PRENSA PUNZADURA CON PORTA-PUNZONES Y PORTA-MATRICES

INTERCAMBIABLES

CAMPO TéCNICO DE LA INVENCIóN

La presente invención se refiere a máquinas empleadas para perforar piezas metálicas o de otros materiales. Particularmente se refiere a una prensa punzadora cuya estructura permite intercambiar porta-punzones y porta-matrices de manera conjunta o individual por otros porta-punzones o porta-matrices de Ia misma o diferente configuración.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIóN

En Ia industria en general, es habitual Ia practica de perforar agujeros de tamaños y formas distintas en diferentes piezas metálicas o de cualquier material.

Estos agujeros se realizan con Ia finalidad de que estas piezas metálicas puedan ser utilizadas posteriormente en procesos adicionales, por ejemplo, en Ia industria automotriz para ensamblar piezas con otras piezas; para troquelar escudos de cerraduras de puertas; para realizar aberturas en barras perfiladas huecas y alargadas extrudidas como las que se usan en Ia industria de Ia edificación para Ia construcción de marcos de puertas y ventanas; etc.

Para llevar acabo tales agujeros, se utilizan prensas-punzadoras

(coloquialmente denominadas punzonadoras) manuales, neumáticas o hidráulicas existentes en el mercado, según las necesidades del usuario, que van desde grandes máquinas, a prensas-punzadoras pequeñas; desde las que son fijadas a una mesa hasta las que son prensas-punzadoras portátiles.

Ejemplos de soluciones actuales de prensa punzaduras, las encontramos descritas en los siguientes documentos de patente.

Werner Erlenmaier, en Ia patente estadounidense US-4,951,375, describe una máquina perforadora con punzones intercambiables y con avance de Ia pieza de trabajo.

José Joaquín del Rey Montón, en Ia publicación española de modelo de utilidad ES-1058264, describe una punzadora hidráulica portátil aplicable para el perforado de agujeros en los extremos de perfiles de materiales diversos, Ia cual se caracteriza esencialmente por el hecho de que comprende una estructura o armazón que se puede desplazar que incluye una motobomba hidráulica, una pistola punzadora manual extraíble, estando Ia motobomba y Ia pistola punzadora unidos por un conducto alargado y flexible que proporciona el suministro de energía eléctrica e hidráulica para el funcionamiento de Ia pistola. Gracias a estas características, se obtiene una punzadora portátil de bajo peso y de fácil manejo que puede situarse en cualquier zona deseada por operario, pues posibilita su utilización mediante una sola mano del operario, además de que no necesita peso equilibrante ni soportes fijos.

Heinrich Gerdes y Alois Feldker, en Ia patente española ES-2084420, describen una punzadora, en Ia que Ia pieza de trabajo se encuentra alojada en una placa de apoyo de una mesa de trabajo o de un apoyo similar para en este lugar poder ser desplazada con respecto a Ia herramienta, pudiendo en este caso ser estampados en Ia pieza de trabajo varias aberturas o agujeros, el uno detrás del otro por medio de por Io menos un punzón o macho que en el sentido vertical puede ser desplazado desde arriba hacia abajo y el que durante y después del proceso de Ia estampación entra en una correspondiente escotadura de una matriz,

estando constituida en este caso entre el punzón o macho y Ia matriz una arista cortante que recorta Ia abertura o el agujero de Ia pieza de trabajo. La invención se refiere, además, a un procedimiento para el perforado.

Asher Schusheim, en Ia patente española ES-2240053, describe un dispositivo punzador para perforar aberturas en barras de perfiles y método para punzar. Donde el presente invento se refiere a Ia técnica de perforar aberturas en una pieza de trabajo, y particularmente a dispositivos de prensa para punzar barras perfiladas huecas y alargadas, en su mayor parte barras extrudidas de aluminio como las que se usan en Ia industria de Ia edificación.

Aizpurua Zendoia y Iñaki Xavier, en Ia patente española ES-2246697, describen una máquina punzadora que comprende dos torretas giratorias superpuestas, sobre las cuales de incorporan respectivamente grupos porta- punzones y grupos porta-matrices, disponiéndose sendos dispositivos para accionar a dichos grupos en giro de selección de los punzones y matrices de trabajo, los dispositivos van incorporados en montaje giroscópico de basculamiento para establecer acoplamiento y desacoplamiento de engrane con respecto a los grupos porta-punzones y a los grupos porta-matrices, respectivamente.

El estado de Ia técnica antes descrito implica limitantes en las prensas- punzadoras, en primer lugar se observa que algunas de estas prensas-punzadoras se encuentran diseñadas para un solo patrón de agujeros a perforar, pues sus porta-punzones y porta-matrices se encuentran fijados permanentemente a Ia estructura de Ia prensa punzadora. Por Io anterior, solo permiten perforar un patrón de agujeros y se limitan a ciertas formas de piezas, pues solo permiten, en algunos casos, intercambiar el punzón o matriz por otros, generalmente de Ia misma configuración, cuando estos están desgastados o necesitan ser reemplazados. En

segundo lugar debido a Ia posición de Ia prensa punzadora sólo permite realizar los agujeros en un plano de trabajo de Ia pieza a perforar. En tercer lugar algunas prensas-punzadoras son manejadas por los operarios Io cual ocasiona que los agujeros no se ubiquen en el lugar indicado. Por ultimo algunas punzadoras son máquinas muy pesadas o que requieren de instalaciones sobre soportes fijos debido a las dimensiones y el peso considerable que dificultan su desplazamiento por los operarios

En vista de Io antes descrito y con el propósito de ofrecer una solución a Ia limitantes encontradas en las prensas-punzadoras actuales, es necesario proporcionar una prensa punzadora de bajo peso que permita realizar una amplia cantidad de patrones de agujeros en cualquier plano y que pueda ser soportada y controladas por un robot. Todo esto mediante el rediseño estructural de Ia estructura base para permitir el intercambio de porta-punzones y porta-matrices por otros de Ia misma o diferente configuración.

SUMARIO DE LA INVENCIóN

En vista de Io anteriormente descrito y con el propósito de dar solución a las limitantes encontradas, es objeto de Ia invención ofrecer una prensa punzadora, Ia cual comprende una estructura base en forma generalmente de U, al menos un pistón, al menos un porta-punzón y al menos un porta-matriz; tal que Ia prensa punzadora se define porque Ia estructura base soporta, en al menos uno de sus extremos, uno de los pistones que acciona uno de los porta-punzones y en contra parte a esté se ubica una de las porta-matrices; tal que los porta-punzones y los porta-matrices son fijados y separables de Ia estructura base que permite que los porta-punzones y porta-matrices sean intercambiables por otros de Ia misma o diferente configuración.

DESCRIPCIóN BREVE DE LAS FIGURAS

Los detalles característicos de Ia invención se describen en los siguientes párrafos en conjunto con las figuras que Io acompañan, los cuales son con el propósito de definir al invento pero sin limitar el alcance de éste.

Figura 1 muestra una vista en perspectiva de una primera realización de una prensa punzadora con porta-punzones y porta-matrices intercambiables de acuerdo al invento.

Figura 2 muestra una vista en perspectiva de una estructura base utilizada en una prensa punzadora con porta-punzones y porta-matrices intercambiables de Ia Figura 1 de acuerdo al invento.

Figuras 3 muestra una vista en perspectiva de una segunda realización de una prensa punzadora con porta-punzones y porta-matrices intercambiables de acuerdo al invento.

Figura 4 muestra una vista en perspectiva de una explotación del juego intercambiable de porta-punzón y porta-matriz, y sus punzones y matrices de Ia Figura 3 de acuerdo al invento.

DESCRIPCIóN DETALLADA DE LA INVENCIóN

El termino "intercambiable", en el contexto de Ia presente descripción, significa que dos o más piezas similares o diferentes en configuración

pertenecientes a objetos fabricados para una misma función pueden ser utilizadas en cualquiera de ellos sin necesidad de modificación.

Con referencia a Ia Figura 1, se ilustra una vista en perspectiva de una primera realización de una prensa punzadora con porta-punzones y porta-matrices intercambiables de acuerdo al invento. La prensa punzadora 10 está formada por una estructura base 20 en forma generalmente de U, al menos un pistón 30, al menos un porta-punzón 40, al menos un botador 80, y al menos un porta-matriz 50. La estructura base 20 soporta, en al menos uno de sus extremos, uno de los pistones 30 que acciona uno de los porta-punzones 40, y en contra parte a esté se ubica uno de los porta-matrices 50; donde los porta-punzones 40 y los porta- matrices 50 son fijados y separables de Ia estructura base 20 por al menos un mecanismo de ranuras (no mostrado) que permite que los porta-punzones 40 y los porta-matrices 50 sean intercambiables. A su vez el porta-punzón 40 sujeta al menos un punzón no mostrado, mientras que el porta-matriz 50 sujeta al menos una matriz no mostrada.

En una realización del invento, de manera independiente, tanto el porta- punzón 40 y el porta-matriz 50 se pueden intercambiar, respectivamente, por otro porta-punzón o porta-matriz de Ia misma o diferente configuración, es decir, sólo llevar a cabo el intercambio por separado del porta-punzón o del porta-matriz. Por otro lado, en otra realización del invento, un conjunto formado por un porta-punzón 40, un porta-matriz 50 y sus respectivos punzones y matrices representan un juego que puede ser intercambiable por otro juego formado por Ia misma u otra configuración de porta-punzón, porta-matriz, y sus punzones y matrices.

La prensa punzadora 10 está constituida por una estructura base 20 en forma generalmente de U, que se ilustra a detalle en Ia Figura 2, Ia cual está

formada por al menos dos estructuras laminadas. 90a y 90b en forma generalmente de U, substancialmente idénticas y en lados opuestos, las cuales se encuentran unidas por al menos una placa 100 ubicada en forma generalmente perpendicular a las estructuras laminadas 90a y 90b. Este tipo de estructura base 20 permite que Ia prensa punzadora 10 cuente con un peso mucho menor que el peso de las prensas-punzadoras actuales.

La estructura base 20 en su interior contiene al menos un soporte para pistón 60 y al menos un soporte para porta-matriz 70 que se encuentran sujetos a las estructura laminadas 90a y 90b por medio de pernos, tornillos o cualquier otro elemento de sujeción. Estos soportes, a parte de proporcionar estabilidad y rigidez a Ia estructura base 20, permiten sujetar los componentes de Ia prensa punzadora 10 mostrados en Ia Figura 1, tal que el soporte para pistón 60 permite sujetar el pistón 30, mientras que el soporte para porta-matriz 70 permite sujetar el porta- matriz 50 a través de su mecanismo de ranuras 75 y a su vez permitir que el porta-matriz 50 se pueda remover para ser intercambiado por otro porta-matriz de Ia misma u otra configuración.

La estructura base 20 puede estar dispuesta en cualquier posición que permita realizar el agujero en Ia pieza metálica u objeto a agujerar, ya sea en forma horizontal o vertical u otra posición angular que facilite Ia operación; además su diseño estructural de ensamble modular permite el intercambio de los porta- punzones 40 y porta-matrices 50 y de otros componentes en su interior. La prensa punzadora 10 puede ser controlada o manejada por un robot no mostrado, tal que Ia estructura base 20 se encuentra sujeta en su parte exterior a un soporte de estructura 110, el cual a su vez se encuentra sujeto a una brida 120, y ésta a su vez se encuentra sujeta a un conector a robot 130, el cual permite que Ia prensa punzadora 10 sea portada y controlada por un robot. Estos elementos pueden ir

sujetos por medio de pernos, tornillos o cualquier otro elemento de sujeción que permita sujetarlos entre si.

Regresándonos a Ia Figura 1, en al menos en uno de los extremos de Ia estructura base 20 se encuentra al menos uno de los pistones 30, los cuales puede ser de cualquier tipo, por ejemplo, manual, neumático o hidráulico, y pueden perforar, por Io general, calibres de acero menos que 15 mm aumentando Ia presión. La función principal del pistón 30 es proporcionar Ia presión necesaria para empujar y desplazar linealmente al porta-punzón 40 por medio de su vastago 140. El porta-punzón 40 se sujeta al vastago 140 del pistón 30 a través de su mecanismo de ranuras 85, que permite que el porta-punzón 40 se pueda a su vez remover para ser intercambiado por otro porta-punzón de Ia misma u otra configuración. El porta-punzón 40 porta al menos un punzón (no mostrado) que perforará a Ia pieza metálica que requiera el agujero, alojando su extremo en el orificio de Ia matriz (no mostrada) ubicada linealmente en posición opuesta al porta-punzón 40. La distancia entre el pistón 30 y el porta-punzón 40 se ha diseñado de tal manera que se obtenga una alineación vertical precisa y requerida del agujero y el punzón (no mostrado). El pistón 30 se encuentra sujeto por medio tornillos al soporte para pistón 60.

Una vez perforada Ia pieza metálica se invierte el flujo en el pistón 30, para así retraer el vastago 140 y a los elementos conectados a éste como el porta- punzón 40 y los punzones (no mostrados). Los punzones son fijados generalmente por medio de opresores y ubicados en el porta-punzón 40 de acuerdo a Ia necesidades de Ia pieza a perforar. El porta-punzón 40 contiene s su vez bujes o cilindros que permiten el paso de unas barras guías a través del porta-punzón 40, las cuales permiten el deslizamiento, movimiento y alineación del botador 80 en el momento del perforado de los agujeros en Ia pieza metálica.

El porta-punzón 40 y el porta-matriz 50 al estar diseñados para ser intercambiables de manera individual o en conjunto, es decir, que el porta-punzón 40 y porta-matriz 50 pueden ser intercambiados por otro porta-punzón y porta- matriz respectivamente con otra configuración de diseño y ubicación de los punzones o de las matrices respectivamente de acuerdo a las necesidades de Ia pieza a perforar, permite (sin modificar Ia estructura de Ia prensa punzadora 10) perforar una amplia cantidad de patrones de agujeros.

El intercambio individual o en conjunto de los porta-punzones 40 y los porta-matrices 50 es rápido y de fácil maniobrabilidad debido a que estos pueden ser fijados y separados de Ia estructura base 20 por medio de un mecanismo de ranuras que sirven como soportes guía para su montaje y desmontaje.

Una vez que esta operación de perforar Ia pieza metálica ha sido llevada a cabo se produce un atasco entre el punzón (no mostrado) y Ia pieza metálica cuando se perfora, para ello el botador 80 tiene Ia función de separar Ia pieza metálica del punzón (no mostrado) por medio de cilindros de nitrógeno o resortes (no mostrados) que expulsan Ia pieza metálica una vez perforada. Estos cilindros de nitrógeno o resortes se encuentran localizados en huecos cilindricos entre el porta-punzón 40 y el botador 80.

En contra parte al porta-punzón 40 se encuentra localizada el porta-matriz 50, Ia matriz (no mostrada) aloja en su orificio al punzón (no mostrado). El porta- matriz 50 ha sido diseñado para portar al menos una matriz (no mostrada), Ia cual es fijada generalmente por medio de pernos y ubicados en el porta-matriz 50 de acuerdo a Ia necesidades de Ia pieza a perforar. La matriz (no mostrada) se encuentra sujeta a al porta-matriz por medio de pernos, tornillos o cualquier otro

medio sujeción. En el porta-matriz 50 se encuentran sujetas unas barras guías que pasan a través del buje o cilindro del porta-punzón 40. Las barras guía permiten el deslizamiento, movimiento y alineación del porta-punzón 40 al momento del perforado de los agujeros en Ia pieza metálica.

En una realización del invento el porta-punzón 40 y el porta-matriz 50 a su vez permiten que los punzones o matrices que soportan respectivamente puedan ser intercambiados por otros punzones o matrices con Ia misma o diferente configuración.

Aunado a Io anterior, Ia prensa punzadora 10 cuenta con orificios desviadores (no mostrados) que permiten que el material de desperdicio, producto de Ia perforación, salga a través de ellos y que por ende no se acumule en el cuerpo de Ia prensa punzadora 10.

En las Figuras 3 y 4 se muestra una segunda realización de Ia prensa punzadora de acuerdo al invento. La Figura 3 ilustra a Ia prensa punzadora en su estado ensamblado, mientras que Ia Figura 4 ilustra una explotación del juego intercambiable de porta-punzón y porta-matriz, y sus punzones y matrices en esta segunda realización. Aquí, Ia prensa punzadora 10 está formada por una estructura base 20 en forma generalmente de U, un pistón 30, un porta-punzón 40, un porta- matriz 50; tal que Ia prensa punzadora 10 en Ia estructura base 20 soporta, en al menos uno de sus extremos, al pistón 30 que acciona el porta-punzón 40 y en contra parte a esté se ubica el porta-matriz 50; donde el porta-punzón 40 y el porta-matriz 50 son fijados y separables de Ia estructura base 20 que permite que el porta-punzón 40 y Ia porta-matriz 50 sean intercambiables.

El porta-matriz 50 se sujeta al soporte para porta-matriz 70 por medio de un mecanismo de ranuras 75, el cual permite que el porta-matriz 50 se remueva para ser intercambiado por otro porta-matriz de Ia misma u otra configuración. El porta-matriz 50 porta al menos una matriz 150.

El porta-punzón 40 se sujeta al vastago (no mostrado) del pistón 30 por medio un mecanismo de ranuras 85, que permite que el porta-punzón 40 se pueda a su vez remover para ser intercambiado por otro porta-punzón de Ia misma u otra configuración. El porta-punzón 40 porta al menos un punzón 160 que perforará a Ia pieza metálica que requiera el agujero, alojando su extremo en el orificio de Ia matriz 150 ubicada linealmente en posición opuesta al porta-punzón 40.

Bajo esta configuración, tanto el porta-punzón 40 y el porta-matriz 50 se pueden intercambiar, respectivamente, por otro porta-punzón o porta-matriz de Ia misma o diferente configuración, es decir, sólo llevar a cabo el intercambio por separado del porta-punzón o del porta-matriz o de ambos a Ia vez considerando a estos como un conjunto formado por un porta-punzón 40, un porta-matriz 50 y sus respectivos punzones 160 y matrices 150 representan un juego que puede ser intercambiable por otro juego formado por Ia misma u otra configuración de porta- punzón, porta-matriz, y sus punzones y matrices.

Basado en las realizaciones descritas anteriormente, se contempla que las modificaciones de los ambientes de realización descritos, así como los ambientes de realización alternativos serán considerados evidentes para una persona experta en el arte de Ia técnica bajo Ia presente descripción. Es por Io tanto, contemplado que las reivindicaciones abarcan dichas modificaciones y alternativas que estén dentro del alcance del presente invento o sus equivalentes.