ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ РАДИАЛЬНЫЙ ПРЕСС И СПОСОБ УСТАНОВКИ В НЕГО МНОЖЕСТВА ИНСТРУМЕНТОВ. Российский патент 2016 года по МПК B23P19/02 B21D39/04 B21J13/08 

Настоящее изобретение относится к области радиальных прессов, например, для соединения гибких шлангов и, в частности, относится к захватному устройству держателя инструмента для параллельной и одновременной установки множества инструментов в такие прессы.

Как известно, чтобы выполнить опрессовку деталей, имеющих различные диаметры, радиальные прессы снабжены комплектами сменных инструментов, также называемых зажимами, по существу состоящих из блоков, например, имеющих сечение в виде кругового сектора, для применения к соответствующим радиальным кулачкам, или держателям зажимов, пресса. Чтобы облегчить и ускорить операции смены инструмента, используется захватное устройство держателя инструмента, выполненное с возможностью одновременного захвата всех инструментов, требуемых для опрессовки трубки определенного диаметра, из магазина держателя инструмента, и установки их в пресс за одну операцию и, наоборот, отделения их от пресса так же быстро и синхронно для их замены в магазине.

В одном варианте выполнения такое захватное устройство держателя инструмента содержит ручку и диск держателя инструмента, оборудованный множеством штифтов, расположенных по окружности диска, каждый из которых способен нести соответствующий инструмент, при необходимости при содействии магнитов, прикрепленных к диску.

Для установки в кулачок каждый инструмент оборудован радиальным пальцем, предназначенным для вставки и блокировки в соответствующем гнезде, обеспеченном в кулачке. Как только захватное устройство было помещено в прессовое отделение пресса, кулачки смыкаются на нем до тех пор, пока радиальные пальцы не будут полностью вставлены в соответствующие гнезда. Таким образом, очевидно, что при перемещении подвижных кулачков радиальные пальцы должны быть точно выровнены с их соответствующими гнездами.

В предыдущем патенте того же заявителя было предложено захватное устройство держателя инструмента, снабженное центрирующим устройством, действующим совместно с радиальным прессом, чтобы обеспечить выравнивание радиальных пальцев с соответствующими гнездами в момент установки инструментов в кулачки пресса. В частности, захватное устройство содержит угловую центрирующую пластину, способную располагаться напротив переднего фланца пресса, причем упомянутый пресс и упомянутый передний фланец имеют дополняющие центрирующие устройства.

Такое захватное устройство держателя инструмента может использоваться как с горизонтальными, так и вертикальными радиальными прессами, в котором кулачки выполняют только радиальное перемещение относительно горизонтальной оси пресса.

Однако существует тип горизонтального радиального пресса, более того, широко используемого, в котором кулачки одновременно выполняют как радиальное перемещение относительно горизонтальной оси пресса, так и осевое перемещение вдоль этой оси. Это комбинированное перемещение кулачков происходит вследствие того, что они имеют внешнюю радиальную поверхность с двухконусным профилем, на которую поршень, расположенный за кулачками, действует соосно с горизонтальной осью пресса.

Захватное устройство держателя инструмента, упомянутое выше, не подходит для использования с таким горизонтальным радиальным прессом, в котором осевое смещение кулачков будет задевать радиальные пальцы инструментов, вызывая их поломку.

Целью настоящего изобретения является предложение захватного устройства держателя инструмента, способного преодолеть проблему выравнивания инструментов и кулачков в горизонтальных радиальных прессах, в которых кулачки смещаются в осевом направлении, а также радиально.

Такая цель достигается горизонтальным радиальным прессом по п. 1 и способом установки инструментов по п. 9. Зависимые пункты формулы изобретения описывают предпочтительные или преимущественные варианты выполнения горизонтального радиального пресса.

Однако отличия и преимущества горизонтального радиального пресса согласно изобретению будут ясны из приведенного ниже описания, выполненного в качестве неограничивающего примера, его предпочтительных вариантов выполнения со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:

Фиг. 1 показывает вид в перспективе захватного устройства держателя инструмента согласно настоящему изобретению;

Фиг. 2 и 2а - два вида в сечении по оси захватного устройства держателя инструмента согласно изобретению, вставленного в радиальный пресс, в начальном положении операции установки инструмента;

фиг. 3 и 3а - два вида, аналогичных предыдущим, на промежуточной стадии операции установки инструмента;

фиг. 4 - вид спереди пресса с захватным устройством, вновь на промежуточной стадии операции установки; и

фиг. 5 и 5а - два вида в сечении по оси захватного устройства держателя инструмента, вставленного в радиальный пресс, в конечном положении операции установки инструмента.

На упомянутых чертежах ссылочная позиция 1 в целом обозначает захватное устройство держателя инструмента согласно изобретению.

Захватное устройство 1 держателя инструмента способно выполнять параллельную смену инструментов в горизонтальном радиальном прессе 100. Такой пресс содержит раму 102, ограничивающую по центру прессовое отделение 104, в котором расположено множество радиальных кулачков 106. Такие радиальные кулачки 106 расположены вокруг горизонтальной оси X пресса и способны принимать соответствующие инструменты или зажимы 108.

Пресс 100 содержит передний фланец 110, ограничивающий отверстие 112 для доступа в упомянутое прессовое отделение 104.

Радиальные кулачки 106 управляются приводными устройствами 114, способными вызывать на стадии установки инструментов в соответствующие кулачки радиальное смещение кулачков 106 относительно горизонтальной оси X пресса и одновременно осевое смещение вдоль упомянутой горизонтальной оси X в направлении переднего фланца 110 пресса. В одном варианте выполнения приводные устройства 114 содержат приводной поршень 116, расположенный за кулачками 106, соосно с горизонтальной осью X пресса. Кулачки имеют на их внешней радиальной поверхности двухконусный профиль 106′, с которым взаимодействует передний участок 116′ приводного поршня 116, дополняющий форму упомянутого двухконусного профиля 106′. В результате, осевое перемещение поршня 116 в направлении вперед, другими словами по направлению к переднему фланцу пресса, вызывает благодаря упомянутому двухконусному профилю 106′ осевую подачу кулачков 106 и одновременный радиальный подвод по направлению к горизонтальной оси X пресса. Аналогично, перемещение назад поршня 116 вызывает осевое смещение кулачков 106 обратно и одновременное радиальное отдаление от горизонтальной оси X.

Инструменты 108 и кулачки 106 снабжены комплементарными соединительными устройствами. Например, каждый инструмент 108 снабжен радиальным пальцем 109, подходящим для вставки в соответствующее радиальное гнездо 107, выполненное в каждом кулачке 106. В одном варианте выполнения запорный штифт 120 радиального пальца 109 также вставлен в каждый кулачок 106 перпендикулярно радиальному гнезду 107. Упомянутый запорный штифт 120, поджатый пружиной, блокирует радиальный палец 109 инструмента к кулачку, когда он полностью вставлен в гнездо 107.

Для того чтобы одновременно установить/отделить все инструменты 108 пресса в/от соответствующие радиальные кулачки 106, захватное устройство 1 держателя инструмента способно захватывать все инструменты 108 из магазина держателя инструмента, перемещать и располагать их в прессовом отделении 104 пресса и наоборот, удерживая их в круговом расположении. Таким образом, когда захватное устройство 1 вставлено в прессовое отделение 104, инструменты 14 могут быть подключены соответствующими кулачками 106, когда они смыкаются приводными устройствами 114.

Захватное устройство 1 держателя инструмента содержит ручку 10 и диск 12 держателя инструмента, способный поддерживать комплект инструментов в круговом расположении. В одном варианте выполнения упомянутый диск 12 держателя инструмента оборудован венцом опорных штифтов 14, подходящих для вставки в соответствующие отверстия 15, выполненные в инструментах 108. Предпочтительно, диск 12 держателя инструмента дополнительно снабжен венцом поддерживающих магнитов 16, которые помогают надежно удерживать инструменты 108 на диске 12 держателя инструмента.

Захватное устройство держателя инструмента дополнительно содержит между ручкой 10 и диском 12 держателя инструмента угловые центрирующие устройства 18, действующие совместно с передним фланцем 110 пресса для углового выравнивания коплементарных соединительных устройств инструментов и кулачков.

В одном варианте выполнения упомянутые угловые центрирующие устройства 18 содержат центрирующую пластину 20, способную располагаться напротив переднего фланца пресса. Упомянутая центрирующая пластина 20 снабжена по меньшей мере одним центрирующим пальцем 22, предпочтительно - двумя, диаметрально противоположным ручке и подходящим для вставки в соответствующее центрирующее отверстие 24, выполненное в переднем фланце пресса.

Следовательно, соединение центрирующей пластины 20 и переднего фланца 110 пресса гарантирует угловое выравнивание радиальных пальцев 109 инструментов с соответствующими радиальными гнездами 107 кулачков 106. Однако такого радиального выравнивания недостаточно вследствие смещения кулачков вдоль горизонтальной оси X, и осевое выравнивание пальцев 109 и гнезд 107 также необходимо. Осевое выравнивание означает то, что палец 109 и соответствующее гнездо 107 должны оказаться на одном расстоянии вдоль горизонтальной оси X пресса, имея в виду, что гнезда 107 пальцев перемещаются вдоль упомянутой оси X до тех пор, пока кулачки не достигнут их конечного положения полного соединения с инструментами 108.

Чтобы достичь такого выравнивания, захватное устройство 1 держателя инструмента содержит по меньшей мере один радиальный осевой центрирующий участок 30, выполненный с возможностью упора в переднюю поверхность 106″ по меньшей мере одного радиального кулачка 106, предпочтительно - всех кулачков, по меньшей мере на конечной стадии осевой подачи кулачков. Другими словами, упомянутый радиальный участок 30 выступает за радиальный размер комплекта инструментов 108, переносимых захватным устройством 1, для того чтобы упираться, по меньшей мере с некоторого расстояния осевого хода кулачков 106, в переднюю поверхность 106″ самих кулачков. Расстояние осевого хода, начиная с которого контакт между радиальным участком 30 и передней поверхностью кулачков необходим, является расстоянием, на котором радиальные пальцы 109 инструментов 108 выровнены в осевом направлении, а также в угловом, с соответствующими гнездами, несмотря на то, что радиальные пальцы 109 еще не зацеплены соответствующими радиальными гнездами 107. Благодаря контакту между захватным устройством 1 и кулачками 106 осевая подача кулачков 106 соответствует одновременному осевому отведению захватного устройства 1. Синхронное перемещение кулачков и захватного устройства, таким образом, предотвращает задевание корпусом кулачков радиальных пальцев 109 инструментов, когда он перемещается и дополнительно подводится к инструментам, вызывая невосстановимое повреждение инструментов и кулачков. Напротив, упомянутое синхронное перемещение позволяет радиальным пальцам 109 самим вставиться в соответствующие радиальные гнезда 107 кулачков 106, в то время как последние перемещаются вдоль горизонтальной оси X.

В одном возможном варианте выполнения радиальные пальцы могут быть выровнены в осевом направлении с соответствующими радиальными гнездами 107 и радиальным осевым центрирующим участком 30, контактирующим с передней поверхностью 106″ кулачков, с самого начала хода кулачка. В этом случае кулачок и захватное устройство перемещаются одновременно в течение радиального и осевого хода кулачков. Однако при условии, что в момент введения захватного устройства в прессовое отделение кулачки находятся в начальном положении всего отверстия, такой вариант выполнения требует, чтобы радиальный осевой центрирующий участок 30 продолжался радиально намного дальше размера инструментов. В результате, отверстие для доступа в прессовое отделение должно иметь подходящую ширину, чтобы позволить прохождение радиального центрирующего участка 30, но это ведет к уменьшению поверхности прижатия на боковой поверхности отверстия для доступа.

Следовательно, в предпочтительном варианте выполнения отверстие для доступа в прессовое отделение не изменяется специальным образом для нового захватного устройства, чтобы не изменять функционирование пресса. Следовательно, осевой радиальный центрирующий участок 30 захватного устройства не продолжается достаточно, чтобы упираться в переднюю поверхность 106″ кулачков, когда они находятся в начальном положении всего отверстия, но может упираться в них только после того, как кулачки начали смещаться радиально к инструментам 108.

Предпочтительно, отвод захватного устройства 1 направляется теми же угловыми центрирующими устройствами 18. В частности, по меньшей мере один центрирующий штифт 22 и соответствующее отверстие 24 имеют такое осевое продолжение, чтобы оставаться во взаимном зацеплении по меньшей мере на начальной стадии отведения захватного устройства.

В одном предпочтительном варианте выполнения радиальный осевой центрирующий участок 30 захватного устройства 1 продолжается радиально от диска 12 держателя инструмента. Например, упомянутый радиальный участок выполнен в виде внешнего кольцевого участка 31 упомянутого диска 12 держателя инструмента, который, выступая радиально относительно размера инструментов 108, когда поддерживается захватным устройством, упирается в переднюю поверхность 106″ кулачков 106.

В одном варианте выполнения в упомянутом внешнем кольцевом участке 31 диска держателя инструмента имеется множество радиальных пазов 32, способных принимать головки 121 запорных штифтов 120, выступающие из передней поверхности 106″ кулачков, и таким образом позволять радиальное скольжение кулачков относительно диска держателя инструмента.

Предпочтительно, осевое расстояние между угловой центрирующей пластиной 20, которая, когда введена в соприкосновение с передним фланцем 110 пресса, определяет начальное или стартовое положение захватного устройства в операции установки инструмента, и диск 12 держателя инструмента, содержащий внешний кольцевой участок 31, поддерживающий кулачки, является таким, что в упомянутом стартовом положении диск 12 держателя инструмента отделен от передней поверхности 106″ кулачков и инструменты 108, поддерживаемые упомянутым диском 12, находятся в выдвинутом положении относительно полностью открытых кулачков.

В этом начальном положении расстояние, отделяющее диск 12 держателя инструмента от передней поверхности 106″ кулачков, равно расстоянию между осью радиальных пальцев 109 инструментов 108 и осью соответствующих радиальных гнезд 107 в кулачках 106.

В одном предпочтительном варианте выполнения угловая центрирующая пластина 20 снабжена магнитными устройствами 26, способными обеспечивать контакт между упомянутой пластиной 20 и передним фланцем 110 пресса, когда захватное устройство находится в начальном положении. Таким образом, обеспечивается правильное и воспроизводимое расположение захватного устройства в начале операции установки инструментов.

Следовательно, способ установки инструментов предусматривает начальное положение захватного устройства внутри прессового отделения, зацепляя угловую центрирующую пластину с передним фланцем пресса, как описано выше (фиг. 2). В этом начальном положении захватного устройства радиальные пальцы инструментов выровнены по углу с их соответствующими радиальными гнездами в кулачках.

Управляя приводными устройствами кулачков, начинается радиальное и осевое смещение кулачков. В одном предпочтительном варианте выполнения на первой стадии такого смещения перемещаются только кулачки, в то время как захватное устройство и инструменты остаются неподвижными. Следуя такому смещению, кулачки достигают промежуточного положения, в котором радиальные пальцы выровнены в осевом направлении с их соответствующими гнездами, то есть пальцы и гнезда оказались на одном расстоянии вдоль горизонтальной оси X, и передняя поверхность кулачков пришла с соприкосновение с диском держателя инструмента (фиг. 3 и 4).

Далее с этого этапа осевое перемещение кулачков вызывает одновременный отвод захватного устройства держателя инструмента. Передняя поверхность кулачков остается в соприкосновении с диском держателя инструмента до конца хода кулачков. Это обеспечивает синхронную подачу кулачков и отвод инструментов и, таким образом, вставку радиальных пальцев в соответствующие гнезда. Благодаря радиальным пазам, выполненным в диске держателя инструмента, кулачки способны радиально смыкаться на инструментах. В конце хода кулачка радиальные пальцы полностью вставлены и заблокированы в соответствующих гнездах (фиг. 5). На данном этапе возможно полностью извлечь захватное устройство из пресса и кулачки с установленными в них инструментами могут вернуться в начальное положение.

Специалист в данной области техники может сделать модификации, доработки и замены элементов другими, функционально эквивалентными вариантам выполнения захватного устройства держателя инструмента согласно изобретению, для того чтобы удовлетворять возможным требованиям, в то же время оставаясь в пределах объема следующей формулы изобретения. Каждая из характеристик, описанная как принадлежащая возможному варианту выполнения, может быть реализована независимо от других описанных вариантов выполнения.

Изобретение относится к радиальным прессам и захватным устройствам для смены инструментов в нем. Горизонтальный радиальный пресс содержит множество радиальных кулачков для приема сменных инструментов, расположенных внутри прессового отделения вокруг горизонтальной оси (X) пресса, а также приводные устройства кулачков для радиального смещения кулачков на стадии установки инструментов в соответствующие кулачки относительно упомянутой горизонтальной оси (X) пресса и одновременного осевого смещения вдоль упомянутой горизонтальной оси (X) в направлении переднего фланца пресса. Инструменты и кулачки снабжены комплементарными соединительными устройствами. Захватное устройство содержит радиальный осевой центрирующий участок, выполненный с возможностью упора в переднюю поверхность по меньшей мере одного радиального кулачка, когда упомянутые комплементарные соединительные устройства выровнены в осевом направлении, но все еще расцеплены для одновременного осевого отвода захватного устройства, совпадающего с последующей осевой подачей кулачков. Технический результат заключается в повышении выравнивания инструментов и кулачков в радиальных прессах, в которых кулачки смещаются в осевом или радиальном направлении. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Горизонтальный радиальный пресс, содержащий:
множество радиальных кулачков, способных принимать соответствующие сменные инструменты и расположенных внутри прессового отделения вокруг горизонтальной оси (X) пресса,
передний фланец, ограничивающий отверстие для доступа в упомянутое прессовое отделение,
приводные устройства кулачков, способные вызывать на стадии установки инструментов в соответствующие кулачки радиальное смещение кулачков относительно упомянутой горизонтальной оси (X) пресса и одновременное осевое смещение вдоль упомянутой горизонтальной оси (X) в направлении переднего фланца пресса, причем инструменты и кулачки снабжены комплементарными соединительными устройствами,
захватное устройство держателя инструмента, которое содержит ручку (10) и диск (12) держателя инструмента и которое также содержит между упомянутой ручкой и упомянутым диском держателя инструмента угловые центрирующие устройства, действующие совместно с передним фланцем пресса для углового выравнивания упомянутых комплементарных соединительных устройств,
при этом захватное устройство дополнительно содержит радиальный осевой центрирующий участок, выполненный с возможностью упора в переднюю поверхность по меньшей мере одного радиального кулачка, когда упомянутые комплементарные соединительные устройства выровнены в осевом направлении, но все еще расцеплены, так чтобы одновременный осевой отвод захватного устройства совпадал с последующей осевой подачей кулачков.

2. Горизонтальный радиальный пресс по п.1, в котором упомянутые угловые центрирующие устройства содержат центрирующую пластину, способную располагаться напротив переднего фланца пресса, причем упомянутая центрирующая пластина снабжена по меньшей мере одним центрирующим пальцем, подходящим для вставки в соответствующее отверстие, выполненное в переднем фланце пресса.

3. Горизонтальный радиальный пресс по п.2, в котором упомянутый центрирующий штифт и упомянутое отверстие имеют такое осевое продолжение, чтобы оставаться во взаимном зацеплении по меньшей мере на начальной стадии отвода захватного устройства.

4. Горизонтальный радиальный пресс по п.1, в котором упомянутый радиальный осевой центрирующий участок выполнен в виде внешнего кольцевого участка диска держателя инструмента, который выступает радиально относительно инструментов, когда поддерживается захватным устройством, для того чтобы упираться в переднюю поверхность кулачков.

5. Горизонтальный радиальный пресс по п.4, в котором комплементарные соединительные устройства между инструментами и кулачками содержат радиальный палец, который продолжается из каждого инструмента, и радиальное гнездо, выполненное в каждом кулачке для принятия упомянутого радиального пальца, и в котором каждый кулачок дополнительно снабжен запорным штифтом инструмента, способным зацеплять упомянутый радиальный штифт, когда вставлен в соответствующее радиальное отверстие, и имеет головку, выступающую из передней поверхности кулачка, причем имеется радиальный паз во внешнем кольцевом участке диска держателя инструмента в соответствии с каждой головкой запорного штифта.

6. Горизонтальный радиальный пресс по п.2, в котором центрирующая пластина снабжена магнитными устройствами, способными удерживать захватное устройство в соприкосновении с передним фланцем пресса.

7. Горизонтальный радиальный пресс по п.1, в котором диск держателя инструмента оборудован венцом опорных штифтов в количестве, равном количеству инструментов.

8. Горизонтальный радиальный пресс по п.1, в котором диск держателя инструмента оборудован венцом поддерживающих магнитов в количестве, равном количеству инструментов.

9. Способ установки множества сменных инструментов в горизонтальный радиальный пресс по любому из пп.1-8,
при этом способ содержит этапы:
расположения захватного устройства держателя инструмента и кулачков в стартовом положении, в котором кулачки находятся на максимальном радиальном расстоянии от инструментов, и угловые центрирующие устройства захватного устройства зацеплены с передним фланцем пресса, так чтобы комплементарные соединительные устройства инструментов и кулачков были выровнены в угловом направлении,
приведения в действие приводных устройств кулачков, для того чтобы вызывать их радиальное смещение по направлению к инструментам и одновременную осевую подачу в направлении переднего фланца,
причем начиная с положения осевого выравнивания, в котором комплементарные соединительные устройства инструментов и кулачков выровнены в осевом направлении друг с другом и все еще расцеплены, радиальный осевой центрирующий участок захватного устройства примыкает к передней поверхности по меньшей мере одного кулачка,
и из упомянутого положения осевого выравнивания кулачки и захватное устройство держателя инструмента перемещаются одновременно до конечного положения установки инструментов.

10. Способ по п.9, в котором положение осевого выравнивания соответствует стартовому положению захватного устройства и кулачков.

11. Способ по п.9, в котором в стартовом положении радиальный осевой центрирующий участок захватного устройства отделен от передней поверхности по меньшей мере одного кулачка и инструменты находятся в более выдвинутом осевом положении, чем кулачки.

12. Способ по п.9, в котором угловые центрирующие устройства содержат центрирующую пластину, которая, когда захватное устройство держателя инструмента находится в начальном положении, упирается в передний фланец пресса.

13. Способ по п.12, в котором центрирующий штифт продолжается от центрирующей пластины и, когда центрирующая пластина перемещается обратно от переднего фланца, остается частично вставленным в соответствующее центрирующее отверстие упомянутого переднего фланца.