mecanismo de avance intermitente sincronizado para un

k
REGISTRO DE LA
PROPIEDAD INDUSTRIAL
19
k
ES 2 023 748
kNúmero de solicitud: 9000740
kInt. Cl. : B25J 5/02
11 N.◦ de publicación:
21
5
51
ESPAÑA
//B27F 7/17
k
12
PATENTE DE INVENCION
A6
k
73 Titular/es: Pablo Cesar Rubio Sanz
k
72 Inventor/es: Rubio Sanz, Pablo Cesar
k
74 Agente: Hernández Rodrı́guez, José Antonio
22 Fecha de presentación: 12.03.90
Francisco Baldomá, 59
46011, Valencia, ES
Francisco Cañero Suanes
45 Fecha de anuncio de la concesión: 01.02.92
45 Fecha de publicación del folleto de patente:
01.02.92
k
k
k
k
54 Tı́tulo: Mecanismo de avance intermitente sincronizado para un cabezal operador respecto de la
correspondiente linea de alimentacion en continuo.
k
57 Resumen:
Mecanismo de avance intermitente sincronizado
para un cabezal operador respecto de la correspondiente lı́nea de alimentación en continuo.
El cabezal (1) está establecido sobre un carro (2)
desplazable horizontalmente en contra de la tensión de un resorte (14) en el seno de un soporte fijo
(3), incorporando una caja (4) determinante de un
alojamiento vertical en el que juega un émbolo (5)
previsto inferiormente de una cremallera (6) susceptible de engranar con un piñón (7) montado
en el soporte fijo y que recibe permanentemente
el movimiento de la lı́nea de alimentación, tendiendo el citado émbolo (5) a mantenerse desacoplado del piñón (7) por efecto de una pareja de
flejes (8) y enclavándose con el mismo cuando recibe superiormente el accionamiento de un pisón
(11) asociado al grupo verticalmente desplazable
del cabezal (1).
Venta de fascı́culos: Registro de la Propiedad Industrial. C/Panamá, 1 – 28036 Madrid
1
2 023 748
DESCRIPCION
La presente invención se refiere a un mecanismo que ha sido especialmente concebido para
conseguir un avance parcial de uno o más cabezales operadores, perfectamente sincronizados con
el de la correspondiente lı́nea de alimentación en
continuo de piezas, sobre las que operan dichos
cabezales, como si las referidas piezas se hallaran
detenidas. El retorno de los cabezales a la posición inicial se realiza automáticamente al concluir su fase operativa.
En este sentido, dicho mecanismo es aplicable, por ejemplo, a máquinas de clavar o grapar,
de manera que sus cabezales operadores se desplazan simultánea y sincronizadamente con las piezas a clavar o grapar, permitiendo que en la fase
de penetración del clavo o grapa, no exista desplazamiento relativo alguno entre los cabezales y
las piezas a unir, o lo que es lo mismo, procediendo de forma análoga a como se harı́a si tanto
los cabezales operadores como las piezas a clavar
o grapar, se mantuviesen estáticas, las segundas
bajo el primero.
En supuestos como el anteriormente descrito,
en los que una serie de piezas son alimentadas en
continuo, por ejemplo con la colaboración de una
cinta transportadora, hacia una máquina cuyos
cabezales operadores deben realizar una determinada operación sobre tales piezas, como por ejemplo una máquina grapadora que efectúe el cierre
de cajas o cualquier otro tipo de operación, si en
el momento en el que tal operación se lleva a cabo
existe un desplazamiento relativo entre la pieza y
el cabezal, los resultados de la misma son siempre
defectuosos e inaceptables, ya que lógicamente
de este desplazamiento relativo se deriva el torcimiento e inutilización de la grapa. Peores aún
serı́an los resultados en máquinas de clavar por la
mayor longitud del clavo.
Una solución evidente es dotar a la cinta transportadora de un movimiento intermitente, de manera que dicha cinta avance hasta el momento en
que cada pieza se sitúa bajo el cabezal operador
de la máquina, en la situación en la que ésta debe
actuar, produciéndose en este momento una parada o una temporización adecuada a las exigencias de dicha operación, pero obviamente ésto supone un descenso de productividad en la lı́nea,
debido a los tiempos de parada o tiempos muertos de la cinta transportadora, a la vez que las
permanentes operaciones de arranque y parada
suponen un rápido deterioro y un elevado costo
de mantenimiento de la instalación.
Una solución más reciente y también más
aceptable, consiste en establecer un mecanismo
de embrague, levas y palancas, que desplazan un
carro en el que va montado el cabezal operador de
la máquina de que se trate, pero sin embargo este
mecanismo de embrague plantea problemas importantes, fundamentalmente de desgaste, con un
elevado riesgo de rotura, a lo que hay que añadir
además que al producirse permanentemente una
fricción entre estos elementos, se van originando
desajustes que originan defectos de sincronismo
e imprecisiones. Asimismo, esta solución implica
la puesta en movimiento de masas considerablemente mayores, lo que hace necesario una poten2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
2
cia mayor para el accionamiento de las máquinas.
El mecanismo de avance intermitente que la
invención propone resuelve esta problemática a
plena satisfacción, permitiendo una perfecta sincronización de los cabezales operadores respecto
de la correspondiente lı́nea de alimentación en
continuo, con una estructuración sumamente simple y plenamente eficaz, que asegura una larga
vida útil con un mantenimiento mı́nimo, practicamente nulo.
Para ello y de forma más concreta, el mecanismo de la invención centra sus caracterı́sticas
en el hecho de que los cabezales operadores de
la máquina están montados sobre un carro móvil
provisto de una cremallera que en condiciones de
reposo se encuentra desenclavada con respecto a
un piñón conectado a la lı́nea de alimentación
en continuo, animado de un movimiento giratorio permanente y capacitado para suministrar al
citado carro móvil una velocidad de avance absolutamente idéntica a la de dicha lı́nea de alimentación en continuo, es decir, una perfecta sincronización motriz con respecto a dicha lı́nea.
Para conseguir que el carro móvil se desplace
paralela y sincronizadamente con la lı́nea de alimentación en el momento preciso, se ha previsto
que en el mismo se establezca un alojamiento vertical, para una especie de émbolo que es el que incorpora inferiormente la cremallera citada, siendo
dicho émbolo desplazable verticalmente y hacia el
piñón complementario de la cremallera, en contra de un resorte de láminas que tiende a mantenerlo independizado de dicho piñón, concretamente cuando recibe el accionamiento de un pisón
situado en la extremidad libre de un brazo operativamente fijado al cuerpo con desplazamiento
vertical, al que se fija el cabezal operador de la
máquina de que se trate, y que desciende con dicho cabezal, cuando el mismo va a iniciar su ciclo operativo, obligando en dicho descenso a descender también al citado émbolo que se ve a su
vez forzado a engranar, a través de su cremallera,
con el piñón inferior que se mantiene permanentemente en situación de giro y del que recibirá un
movimiento de traslación que obligará al cabezal
a desplazarse perfectamente sincronizado con la
lı́nea de alimentación en continuo.
A término de la fase operativa del cabezal y
cuando éste realiza su retorno ascendente, el pisón
libera al émbolo y el resorte de láminas que asiste
a este último, provoca el desacoplamiento de la
cremallera con respecto al piñón, quedando el carro móvil liberado y retornando automáticamente
a la posición primitiva por efecto de un muelle
helicoidal que actúa longitudinalmente sobre el
mismo, en oposición al movimiento que previamente le habı́a imprimido el repetidamente citado
piñón.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las caracterı́sticas del invento,
se acompaña a la presente memoria descriptiva,
como parte integrante de la misma, de un juego
de dibujos en el que con carácter ilustrativo y no
limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1.- Muestra una vista parcial, en alzado lateral, del cuerpo soporte del cabezal, con
el cabezal operador de una máquina grapadora,
3
2 023 748
que por su genericidad aparece en trazo discontinuo, figura en la que resaltado en trazo grueso
aparece el mecanismo de avance intermitente y
sincronizado que constituye el objeto de la presente invención.
La figura 2.- Muestra un detalle en perspectiva del citado mecanismo de la figura anterior,
en el que el alojamiento para el émbolo aparece
seccionado parcialmente para mostrar con mayor
claridad la estructura del conjunto.
La figura 3.- Muestra, según un detalle en
perspectiva similar al de la figura 2, el émbolo
del mecanismo aisladamente.
La figura 4.- Muestra, finalmente, una vista en
planta del conjunto de la figura 1, con una de sus
dos mitades seccionada a nivel del muelle recuperador del mecanismo de avance y su otra mitad
seccionada a nivel del piñón motriz que participa
en dicho mecanismo.
En el ejemplo de realización práctica de las figuras y como anteriormente se ha dicho, se muestra el cabezal operador (1) de una máquina grapadora, a tı́tulo meramente ejemplario, ya que el
mecanismo es aplicable a cualquier otro tipo de
máquina en el que se requiera de unas prestaciones similares.
En cualquier caso, el cabezal operador de la
máquina de que se trate deberá estar provisto de
su cuerpo soporte (1), y del carro (2) desplazable
horizontalmente con respecto al correspondiente
soporte fijo (3), estableciéndose en el citado carro móvil (2) un alojamiento vertical, preferentemente prismáticorectangular, con la colaboración
de una especie de caja (4) convenientemente fijada al carro propiamente dicho, caja en cuyo alojamiento juega verticalmente un émbolo (5), con
la misma configuración prismática que dicho alojamiento y provisto en su base de una cremallera
(6) a través de la que es susceptible de engranar
con un piñón (7) montado en el soporte fijo del
carro (3), convenientemente interconectado con la
lı́nea de alimentación en continuo, es decir, con la
cinta transportadora de los productos u objetos
a grapar y capaz de suministrar a la citada cremallera (6) y consecuentemente al cabezal operador un movimiento horizontal en perfecto sincronismo con el movimiento horizontal de la lı́nea de
alimentación en continuo.
La cremallera (6) establecida en el émbolo (5)
tiende permanentemente a la situación de desenclavamiento con respecto al piñón (7) por efecto
de un resorte de láminas (8) que, convenientemente fijado a la caja (4), por ejemplo mediante
tornillos (9) y en la embocadura superior de la
misma, juega en ranuras laterales (10) del émbolo
portador de la cremallera (6), tal como se observa especialmente en el detalle de la figura 3, de
manera que dicho resorte de láminas (8), tiende
a mantener sobreelevado al émbolo (5), permitiendo no obstante el descenso del mismo, para
que la cremallera (6) engrane con el piñón (7),
concretamente cuando se actúa sobre la base superior de dicho émbolo, actuación que es llevada
a cabo de forma automática por el cuerpo (1)
al que se fija el cabezal, cuando se inicia el ciclo operativo del mismo, concretamente con la
colaboración de un pisón (11) establecido en la
extremidad libre de un brazo (12) conveniente-
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
4
mente solidarizado al cuerpo con desplazamiento
vertical (1), que soporta al cabezal operador, quedando dicho pisón (11) situado en la vertical del
émbolo (5) sobre el que ha de actuar. Tal como
se observa en la figura 1 a¯ , el citado pisón (11)
está montado en un alojamiento del brazo (12) y
asistido por un resorte (13) que permi te retraer a
di cho pi són cuando, tras incidir sobre el émbolo
(5) y provocar el embrague de la cremallera (6)
sobre el pisón (7), el cuerpo soporte (1) y el cabezal operador continúen descendiendo. Asimismo
y en caso accidental de bloqueo del movimiento
horizontal del carro (2), el resorte (13) actúa de
limitador de esfuerzo, produciendo el desacople
automático entre piñón y cremal lera.
Ası́ pues y de acuerdo con esta estructuración,
el piñón (7) se mantiene permanentemente girando, pero en vacı́o, en tanto la máquina no realiza un ciclo operativo, como por ejemplo el de
grapado, en cuyo caso y antes de que el cuerpo
portacabezales (1) realice totalmente su movimiento descendente de aproximación a la lı́nea
de alimentación en continuo, el pisón (11) incide
sobre el émbolo (5) haciéndolo descender en contra de la acción del resorte de láminas (8), hasta
la situación lı́mite en la que la cremallera (6) engrana con dicho piñón (7), momento en el que este
último arrastra al carro móvil (2) y a través de
él a todo el cuerpo (1), obligándolo a desplazarse
sincronizadamente con la propia lı́nea de alimentación, de acuerdo con la flecha representada en la
figura 1, hasta que concluye la fase operativa del
cabezal de grapar, y éste asciende de nuevo, momento en el que el pisón (11) libera al émbolo ( 5 ),
éste se desplaza en sentido ascendente por efecto
del resorte de láminas (8) y la cremallera (6) se
desembraga del piñón (7), con lo que el carro
móvil queda liberado de dicho piñón y retorna automáticamente a la posición primitiva por efecto
del muelle helicoidal (14) que ataca lateralmente
a la caja (4) en oposición al movimiento de avance
que genera el piñón (7), quedando el conjunto en
condiciones de repetir el ciclo operativo descrito.
Como es evidente, con el mecanismo que
se preconiza, el piñón de arrastre (7) se mantiene permanentemente en giro, mientras esté
funcionando la lı́nea de alimentación en continuo, cuando el cuerpo portacabezal operador descienda y antes de que la grapa o clavo inicie su
penetración en las piezas a unir, el carro móvil
(2) inicia su desplazamiento automático por acoplamiento de la cremallera (6) sobre dicho piñón
(7), accionada aquélla por el pisón (11) y con la
resistencia antagónica del resorte de láminas (8),
por lo que dicho acoplamiento resulta suave y sin
el menor riesgo de daño para estos elementos.
No se considera necesario hacer más extensa
esta descripción para que cualquier experto en la
materia comprenda el alcance de la invención y
las ventajas que de la misma se derivan.
Los materiales, forma, tamaño y disposición
de los elementos serán susceptibles de variación,
siempre y cuando ello no suponga una alteración
a la esencialidad del invento.
Los términos en que se ha descrito esta memoria deberán ser tomados siempre en sentido amplio y no limitativo.
3
5
2 023 748
REIVINDICACIONES
1. Mecanismo de avance intermitente sincronizado para un cabezal operador respecto de la
correspondiente lı́nea de alimentación en continuo, que partiendo del establecimiento de dicho
cabezal operador en un carro desplazable horizontalmente sobre un soporte fijo de la máquina de
que se trate, esencialmente se caracteriza porque dicho carro móvil incorpora una caja determinante de un alojamiento vertical, preferentemente
prismático-rectangular, en el que juega un émbolo
que en su base inferior, susceptible de emerger
del citado alojamiento, incorpora una cremallera
susceptible a su vez de engranar con un piñón
montado sobre el soporte fijo de la máquina y
que recibe permanentemente el movimiento de la
lı́nea de alimentación en continuo, siendo capaz
de suministrar al cabezal, a través de la citada
cremallera, un movimiento de avance horizontal
perfectamente sincronizado con el de dicha lı́nea
de alimentación, habiéndose previsto que dicho
émbolo portador de la cremallera tienda permanentemente a la situación de desacoplamiento con
respecto al piñón por efecto de medios elásticos
que le asisten y que dicho enclavamiento con el
citado piñón se lleve a cabo por la acción de unos
elementos fijos al cuerpo que soporta al cabezal
operador, desplazables hacia la lı́nea de alimentación en continuo y que inciden sobre el citado
émbolo.
2. Mecanismo de avance intermitente sincronizado para un cabezal operador respecto de la
correspondiente lı́nea de alimentación en continuo, según reivindicación 1, caracterizado por-
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
4
6
que el émbolo portador de la cremallera incorpora
en dos paredes laterales opuestas sendas gargantas o acanaladuras en las que juegan respectivamente las láminas de un resorte fijo a la embocadura superior de la caja constitutiva del alojamiento, siendo dicho resorte de láminas el que
obliga a mantener al émbolo sobreelevado y a la
cremallera existente en el mismo desacoplada del
piñón de arrastre.
3. Mecanismo de avance intermitente sincronizado para un cabezal operador respecto de la
correspondiente lı́nea de alimentación en continuo, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cuerpo verticalmente desplazable al que se fija el cabezal operador, incorpora un
brazo provisto en su extremidad libre de un pisón
situado en la vertical del émbolo portador de la
cremallera, habiéndose previsto que dicho pisón
esté montado con carácter retráctil en un alojamiento del citado brazo y en contra de la tensión
de un resorte.
4. Mecanismo de avance intermitente sincronizado para un cabezal operador respecto de la
correspondiente lı́nea de alimentación en continuo, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque entre el carro móvil y el soporte
fijo para el mismo, concretamente entre la caja
determinante del alojamiento vertical y dicho soporte fijo, se emplaza un muelle helicoidal que
trabaja a compresión, en contra del que el piñón
motriz provoca el arrastre del cabezal y que a su
vez determina la recuperación automática de dicho cabezal cuando se produce el desacoplamiento
del mismo con respecto al citado piñón.
2 023 748
5
2 023 748
6