HILERA DE TREFILADO

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención, tal y como se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a una hilera de trefilado mediante la cual se lleva a cabo la operación de conformación en frío para reducir la sección de un hilo (alambre) o barra de distintos materiales metálicos haciéndolos pasar por un orificio cónico practicado en la hilera.

Los materiales más habituales para el trefilado son el acero, cobre, aluminio y los latones, aunque puede aplicarse en general a cualquier metal o aleación dúctil.

Partiendo de esta premisa, el objetivo de la invención es proporcionar una nueva hilera de trefilado que comprende una estructura sencilla y simplificada, siendo más económica y más funcional, pudiendo funcionar a más largo plazo necesitando menos elementos externos para su funcionamiento, tales como prensa y hornos, en comparación con las hileras de trefilado conocidas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En la actualidad existen tres modelos de hilera de trefilado.

El primer modelo es un conjunto de hilera de trefilado que consiste en la unión de un núcleo de trefilado con una montura para el núcleo de trefilado y en la cual el hilo en un proceso continuo es trefilado pasando a través del núcleo de trefilado.

El segundo modelo consiste en un conjunto de hilera de trefilado a presión, que consiste en la unión de un núcleo de trefilado con la montura del núcleo de trefilado más la unión de un núcleo de presión con la montura para el núcleo de presión, estando estos elementos a su vez unidos. El hilo en un proceso continuo es trefilado pasando a través del núcleo de presión y después por el núcleo de trefilado.

El tercer modelo consiste en un conjunto de hilera de trefilado a presión igual al descrito en el segundo modelo, con la diferencia de que los núcleos pueden ser desmontados y reemplazados y la montura puede ser reutilizable. En el primer y segundo modelos, los núcleos son fijados a la montura de metal mediante ajuste por interferencia, pudiendo usar para ello métodos como prensado en frío, termo- contracción o también los núcleos pueden ser fijados en la montura usando soldadura. Cada núcleo es entonces perforado con un orificio interior de la sección requerida. Las monturas son a su vez sujetadas dentro de un porta-hileras. Cuando una hilera de trefilado o hilera de trefilado a presión se desgasta, se cambia de tamaño mecanizando un orificio interior mayor. La hilera de trefilado o hilera de trefilado a presión puede ser reutilizada para trefilar hilos con orificios mayores de manera que este cambio de tamaño del orificio solo se puede repetir un número limitado de veces para cada hilera de trefilado o hilera de trefilado a presión, de forma que después de ello la hilera se desecha.

En el tercer modelo de hilera de trefilado, cada núcleo es perforado previamente al orificio interior requerido. Las monturas son a su vez sujetadas dentro de un porta-hileras. Los núcleos son fijados a la montura de metal mediante ajuste por interferencia, pudiendo usar para ello métodos como prensado en frío, termo-contracción. Cuando el núcleo de trefilado se desgasta, puede ser reemplazado pero para ello se necesita utilizar un sistema de prensa o de termodilatación, lo que dificulta enormemente la operación de cambiar el núcleo de trefilado.

En el segundo y tercer tipo de hilera de trefilado, el lubricante para la hilera de trefilado a presión se ve forzado bajo presión a introducirse en la cámara de lubricante a presión definida entre el núcleo de presión y el núcleo de trefilado.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Con el fin de alcanzar los objetivos y evitar los inconvenientes mencionados en los apartados anteriores, la invención propone una hilera de trefilado que comprende al menos un núcleo de trefilado que integra un orificio pasante centrado en dirección axial con un cuello de conformación donde converge al menos una porción de entrada tronco- cónica que forma parte del orificio pasante centrado, estando inmovilizado el núcleo de trefilado a una estructura soporte.

El cuello de conformación se corresponde con la disminución de diámetro del hilo o varilla de trefilado partiendo de un diámetro primitivo de mayor sección. La estructura soporte comprende una primera montura anterior y una segunda montura posterior acopladas ambas entre sí de forma desmontable mediante roscado, definiendo el montaje de ambas monturas un espacio interno donde se aloja al menos el núcleo de trefilado con retención inamovible, tanto en dirección axial como en dirección radial.

La montura anterior comprende una configuración tubular que posee un cabezal y una extensión tubular que delimita un hueco cilindrico donde se ajusta al menos un núcleo de trefilado que tiene retención axial en ambos sentidos y retención radial también.

La montura posterior comprende una estructura en forma de cazoleta cuyo fondo posee en su centro una perforación pasante de salida de una varilla a trefilar, mientras que la cara lateral interna de la montura posterior comprende una configuración tronco-cónica sobre la que asienta complementariamente una superficie tronco-cónica exterior de la extensión tubular que forma parte de la montura anterior.

La pared de la extensión tubular de la montura anterior integra varias ranuras longitudinales que facilitan enormemente el apriete radial contra al menos el núcleo de trefilado.

El acoplamiento de ambas monturas genera un apriete radial sobre al menos el núcleo de trefilado mediante contacto de las superficies tronco-cónicas de ambas monturas.

También cabe señalar que el acoplamiento de las dos monturas genera un apriete axial en el que un extremo trasero del núcleo de trefilado hace tope contra el fondo de la montura posterior.

La cabeza de la montura anterior posee una entrada convergente hacia el interior como medio de lubricación de la varilla a trefilar, donde dicha entrada convergente forma parte del hueco interior de la estructura tubular de la montura anterior.

Las ranuras longitudinales finalizan en unas perforaciones ensanchadas.

La montura anterior comprende un escalón perimetral de retención axial integrado en la propia cabeza de la montura anterior, ubicada en la confluencia de la cabeza y extensión tubular de la montura anterior. El orificio pasante centrado del núcleo de trefilado comprende una porción de entrada convergente hacia el interior, una porción de salida divergente hacia el exterior y el cuello de conformación donde convergen ambas porciones citadas.

La perforación pasante del fondo de la montura posterior comprende una configuración divergente hacia fuera.

En una realización, el roscado macho está integrado en la cabeza de la montura anterior, mientras que el roscado hembra está ubicado en una zona adyacente a la embocadura de la montura posterior que presenta una configuración en forma de cazoleta.

La montura anterior y la montura posterior poseen, respectivamente, unas porciones terminales exteriores con una sección diferente de la circular como medio para montar y desmontar ambas monturas.

En una realización principal la hilera de trefilado de la invención comprende, además del núcleo de trefilado, un núcleo de presión que se aloja ajustado también dentro del hueco cilindrico de la extensión tubular que forma parte de la montura anterior, donde un extremo del núcleo de trefilado y un extremo del núcleo de presión están en contacto entre sí.

El núcleo de presión integra un orificio pasante central en dirección axial que comprende una porción central convergente hacia el interior, y una porción de salida divergente hacia fuera, definiéndose entre ambas porciones un cuello de paso de mayor diámetro que el diámetro inicial o primitivo de la varilla a trefilar.

En la zona de confluencia del núcleo de trefilado y núcleo de presión se define una cámara de lubricante a presión formada por la porción de salida del núcleo de presión y por la porción de entrada convergente del núcleo de trefilado, donde ambas porciones confluyen. Considerando la realización principal de la invención, un extremo frontal del núcleo de presión hace tope axialmente contra el escalón perimetral de la montura anterior.

Según la realización de la invención en la que se prescinde del núcleo de presión, un extremo frontal del núcleo de trefilado hace tope axialmente contra el escalón perimetral de la montura anterior seleccionado entre el primer escalón perimetral y el segundo escalón perimetral.

Con esta disposición descrita es posible montar y desmontar fácilmente el conjunto de los elementos que componen la hilera de trefilado de manera que cuando el núcleo de trefilado está desgastado, puede ser reemplazado de forma fácil y sencilla montando después de nuevo el conjunto de las piezas de nuevo.

El núcleo de presión y el núcleo de trefilado están ubicados en el interior de las monturas de forma inamovible y estable, de manera que ambos están presionados entre sí, estando apretados axial y radialmente mediante las dos monturas, anterior y posterior, de forma que la cámara de lubricante a presión está definida entre ambos núcleos, suministrándose el lubricante a través del mismo núcleo de presión.

El núcleo de presión y el núcleo de trefilado se pueden montar dentro del espacio interno delimitado por las monturas a la vez, usando un solo movimiento y sin necesidad de una prensa u horno como ocurre convencionalmente.

También cabe señalar que el núcleo de presión y el núcleo de trefilado se pueden desmontar a la vez, usando un solo movimiento y sin necesidad de usar prensa u horno como ocurre también convencionalmente. Igualmente el apriete radial y axial se realiza simultáneamente a la vez usando un solo movimiento y sin necesidad de usar prensa u horno.

Por otro lado cabe señalar también que tanto el núcleo de presión como el núcleo de trefilado son de dimensiones estándar en el mercado.

El núcleo de presión y el núcleo de trefilado son de iguales dimensiones y por tanto intercambiables.

Por otro lado, la invención proporciona un conjunto de hilera de trefilado a presión donde el núcleo de presión está fabricado en carburo de tungsteno, acero, cerámica, diamante natural, diamante artificial monocristalino, diamante artificial policristalino o materiales parecidos. El núcleo de trefilado está fabricado igualmente en carburo de tungsteno, acero, cerámica, diamante natural, diamante artificial monocristalino, diamante artificial policristalino o materiales parecidos, teniendo una superficie exterior cilindrica plana que se adapta en el interior del hueco cilindrico de la montura anterior, tal como se ha referido ya anteriormente.

Las conicidades complementarias de la cara lateral interior de la montura posterior y la superficie exterior de la extensión tubular de la montura anterior proporcionan el apriete necesario radial sobre ambos núcleos a medida que se rosca la montura anterior sobre la montura posterior consiguiendo con esta operación también el apriete axial necesario para inmovilizar totalmente y de forma estable el conjunto de ambos núcleos.

El núcleo de presión y el núcleo de trefilado se configuran y se disponen de forma tal que en correspondencia con sus caras adyacentes están en contacto entre sí y se define la cámara de lubricación a presión y el lubricante durante el proceso de trefilado se introduce en esa cámara de lubricante a presión a través de la parte frontal del núcleo de presión.

Por lo tanto, el diámetro interior del orificio axial del núcleo de presión en relación con el diámetro del hilo de entrada es un sistema eficaz para el control de la presión del lubricante y no es necesario proporcionar medios mecánicos adicionales para el mantenimiento de la presión.

Cuando el núcleo de trefilado se desgasta, las respectivas monturas pueden desenroscarse y el núcleo desgastado puede ser fácilmente extraído y reemplazado del hueco cilindrico de la montura anterior. Por lo tanto, las monturas pueden ser utilizadas durante un largo período de tiempo, comparado con los sistemas ya conocidos.

El conjunto de hilera de trefilado a presión puede tener un perfil exterior en forma troco- cónica que converge en la dirección del trefilado para encajar en un asiento de forma similar en un porta-hileras, por lo que la operación de trefilado de nuevo tiende a apretar y a ajustarse el conjunto de la hilera de trefilado a presión y con ello eliminar la necesidad de diseños y de porta-hileras complicados y caros que tienen sujetadores mecánicos para asegurar el conjunto de hilera de trefilado a presión en el porta-hileras.

El conjunto de hileras de trefilado a presión puede tener también otros tipos de perfiles exteriores, por ejemplo uno que sea totalmente cilindrico. A continuación para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante de la misma se acompañan unas figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Figura 1.- Muestra una vista en alzado seccionado de una hilera de trefilado según una primera realización de la invención. Figura 2- Muestra una vista en explosión de la hilera de trefilado mostrada en la figura 1.

Figura 3.- Muestra una vista en alzado seccionado de otra hilera de trefilado según una segunda realización de la invención.

Figura 4.- Muestra una vista en explosión de la hilera de trefilado mostrada en la figura 3.

DESCRIPCIÓN DE UN EJEMPLO DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN

Considerando la numeración adoptada en las figuras, la hilera de trefilado contempla la siguiente nomenclatura empleada en la descripción:

I . - Núcleo de trefilado. 2.- Núcleo de presión.

3. - Montura anterior.

4. - Montura posterior.

5. - Roscado macho.

6. - Roscado hembra. 7.- Cara lateral interna.

8. - Fondo.

9. - Perforación pasante.

10. - Cabeza.

I I . - Extensión tubular. 12.- Borde extremo.

13. - Ranuras longitudinales.

14. - Perforación ensanchada.

15. - Extremo frontal.

16. - Escalón perimetral. 17.- Extremo trasero. 18. - Extremo frontal.

19. - Entrada lubricante.

20. - Porción terminal hexagonal.

21. - Porción de entrada. 21a.- Ensanchamiento cónico.

22. - Porción de salida.

23. - Cuello de paso.

24. - Varilla trefilada. 24a.- Varilla a trefilar. 25.- Superficie tronco-cónica exterior.

26. - Porción exterior hexagonal.

27. - Porción de entrada convergente.

28. - Porción de salida divergente.

29. - Cuello de conformación. 30.- Cámara de lubricante a presión.

Comprende un núcleo de trefilado (1), un núcleo de presión (2), una montura anterior (3) y una montura posterior (4), definiendo ambas monturas (3-4) un espacio interno donde se ajusta el conjunto del núcleo de trefilado (1) y el núcleo de presión (2) en una primera realización tal como se muestra en las figuras 1 y 2, y en una segunda realización donde dentro del espacio interior se ajusta sólo el núcleo de trefilado (1), prescindiendo del núcleo de presión (2).

La hilera de trefilado es desmontable para poder cambiar de forma rápida y sencilla el núcleo de trefilado (1) y/o núcleo de presión (2) cuando se precise. Para ello, las dos monturas (3-4) son desmontables, acoplándose entre sí mediante un roscado macho (5) ubicado en la montura anterior (3) y un roscado hembra (6) ubicado en la montura posterior (4).

La montura posterior (4) presenta una estructura de forma de cazoleta cuya cara lateral interna (7) comprende una configuración cónica convergente hacia su fondo (8) que está afectado en su centro de una perforación pasante (9) de salida divergente hacia fuera.

La cara lateral interna (7) de la montura posterior (4) está interrumpida en su extremidad adyacente a su embocadura por el roscado hembra (6) donde se acopla complementariamente el roscado macho (5) de la montura anterior (3).

Esta montura anterior (3) comprende en principio una estructura tubular que integra una cabeza (10) provista del roscado macho (5) y una extensión tubular (11) que presenta exteriormente una configuración cónica que se complementa con la configuración cónica de la cara lateral interna (7) de la montura posterior (4), de forma que al unir ambas monturas (3-4) entre sí mediante el roscado macho (5) y roscado hembra (6), la extensión tubular (1 1) de la montura anterior (3) se ajusta contra la cara lateral interna (7) de la montura posterior (4), sin llegar a contactar en ningún momento un borde extremo (12) de la extensión tubular (1 1) de la montura anterior (3) contra el fondo (8) de la montura posterior (4), consiguiendo así el apriete necesario para inmovilizar los dos núcleos (1-2). La pared de la extensión tubular (1 1) de la montura anterior (3) está afectada de varias ranuras longitudinales (13) que finalizan en unas perforaciones ensanchadas (14).

Considerando la primera realización mostrada en las figuras 1 y 2, dentro del hueco cilindrico delimitado por la extensión tubular (11) de la montura anterior (3) se ajusta el núcleo de trefilado (1) y también el núcleo de presión (2) contactando ambos por respectivos extremos adyacentes, a la vez que ambos núcleos (1-2) se inmovilizan tanto en sentido radial como en sentido axial gracias al acoplamiento de las dos monturas (3- 4), de forma que al roscar la montura anterior (3) sobre la montura posterior (4), la extensión tubular (1 1) presiona radialmente contra el núcleo de trefilado (1) y también contra el núcleo de presión (2) gracias a las conicidades complementarias de esa extensión tubular (11) y de la cara lateral interna (7) de la montura posterior (4). Tanto el núcleo de trefilado (1) como el núcleo de presión (2) poseen una configuración exterior cilindrica con un mismo diámetro que se ajusta en el hueco cilindrico delimitado por la pared de la extensión tubular (11).

Los dos núcleos (1-2) se inmovilizan axialmente debido a que un extremo frontal (15) del núcleo de presión (2) se ajusta contra un escalón perimetral (16) de la cabeza (10) de la montura anterior (3), mientras que un extremo trasero (17) del núcleo de trefilado (1) hace tope contra el fondo (8) de la montura posterior (4). La realización más simple mostrada en las figuras 3 y 4 se diferencia fundamentalmente de la realización mostrada en las figuras 1 y 2 en que tal realización más simple prescinde el núcleo de presión (2), tal como se ha referido ya anteriormente, con lo cual el núcleo de trefilado (1) hace tope por un extremo frontal (18) contra el escalón perimetral (16) de la cabeza (10) de la montura anterior (3). Este escalón perimetral (16) está ubicado en la zona de confluencia de la extensión tubular (1 1) y cabeza (10) de dicha montura anterior (3).

Tanto el núcleo de presión (2) como el núcleo de trefilado (1) están fabricados con un material seleccionado entre carburo de tungsteno, acero, cerámica, diamante natural, diamante artificial monocristalino, diamante artificial policristalino.

Tanto la montura anterior (3) como la montura posterior (4) están fabricadas con un material de acero.

La montura anterior (3) posee el hueco cilindrico delimitado por la pared de la extensión tubular (1 1) que conduce a una entrada (19) convergente hacia el interior para el lubricante en un extremo frontal de la montura anterior (3) destinado al núcleo de presión (2), estando ubicada dicha entrada (19) en la cabeza (10) de la montura anterior (3).

Considerando la segunda realización de la invención, el escalón perimetral (16) de la montura anterior (3) está formado entre el hueco cilindrico y la entrada (19) convergente para el lubricante que está establecida en la cabeza (10) de esa montura anterior (3). La cabeza (10) de la montura anterior (3) posee una porción terminal (20) de forma hexagonal para facilitar el giro de la montura anterior (3) mediante el montaje y desmontaje de la hilera de la invención. Tanto el núcleo de presión (2) como el núcleo de trefilado (1) se ajustan dentro del hueco cilindrico de la montura anterior (3).

El núcleo de presión (2) tiene un orificio pasante central en dirección axial que comprende una porción de entrada (21) convergente hacia el interior y una porción de salida (22) divergente hacia fuera de menor longitud, definiéndose entre ambas porciones un cuello de paso (23) de mayor diámetro que el diámetro inicial de la varilla a trefilar (24a) de la varilla trefilada (24).

La montura posterior (4) tiene una superficie tronco-cónica exterior (25) que converge en la dirección de trefilado para simplificar el diseño del porta-hileras y el roscado hembra (6) en su extremos frontal para recibir el extremo frontal de la montura anterior (3) que tiene el roscado macho (5).

La cara lateral interna (7) de la montura posterior (4) se extiende hacia atrás desde el roscado hembra (6) para recibir la extensión tubular (1 1) de la montura anterior (3) que tiene una superficie exterior cónica. El hueco delimitado por la cara lateral interna (7) de la montura posterior (4) comunica con la perforación pasante (9) ubicada en el fondo (8) de esa montura posterior (4). En su extremo trasero, la montura posterior (4) comprende una porción exterior (26) hexagonal o de otra forma para facilitar el roscado y desenroscado de las monturas (3 y 4).

La montura posterior (4) tiene una superficie cónica convergente e interior para ser recibida por la superficie cónica convergente exterior de la extensión tubular (11) de la montura anterior (3).

Internamente, el núcleo de trefilado (1) tiene un orificio interior con una porción de entrada convergente (27) hacia el interior y una porción de salida divergente (28) hacia el exterior. Ambas porciones convergen a un cuello de conformación (29) coincidente con el diámetro nominal de hilo o varilla trefilada.

Cuando las dos monturas (3 y 4) están roscadas juntas como se muestra en la figura 1 , el núcleo de presión (2) queda apretado contra el escalón perimetral (16) presionando con firmeza sobre el núcleo de trefilado (1) generando un apriete axial sin necesidad de ningún medio de fijación que puedan necesitar los núcleos. Cuando las dos monturas (3 y 4) están roscadas juntas, el núcleo de presión (2) y el núcleo de trefilado (1) quedan apretados con firmeza gracias al apriete generado entre la superficie cónica interior correspondiente con la cara lateral interna (7) de la montura posterior (4), y la superficie cónica convergente exterior correspondiente con la cara lateral exterior de la extensión tubular (1 1) de la montura anterior (3), generando un apriete radial sin necesidad de ningún medio de fijación que pudiera necesitar cualquiera de los dos núcleos (1-2).

Cuando el núcleo de trefilado (1) se desgasta, la montura anterior (3) y la montura posterior (4) pueden ser desenroscadas y el núcleo de trefilado (1) puede ser extraído del hueco cilindrico de la montura anterior (3) para ser reemplazado. Durante el proceso de trefilado, el lubricante se introduce a través de la entrada (19) convergente para el lubricante por medio del propio hilo o varilla a trefilar (24a) y un ensanchamiento cónico inicial (21a) y el orificio pasante central del núcleo de presión (2) que desemboca en una cámara de lubricante a presión (30) que está formada por la confluencia de la porción de salida (22) divergente del núcleo de presión (2) y la porción de entrada convergente (27) del núcleo de trefilado (1). El nivel de presión desarrollado por el lubricante atrapado en la cámara de lubricante a presión (30) dependerá de la diferencia del diámetro primitivo (24a) entre el hilo (24) de entrada al ser trefilado y el cuello de paso (23) del orificio pasante central del núcleo de presión (2).

La invención es aplicable a una amplia gama de conjuntos de trefilado y es evidente que esto proporcione una forma simple de sustitución de núcleos (1-2) desgastados y un uso óptimo de monturas (3) y (4).

Tal como se ha referido anteriormente, puede ser otro tipo de materialización de la invención, en donde sólo se requiere un montaje de núcleo de trefilado (1) dentro de la montura anterior (3) para el núcleo de trefilado (1), y el núcleo de presión y la montura para el núcleo de presión pueden ser reemplazados por una nueva montura roscada que aplique presión al extremo frontal del núcleo trefilado generando un apriete axial sin necesidad de ningún medio de fijación que pueda necesitar los núcleos.

El núcleo de trefilado (1) quedará también apretado radialmente con firmeza gracias al apriete generado entre las superficies cónicas en contacto de la montura posterior (4) y extensión tubular (1 1) de la montura anterior (3).