La presente invención se relaciona con el campo técnico de la mecánica, el perfilado de materiales y la ciencia de los materiales, ya que aporta una máquina para el perfilado de lámina .

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

La máquina de perfilado en frió, o también denominada tren de rodillos, es una máquina de proceso continuo que consigue conformar una chapa plana o una bobina de metal de forma progresiva hasta llegar a una forma deseada, denominada perfil final.

El tipo de proceso se puede clasificar en las categorías de doblado. El conformado de la chapa se consigue tras hacer pasar la chapa a través de varias etapas de rodillos dispuestos en línea. Estas etapas presentan como mínimo dos rodillos, pero según la forma del perfil deseado pueden presentar más. El número de etapas necesarias para conseguir el perfil final es bastante variable, y depende de un gran número de factores.

Este proceso de deformación es particularmente adecuado para grandes volúmenes de producción, obteniendo perfiles de- chapa de la longitud deseada y con tolerancias finares aceptables. Además, necesita muy poca manipulación de los elementos para conseguir que sea operativa, y por lo tanto los tiempos de productividad son bastante elevados. También presenta la ventaja de que se puede complementar con sistemas de punzonado de chapa, mecanizado y corte final, obteniendo así una pieza totalmente acabada sin necesidad de manipularla posteriormente.

En la historia de la metalurgia el trabajo de la chapa tiene sin duda un lugar relevante. Desde la prehistoria, el hombre se ha esforzado en desarrollar herramientas, utensilios y máquinas cada vez más sofisticados para dar forma a los metales. A medida que el avance de la civilización imponía necesidades nuevas en el ámbito de la calderería, la tecnología iba ofreciendo nuevas posibilidades. Cuando, en el siglo XIX, el desarrollo de los nuevos sistemas de transporte terrestre y marítimo plantearon exigencias imprevistas en el conformado de chapa, la tecnología dio un vuelco radical permitiendo mecanizar eficazmente procesos hasta entonces enteramente manuales.

El trabajo en frió y en caliente de la chapa ha sido realizado durante siglos por los herreros y hojalateros de forma enteramente manual. Herramientas como la tajadera, el tranchete de yunque, los cortafríos o los punzones fueron la única ayuda de los artesanos del metal para el corte y deformación de chapa, aunque con el tiempo fueron incorporándose utillajes más evolucionados, como la cizalla de palanca o la prensa de balancín a finales de la edad meara .

El gran avance de la calderería no se produce hasta las últimas décadas del siglo XVIII cuando la irrupción de la máquina de vapor revoluciona la industria en general y muy especialmente la construcción naval y el transporte terrestre. Los barcos de vapor con casco metálico o el desarrollo del ferrocarril, entre otros grandes avances, imponen la necesidad de construir grandes estructuras metálicas para edificios, puentes o calderas. Todo ello impulsa una verdadera revolución tecnológica en todos los procesos relacionados con el trabajo de la chapa: corte, punzonado, curvado, rebordeado, plegado, remachado, etc.

El punzonado es una operación de corte de chapas o láminas, generalmente en frió, mediante un dispositivo mecánico formado por dos herramientas: el punzón y la matriz. La aplicación de una fuerza de compresión sobre el punzón obliga a éste a penetrar en la chapa, creando una deformación inicial en régimen elastoplástico seguida de un cizallado y rotura del material por propagación rápida de fisuras entre las aristas de corte del punzón y matriz. El proceso termina con la expulsión de la pieza cortada.

La aparición de la prensa de balancín a partir del siglo XVI imprime un extraordinario avance en la técnica del punzonado y troquelado de chapa. A partir de ello se construyen con posterioridad punzonadoras de accionamiento manual con árbol excéntrico que permitían perforar agujeros de hasta 16 mm de diámetro en plancha de 10 m de espesor, o con palanca acodada y trinquete que conseguían diámetros de hasta 26 mm en palastro de 20 mm de grueso.

A mediados del siglo XIX la irrupción de la máquina de vapor fue el detonante de un nuevo despegue tecnológico. En ella se basó la punzonadora diseñada por el constructor de barcos francés Frangois Cave (1794-1875) que fue patentada en 1836. Pocos años después se construyeron las primeras máquinas combinadas cizalla-punzonadora que han mantenido su vigencia durante muchas décadas. La tecnología asociada al corte de chapa no dio un vuelco hasta mediados del siglo XIX, cuando se diseñó y construyó la primera cizalla accionada a vapor, mediante un sistema de biela manivela y volante, para cortar palastro grueso. En las décadas siguientes se construyeron cizallas cada vez más potentes y sofisticadas, equipadas con varias cuchillas o combinadas con punzonadoras, tal como ya se ha descrito.

Para el curvado de chapa se ha utilizado tradicionalmente un sistema basado en un juego de cilindros entre los cuales se hace pasar la chapa o el palastro hasta obtener la curvatura deseada. Las primeras máquinas de curvar o cintradoras se hacían girar mediante una manivela, a través de un juego reductor de engranajes. Hacia finales del siglo XIX se construyeron modelos accionados por transmisión que permitían curvar chapa y palastro de distintos anchos y con distintas potencias, especialmente aptos para la construcción de calderas y depósitos.

El remachado permite ensamblar dos o mas chapas, previamente taladradas, medíante vástagos metálicos, cuyos extremos terminan en una cabeza preformada y otra que se ferina en la operación del remachado. Si e ;ta operación se realiza en caliente suele denominarse roblonado, Como en las operaciones anteriores, fue también la irrupción del ferrocarril, a mediados del siglo XIX, lo que puso de manifiesto la necesidad de éneo:ntrar métodos más eficientes que el remachado manual para efectuar los millones de remaches que precisaban las nuevas líneas férreas.

La primera generación de máquinas, perfiladoras en frío fueron construidas comercialmente en 1921. La idea original era deformar láminas de acero en frío. Entre 1930 y 1940 las bobinas de acero se comenzaron a hacer populares, y es cuando empezó a crearse las células cíe conformado simple que se conocen ahora, basadas en una bobinadora y un sistema de corte, Pero hasta cerca de los 80 no se ha podido explotar realmente esta técnica. Este avance ha sido debido a la sustancial mejora en los equipos, mayor control sobre la materia prima, la mejor comprensión de la técnica de deformación de chapa y la utilización de la informática para diseñar los perfiles

Se realizó una búsqueda técnica sobre máquinas para el perfilado de lámina, donde se encontró que se han desarrollado diferentes sistemas para este fin, co o se menciona en la publicación de solicitud de patente mexicana número PA/a/2004 /002321 , con fecha de publicación del 11 de noviembre de 2005, y que tiene como tirulo "MÁQUINA PORTÁTIL DE PRODUCCIÓN DE MUROS Y LOSAS", que describe un procedimiento para la fabricación de muros y losas con geometría plana o curva en una máquina portátil de producción de muros y losas. La máquina descrita puede ser de acción manual o automática donde las condiciones son tales que, durante el proceso de fabricación, se manipula el elemento a moldear con charolas giratorias y de levante que contienen y compactan el material de moldeo, permitiendo el moldeo simultaneo de ambas caras del muro o losa. logrando superficies lisas o en relieve utilizando concreto hidráulico, yeso, mortero epóxico, arcilla o cualquier otro material que requiera moldearse. Esta máquina permite al operario durante el proceso de moldeo, dejar ahogados en el cuerpo de los muros y losas, las instalaciones eléctricas, hidráulicas y aislantes térmicos y acústicos que se especifiquen en los planos de fabricación, la producción de muros y losas con esta máquina es especialmente útil para la construcción de viviendas y edificaciones en general.

Como se puede observar, el documento anteriormente mencionado, hace referencia a una máquina para la producción de losa, sea lisa o con relieves, pero no hace mención de perfilar una lámina para utilizar como cimbra, que además permita reforzar el colado del concreto hidráulico una vez que el material se encuentra seco.

Por otra parte, se encontró la publicación de la solicitud de patente mexicana número PA/a/2005/003414, con fecha de publicación del 28 de febrero de 2017, que tiene como titulo "SISTEMA DE LOSA RETICULAR PREFABRICADO PARA SER ARMADO EN SITIO", que se refiere a un sistema de losa reticular ensamblada en fabrica para ser armada en sitio, la cual proporciona un sistema con mayor resistencia y capacidad de carga que los existentes en el mercado, ofreciendo claros más grandes sin necesidad de estructuras adicionales. Este sistema se basa en un concepto de pre armado, obteniéndose importantes ahorros tales como: facilidad en el proceso de instalación, no requiere de personal calificado para su aplicación, bajos costos al transportar de manera más eficiente los elementos del sistema, así como beneficios secundarios al no erogar gastos extras como sucede con otros sistemas ya existentes. El material utilizado en este sistema es un acero especializado, siendo un material más resistente al tradicional. El sistema de doblado en frío se realiza a través de prensas neumáticas, permitiendo así la fluidez del acero especializado y evitando alterar la resistencia de éste. El proceso de soldado se realiza a través de un sistema de electro punteado graduado y sincronizado con el cual se logra una mejor unión de los diversos elementos al proporcionar una reacción de los materiales entre si, obteniendo una pieza única después de unir los diferentes elementos. Este sistema se puede ajustar internamente, tanto para ser utilizado en super estructuras (ampliando el peralte de la nervadura) como para absorber internamente claros mayores a lo estipulado (contemplando cadenas o trabes ahogadas en el mismo sistema sin necesidad de estructuras adicionales) .

El documento anterior menciona que para lograr el doblado en frió se utiliza una prensa neumática para la fluidez del acero especializado, pero no hace mención de ser un equipo que por su configuración le de mayor rigidez a las hojas de acero que entran al proceso de doblado, tampoco hace mención de permitir una mayor penetración del concreto sobre la misma hoja de acero. Por último, cabe mencionar que ninguna parte del documento describe una máquina de bajo consumo energético, logrando darle una mayor resistencia estructural a la lámina sin que esta sufra rupturas durante y después del proceso,

OBJETO DE LA INVENCIÓN

Por lo tanto, el objeto de la presente invención es proporcionar una máquina para el perfilado de lámina, que resuelve los problemas anteriormente mencionados.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS Los detalles característicos de esta novedosa máquina para el perfilado de lámina se muestran claramente en la siguiente descripción y en las figuras que se acompañan, así como una ilustración de aquella, y siguiendo los mismos signos de referencia para indicar las partes mostradas . Sin embargo, dichas figuras se muestran a manera de ejemplo y no deben de ser consideradas co o limitativas para la oresente invención.

La figura 1 muestra una vista en perspectiva superior de la máquina para el perfilado de lámina.

La figura 2 muestra una vista lateral derecha de la máquina para el perfilado de lámina.

La figura 3 muestra una vista superior de la máquina para el perfilado de lámina.

La figura 4 muestra una vista en perspectiva superior de la estructura de la máquina para el perfilado de lámina .

La figura 5 muestra una vista en perspectiva superior de la torre de soporte de la máquina para el perfilado de 1á ina .

La figura 6 muestra una vista a detalle del tensor instalado en las torres de soporte de la máquina para el perfilado de lámina.

La figura 7 muestra una vista a detalle de la perspectiva superior del tensor de la torre de soporte de la máquina para el perfilado de lámina.

La figura 8 muestra una vista a detalle de la perspectiva superior del tensor de chumacera de la máquina para el perfilado de lámina.

La figura 9 muestra una vista a detalle de la perspectiva superior de los rodillos oleteadores de la máquina para el perfilado de lámina.

La figura 10 muestra una vista a detalle del montaje de los rodillos moleteadores sobre las chumaceras en la torre de soporte de la máquina para el perfilado de lámina. La figura 1 muestra una vista a detalle de los rodillos de formado de la máquina para el perfilado de lámina .

La figura 2 muestra una vista a detalle de las catarinas de tracción de la máquina para el perfilado de lámina .

La figura .3 muestra una vista en perspectiva superior de la cizalla de la máquina para el perfilado de lámina .

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION

Para una mejor comprensión de la invención, a continuación, se enlistan las partes que componen la máquina para el perfilado de lámina:

1 , Estructura

2, Guía de lámina

3, Torres de soporte

4„ Aberturas

5. Chumaceras

6. Barrenos

7. Tensor

8. Perforaciones

9. Tensor de chumacera

10. Flechas

11. Rodillo moleteador

12. Cuña

13. Rodillo formador

14. Cizalla

15. Catarina

16. Gabinete de control

17. Ranuras Con referencia a las figuras, la máquina para el perfilado de lámina está conformada por una estructura (1} que es de viga de acero de forma prismática preferentemente rectangular, y está configurada para el armado y soporte de todos sus componentes, así como para dar firmeza a tod máquina durante la operación.

En uno de los extremos de la estructura (1) en la parte superior tiene instalada, al menos, una guía de lámina (2) que es donde inicia el proceso de rolado, y está dispuesta para guiar y proteger de daños a la lámina que entra al proceso .

Al ráenos, dos torres de soporte (3) que, preferentemente son planas, se encuentran instalados en la parte superior de la estructura (1) en cada uno de los costados longitudinales y de forma paralela entre sí, dichas torres de soporte (3) se fijan por unos medios de sujeción (no ilustrados} que pueden ser tornillos, pernos, remaches, espárragos, soldadura y/o la combinación de las anteriores. Cada una de las torres de soporte (3), tiene al menos, dos aberturas (4} dispuestas para instalar en su interior, al menos, dos chumaceras (5). Con referencia a las figuras 5, las torres de soporte (3} cuentan con, al menos, dos barreno (6) en su parte superior, de tal manera que al colocar una barra de soporte (3) frente a otra barra de soporte (3) se pueda instalar un tensor (7) en dichos barrenos (6), como se aprecia en la figura 6; la instalación de los tensores (7), es gracias a unas ranuras (17) que tienen dichos tensores en cada uno de sus extremos, tal como se muestra en la figura 7; dicho tensor (7} es preferentemente de hierro sólido y de forma cilindrica, y está configurado para mantener las torres de soporte firmes y sin movimiento durante el proceso de rolado.

Las torres de soporte (3) tienen perforaciones (8) en la parte alta cerca de las aberturas (4), y están configuradas para instalar un tensor de chumacera (9), que está dispuesto para darle firmeza y evitar el movimiento tanto a las torres de soporte como a las chumaceras (5); el tensor de chumacera (9) se sujeta por unos medios de sujeción (no ilustrados).

Al menos, dos flechas (10) preferentemente de hierro sólido y de forma cilindrica se instalan sobrepuestas entre sí en cada una de las aberturas (4) de las torres de soporte (3), quedando cada uno de los extremos de las flechas (10) colocadas en las chumaceras (5), estando asi un par de flechas (10) en cada abertura (4) en todo lo largo de la estructura (1) de la máquina para el perfilado de lámina.

Al menos, un rodillo moleteador (11) se instala en cada una de las dos primeras flechas (10) y se fija por medio de una cuña (12) que está dispuesta para mantener en una sola posición el rodillo moleteador (11), esta configuración permite que el proceso de moleteado de la lámina de tanto en sentido vertical como horizontal, además de mayor profundidad en la lámina por lo que permite una mayor penetración dei concreto sobre la lámina que ingresa al proceso de rolado a través de la guia de lámina (2) .

Al menos, dos rodillos formadores (13) se instala en cada uno de los pares siguientes de flechas (10) y se fijan por medio de las cuñas (12) que están dispuestas para mantener en una sola posición los rodillos formadores (13). El rodillo formador (13) tiene dispuesto en la parte central, un alto relieve (no ilustrado) , esta configuración permite el doblado gradual de la lámina que sale del rodillo moleteador (11) para continuar con el formado final a través de la variedad de rodillos formadores (13), donde el alto relieve {no ilustrado) también forma de manera gradual, un canal en las caras planas de las láminas, esta configuración le da mayor resistencia estructural a las láminas y al mismo tiempo permite una mayor penetración del concreto.

Una cizalla (14) la cual preferentemente es hidráulica, se encuentra instalada en la parte superior de la estructura (1) en el extremo opuesto de la guía de lámina (2) y está dispuesta para cortar la lámina, realizando un corte recto y continuo en todo lo ancho de la misma, una vez que se tiene el largo de perfil de lámina requerido.

Una unidad hidráulica (no ilustrada) se encuentra instalada en la parte interior de la estructura (1) en el extremo donde se encuentra la cizalla (14), permitiendo la operación de la cizalla (14). La unidad hidráulica (no ilustrada) está configurada para operar con baja presión por lo que se elimina la ruptura de las láminas que se encuentran en el proceso de perfilado, además de ser de bajo consumo energético ya que se maximiza el rendimiento de la bomba hidráulica .

Un motor (no ilustrado) preferentemente de 15 caballos de fuerza está instalado en la parte interna de la estructura (1), el cual tiene dispuesto en la flecha de rotación un engrane (no ilustrado) que se sujeta por medio de una cuña y está dispuesto para ensamblar una cadena de tracción (no ilustrada) . Una Catarina (15) se encuentra instalada en un extremo de cada una de las flechas (10) que se encuentran en la parte inferior, esta configuración permite ensamblar la cadena de tracción (no ilustrada) y transmitir el giro del motor (no ilustrado) a cada una de las flechas (10) .

Un gabinete de control (16) está instalado en un costado de la estructura (1), y está configurado para manipular la operación de la cizalla (14), y el avance de las flechas (10) por medio del motor (no ilustrado), para el arranque y paro del proceso de la máquina para perfilado de lámina.

El invento ha sido descrito suficientemente como para que una persona con conocimientos medios en la materia pueda reproducir y obtener los resultados que mencionamos en la presente invención. Sin embargo, cualquier persona hábil en el campo de la técnica que compete el presente invento puede ser capaz de hacer modificaciones no descritas en la presente solicitud, sin embargo, si para la aplicación de estas modificaciones en una estructura determinada o en el proceso de manufactura del mismo, se requiere de la materia reclamada en las siguientes reivindicaciones, dichas estructuras deberán ser comprendidas dentro del alcance de la invención.