 del empalme 18.

La figura 2a muestra el estado de la herramienta de prensado 2 así como de las piezas de trabajo 14, 16, 18 tras la operación de prensado en una vista lateral. Los elementos pivotantes 4 se han hecho pivotar hacia dentro, de modo que las superficies de tope 28 de las mordazas de prensado 10 están en contacto entre sí.

La figura 2b representa la disposición de la figura 2a en una vista en sección transversal. Mediante el movimiento radial hacia dentro de las mordazas de prensado 10 se transmitió la fuerza ejercida al menos en parte a través de las superficies de deslizamiento 22 en contacto y superficies de pieza de trabajo de la herramienta de prensado 2 a las piezas de trabajo, en este ejemplo el casquillo 14 y el empalme 18 y a este respecto se desvió en la dirección axial. Esto tiene como consecuencia que en este ejemplo el casquillo 14 y el tubo 16 unido con el casquillo 14 así como el empalme 18 se muevan de modo que se aproximan entre sí, o dicho de otro modo, se comprimen o se prensan.

Tras la operación de prensado axial un saliente de retención dispuesto en la superficie circunferencial exterior del casquillo 14 está retenido en una ranura de retención dispuesta en la superficie circunferencial interior del cuerpo exterior del empalme 18, de modo que no es posible una retirada axial del extremo de tubo 16 rodeado por el casquillo 14 del empalme 18.

De este modo queda establecida la unión inseparable. Un movimiento axial del tubo 16 saliendo del empalme 18 se evita mediante la retención. El cuerpo de apoyo del empalme 18 se conformó durante la operación de prensado al menos en parte al interior de la superficie circunferencial interior del tubo 16 y por tanto obtura la unión entre el tubo 16 y el empalme 18 por ejemplo con respecto a fluidos (no representados) guiados en el tubo 16 bajo una solicitación mediante presión.

Como resultado se ha utilizado una herramienta de prensado 2 que a pesar de un movimiento de salida radial de las mordazas de prensado 10 realiza un prensado en una dirección axial, que ocupa poco espacio de montaje y en particular ofrece una manejabilidad mejorada.

La figura 3 muestra en una vista en sección transversal una disposición a partir de un tubo 16, un empalme 18 que presenta un cuerpo de apoyo, enganchándose el cuerpo de apoyo en el tubo 16, un elemento de transmisión 30 dispuesto sobre la superficie circunferencial exterior del tubo que presenta con respecto a su sección transversal una forma de cuña y en el extremo más ancho de la cuña una abertura 32 para el control visual del estado de prensado, y un casquillo de deslizamiento 34 que está en contacto por fuera con el elemento de transmisión 30 que con respecto a su sección transversal también está configurado aproximadamente de manera cuneiforme, aunque presenta en el extremo más ancho un saliente 36 a modo de brida. El saliente 36 a modo de brida del casquillo de deslizamiento 34 presenta un bisel 38 cuya superficie está prevista para la interacción con una de las superficies de deslizamiento 22 de las mordazas de prensado 10 representadas de manera esquemática en este ejemplo. También el casquillo de deslizamiento 34 comprende una abertura para el control visual del estado de prensado de las piezas de trabajo 16, 18, 30 y 34. El empalme 18 presenta en su cuerpo base una hendidura 24 con una superficie de pared oblicua, estando adaptada la inclinación de la superficie de pared oblicua al contorno interno de las mordazas de prensado 10.

Las mordazas de prensado 10 comprenden en este ejemplo dos superficies de deslizamiento 22 dirigidas una hacia la otra que están configuradas como segmentos cónicos y que presentan un ángulo de inclinación con respecto al eje de zona de alojamiento 20 de aproximadamente 60°. Al elegir este ángulo algo superior se puede mejorar en particular la estabilidad de la operación de prensado.

Durante la operación de prensado las superficies de deslizamiento 22 de las mordazas de prensado 10 interaccionan con las superficies de pared oblicuas en la hendidura 24 del empalme 18 y con el bisel 38 del saliente 36 a modo de brida del casquillo de deslizamiento 34. La dinámica provocada mediante un movimiento radial hacia dentro de las mordazas de prensado 10 se transmite a través de las superficies de deslizamiento 22 al casquillo de deslizamiento 34 y al empalme 18, de modo que el empalme 18, el casquillo de deslizamiento 34 y de este modo también el elemento de transmisión 30 se juntan en una dirección axial. La configuración cuneiforme del casquillo de deslizamiento 34 y del elemento de transmisión 30 así como su contacto hacen que las fuerzas de prensado durante la operación de prensado se transmitan a la superficie circunferencial exterior del tubo y se vuelvan a desviar al menos parte en una dirección radial hacia dentro. De este modo el tubo 16 se prensa con el cuerpo de apoyo del empalme 18, conformándose material del tubo 16 en particular al interior de rebajes 40 dispuestos en la superficie circunferencial exterior del cuerpo de apoyo, de modo que se evita un movimiento axial tras finalizar la operación de prensado. También de este modo se puede por tanto crear una unión inseparable permanente entre un tubo 16 y un empalme 18.

Claims (3)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para unir de forma inseparable, utilizando una herramienta de prensado, piezas de trabajo del ámbito de las instalaciones de calefacción o de agua potable tales como empalmes, tubos, manguitos o similares, - en el que la herramienta de prensado se acciona radialmente hacia dentro,

- en el que se hace que al menos una superficie de deslizamiento inclinada con respecto al eje de zona de alojamiento dispuesta en la herramienta de prensado y una superficie de pieza de trabajo entren en contacto entre sí,

- en el que la fuerza de prensado ejercida radialmente hacia dentro se transmite de la superficie de deslizamiento a la superficie de pieza de trabajo y se desvía al menos en parte en la dirección axial, deslizándose la superficie de deslizamiento y la superficie en la pieza de trabajo una por encima de la otra y - en el que las piezas de trabajo se prensan en la dirección axial.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que se sitúa de manera opuesta a la superficie de deslizamiento una superficie de pieza de trabajo adaptada de manera correspondiente.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 a 2, en el que la desviación se efectúa con un ángulo de entre 35° y 55°, en particular de 45°.