ES2321451T3 - Husillo de mandrinar para un centro de mecanizado horizontal o vertical con accionamiento interior con division de par. - Google Patents

Abstract

Centro de mecanizado (50) para el mecanizado de piezas por arranque de viruta, con un carro portahusillo (56) que está alojado de modo desplazable en otro carro desplazable (52) y en el cual se aloja un husillo portaherramientas (60) desplazable en dirección axial, que es accionado en sentido de rotación (26) mediante un accionamiento (70) y que se puede desplazar en dirección axial mediante un accionamiento (128), estando previsto un reductor (72) entre el husillo portaherramientas (60) y el accionamiento (70), caracterizado porque el accionamiento de rotación (70), el reductor (72) y el husillo portaherramientas (60) forman una unidad de construcción que como tal está dispuesta en el interior del carro portahusillo (56) y se aloja de modo desplazable en dirección axial con relación a éste, estando realizado el reductor (72) como reductor planetario con división de par, presentando como mínimo uno, preferentemente dos puntos de transmisión (136, 138) para el par de giro del accionamiento (70).

Description

Husillo de mandrinar para un centro de mecanizado horizontal o vertical con accionamiento interior con división de par.

La invención se refiere a un husillo de mandrinar que se emplea en centros de mecanizado verticales y horizontales y que presenta un accionamiento interior con división de par.

Estado de la técnica

Por el folleto de la empresa UNION, mandrinadora y fresadora horizontal y centro de mecanizado de tamaño 100 / 110 en versión de sobremesa de la UNION Werkzeugmaschinen GmbH, Chemnitz, Clemens-Winkler, Strasse 5, D-09116 Chemnitz, referencia del prospecto T-TC 10-11-9d, se conoce un cabezal portahusillos con los cojinetes principales del husillo. De acuerdo con esta solución, hay un casquillo colocado sobre el husillo que en su extremo frontal presenta un alojamiento de herramienta. El casquillo está situado en una envolvente mediante cojinetes de rodamiento, teniendo la envolvente que aloja el husillo y el casquillo un accionamiento por medio de una transmisión por correas. Para ello, un tramo axial de la envolvente está realizado como polea de correas, que va rodeada por tres correas. Las correas son accionadas por un accionamiento alojado en una parte de carcasa situada encima del carro portahusillo del husillo de mandrinar. La disposición de este accionamiento requiere un espacio de construcción considerable y no está totalmente exenta de holguras en cuanto a la precisión de rotación y a la excentricidad de la envolvente del husillo de mandrinar.

Por el documento DE 28 45 968 A1 o el DD 201 818 se deduce una disposición de elementos funcionales de un husillo de trabajo, en particular para un taladro de coordenadas. Esta solución da a conocer un husillo de trabajo que se emplea especialmente en taladros de coordenadas, que para realizar movimientos de rotación y de traslación de alta precisión está apoyada y conducida de forma giratoria y desplazable axialmente mediante un mínimo de dos cojinetes de pistas múltiples estáticos dispuestos en la carcasa o mediante cojinetes realizados de otra forma,. Para transmitir el movimiento de rotación y de traslación a un husillo de trabajo hueco se emplean elementos funcionales. Éstos comprenden un árbol hueco, un husillo roscado hueco, así como una barra no desplazable que está dispuesta penetrando en el husillo de trabajo hueco. La transmisión del movimiento de rotación por medio del árbol hueco que penetra telescópicamente dentro del husillo de trabajo hueco tiene lugar mediante ajuste positivo sobre el husillo de trabajo hueco. El árbol hueco que está en comunicación con el accionamiento principal va alojado en la carcasa de modo giratorio pero no desplazable axialmente. La transmisión del movimiento de traslación al husillo de trabajo hueco tiene lugar por medio del husillo roscado hueco que penetra telescópicamente en el árbol hueco. El extremo del husillo roscado hueco del lado del cabezal del husillo está unido con el husillo de trabajo hueco de modo giratorio por medio de un cojinete axial, pero de forma no desplazable axialmente. La parte del husillo roscado hueco del lado del accionamiento encaja con una tuerca que está en comunicación con un accionamiento secundario, alojada en la carcasa de modo giratorio pero no desplazable axialmente. El husillo roscado hueco propiamente dicho va conducido de modo desplazable axialmente, asegurado contra la torsión por medio de un ajuste positivo con la barra que a su vez penetra telescópicamente en aquél, unida con la carcasa a prueba de torsión y de modo no
desplazable.

De acuerdo con la solución conocida por el documento DE 28 45 968 A1, el par de giro del accionamiento principal se transmite por medio de un árbol hueco, mientras que la fuerza de avance del accionamiento secundario se transmite por medio de un husillo roscado hueco.

Exposición de la invención

La presente invención tiene como objetivo facilitar un bloque funcional desplazable longitudinalmente, en el cual están situados en construcción compacta un husillo portaherramientas, un accionamiento de la herramienta y una transmisión realizada por lo menos a base de una etapa, y que se caracteriza principalmente por su marcha sumamente silenciosa, escasez de holguras y rigidez constante a la torsión.

De acuerdo con la invención se resuelve este objetivo por las características de la reivindicación independiente 1.

De acuerdo con la solución propuesta según la invención, hay un husillo de mandrinar integrado en un carro portahusillo desplazable por ejemplo en dirección horizontal, que a su vez puede estar montado en un carro portaherramientas desplazable en dirección vertical, comprendiendo un árbol hueco que rodea un accionamiento eléctrico de forma cilíndrica cuya salida actúa conjuntamente con un reductor planetario de por lo menos dos etapas. El reductor planetario está dispuesto de tal modo que, renunciando al engranaje solar que suele ser usual en reductores planetarios, tiene previstos por lo menos dos, preferentemente tres árboles portasatélites situados en la parte exterior, en cada uno de los cuales va alojado por lo menos un satélite. En cuanto a los dentados de los por lo menos dos satélites dispuestos en la parte exterior, se trata preferentemente de un dentado helicoidal, y que para conseguir una marcha altamente silenciosa están templados y rectificados.

El reductor planetario sin engranaje solar empleado se puede mover por lo menos en dos etapas de reducción, con lo cual se pueden conseguir por lo menos dos velocidades de rotación del husillo portaherramientas.

La unión entre la salida de la transmisión del husillo portaherramientas realizado como reductor planetario está constituida por un seguro contra sobrecargas. El seguro contra sobrecargas está realizado preferentemente como ajuste zunchado entre el husillo portaherramientas y la salida del reductor planetario. El ajuste zunchado está rodeado de un anillo cuyas superficies exteriores están realizadas de forma cónica o abombada. Sobre la superficie periférica exterior del anillo que rodea al ajuste zunchado están dispuestos dos componentes de forma anular cuyo perímetro interior está realizado en correspondencia con el contorno exterior del anillo que rodea el ajuste zunchado. Los anillos situados uno junto a otro en la zona del seguro contra sobrecargas están pretensados entre sí mediante unos elementos de pretensado, de tal modo que el seguro contra sobrecargas por un lado está realizado absolutamente sin holgura, y por el otro lado permite un movimiento relativo entre la salida de la transmisión y el árbol que soporta el alojamiento de la herramienta, a partir de un par de deslizamiento definido al rebasarse la tensión inicial. De una forma especialmente manejable, el carro portahusillo del husillo portaherramientas está dotado de un orificio de acceso situado en la zona de seguro contra sobrecargas, de modo que el seguro contra sobrecargas queda accesible desde el exterior. Poder soltar rápidamente el seguro contra sobrecargas y sacar el husillo portaherramientas desde el lado anterior reduce los tiempos de preparación drásticamente cuando sea necesario sustituir el husillo portaherramientas.

El husillo portaherramientas propuesto conforme a la invención y alojado en un carro portahusillo desplazable horizontalmente, se caracteriza por su rigidez a la torsión constante, vista en toda su sección, durante todo el campo de ajuste, es decir a lo largo de toda su carrera de salida, presentando además una superficie envolvente cerrada, lo que reduce drásticamente el riesgo de daños durante el funcionamiento.

En la solución propuesta conforme a la invención para el husillo portaherramientas de un centro de mecanizado que se emplea preferentemente dentro del marco de la fabricación con arranque de viruta, la transmisión que transmite al husillo portaherramientas el par de giro del accionamiento realizado por lo general de forma eléctrica, está realizado de tal modo que una derivación de la potencia del par de salida del accionamiento eléctrico se transmite al husillo portaherramientas por medio de cómo mínimo dos, preferentemente tres engranajes dentados. La transmisión empleada por medio de la cual se transmite al husillo portaherramientas el par de salida del accionamiento eléctrico, puede estar realizada o bien presentando únicamente una etapa reductora, en cuyo caso se puede prescindir de un cambio de marchas, o la transmisión empleada puede presentar un número cualquiera de etapas de reducción.

El número de etapas de reducción, es decir las revoluciones del husillo portaherramientas, se puede especificar en la transmisión por medio de una serie de satélites o piñones satélite correspondiente al número de etapas de reducción deseadas. Además de esto es obviamente posible también ajustar las revoluciones del husillo portaherramientas que soporta la herramienta, directamente en el accionamiento eléctrico, especificándolo de este modo. El husillo portaherramientas propuesto conforme a la invención que va conducido de modo desplazable en el carro portahusillo, presenta en su cara frontal orientada hacia la pieza que se trata de mecanizar, un alojamiento para la herramienta. Alternativamente puede estar dispuesto también en este lado frontal un equipo de herramientas que incrementa la funcionalidad del husillo portaherramientas en cuanto a planos de mecanizado y ángulos de mecanizado. Las conducciones para los medios por medio de los que se pueden conducir al extremo frontal del carro portahusillo desplazable horizontalmente un medio hidráulico, aire comprimido, conducciones eléctricas y similares, están alojados de modo ventajoso en el interior del carro portahusillo, en una oquedad entre el husillo portaherramientas desplazable en dirección horizontal y la pared interior del carro portahusillo, de modo que éstos están protegidos contra daños.

La solución propuesta conforme a la invención ofrece un máximo de disminución de holguras y gracias al accionamiento de división de par elegido se asegura una marcha altamente silenciosa con una rigidez a la torsión constante durante el movimiento de salida del husillo portaherramientas fuera del carro portahusillo.

Dibujo

A continuación se describe la invención con mayor detalle sirviéndose del dibujo.

Las figuras muestran:

Figura 1 una disposición de un husillo portaherramientas conocido por el estado de la técnica, dotado de por lo menos una acanaladura longitudinal que transcurre en dirección axial para transmitir el movimiento de rotación, estando situado el accionamiento de rotación en el exterior del husillo portaherramientas,

Figura 1.1 una sección a través del husillo portaherramientas según la representación de la Figura 1,

Figura 1.2 una representación ampliada de la geometría de la acanaladura longitudinal de acuerdo con las representaciones de la Figura y de la Figura 1.1,

Figura 2 una representación esquemática del centro de mecanizado propuesto conforme a la invención con carro portahusillo desplazable horizontalmente, husillo portaherramientas extensible desde aquél, así como un carro desplazable verticalmente,

Figura 2.1 una vista frontal del carro vertical que rodea al carro portahusillo desplazable en dirección horizontal y al husillo portaherramientas alojado de modo desplazable en aquél,

Figura 3 una representación del carro vertical conforme a la invención, reproducido a mayor escala,

Figura 4 una sección longitudinal a través del carro portahusillo conforme a la invención,

Figura 5 una sección transversal a través del husillo portaherramientas con la transmisión dispuesta en su interior que acopla el accionamiento eléctrico conforme al plano de sección según la representación en sección V-V de la Figura 4,

Figura 6 una representación esquemática de la transmisión según la Figura 4,

Figura 7 la disposición de la sección a través de la transmisión de acuerdo con el plano de sección VII-VII dibujado en la Figura 6, y

Figura 8 la representación de la sección a través de la transmisión de acuerdo con el plano de sección VIII-VIII dibujado en la Figura 6, en una etapa de multiplicación.

Variantes de realización

A continuación se describe la invención mediante el ejemplo de un centro de mecanizado que presenta un carro vertical desplazable sobre unas guías, como por ejemplo unas guías de tipo hidráulico, en el cual va soportado un carro portahusillo desplazable en dirección horizontal. En este carro portahusillo desplazable en dirección horizontal va alojado un husillo portaherramientas. Además de esto existe la posibilidad de disponer la solución propuesta conforme a la invención del carro portahusillo con accionamiento de rotación integrado y husillo portaherramientas extensible desde el carro portahusillo también en dirección vertical.

Se entiende en lo sucesivo como husillo portaherramientas un husillo en cuyo alojamiento de herramientas se puede amarrar bien una herramienta para arranque de viruta, tal como por ejemplo una broca o un cabezal de fresado, una muela abrasiva o similar, como también un equipo que amplía la funcionalidad del husillo portaherramientas en el sentido de que una herramienta alojada en el equipo se puede desplazar en distintos ángulos de mecanizado y planos de mecanizado para ampliar notablemente la funcionalidad del centro de mecanizado equipado con éste.

Para explicar el problema técnico que puede surgir en las soluciones conocidas, se remite a las Figuras 1, 1.1 y 1.2.

De la Figura 1 se deduce en representación esquemática un husillo 10, que en su extremo donde se aloja una herramienta 24 está dotado de un casquillo 12. El casquillo 12 va alojado por su perímetro exterior en cojinetes de rodamiento y está unido por medio de una fijación 22, representada sólo esquemáticamente, con una rueda dentada conducida 18. Por medio de la rueda conducida 18 se transmite al casquillo 12 el par de giro de una rueda conductora 20, que a su vez está puesta en rotación por un accionamiento no representad en la Figura 1. El casquillo 12 transmite a su vez el par de giro por medio de una unión de chaveta/acanaladura. La correspondiente acanaladura longitudinal está indicada en la Figura 1 mediante la referencia 16. Mediante esta disposición se le imparte al husillo 10 un movimiento de rotación en el sentido de giro 26. Por su extremo alejado de la herramienta 24, el husillo 10 va alojado en un cojinete de husillo 28. Mientras que el accionamiento de rotación 30 del husillo se transmite a éste a través de las ruedas dentadas 18, 20 y del casquillo 12, la transmisión de un avance axial tiene lugar por medio del cojinete del husillo 28 con el cual está acoplado un accionamiento de avance 32. El accionamiento de avance comprende un husillo roscado 34 cuyo movimiento de rotación se convierte en un movimiento de avance 36. A través del cojinete del husillo 28 se transmite el movimiento de avance 36 al husillo 10. En la Figura 1, la referencia 40 se refiere a la acanaladura longitudinal 16. La acanaladura longitudinal 16 está limitada por los flancos de acanaladura 42 y aristas de la acanaladura 44, véase al respecto las Figuras 1.1 y 1.2.

De la representación según la Figura 1.1 se puede deducir una sección a través del husillo de la Figura 1, transcurriendo el corte a través del husillo.

De la representación según la Figura 1.1 se deduce que para transmitir el par de giro recibido al husillo 10, el casquillo 12 está unido con el husillo 10 por lo menos mediante dos uniones de ajuste positivo que están realizadas como uniones de chaveta/acanaladura. De la representación según la Figura 1.1 se deduce que en el perímetro del husillo 10 están realizadas dos acanaladuras longitudinales 16, opuestas entre sí, que están limitadas cada una por un fondo de acanaladura 40 y dos flancos de acanaladura 42. Esta unión representa una unión de acoplamiento positivo que permite la transmisión de un par de giro por medio del husillo 12.

De la representación según la Figura 1.2 se deduce que los flancos 42 de la acanaladura longitudinal 16 terminan en la superficie periférica del husillo 12 en unas aristas de acanaladura 44. En lo referente a la presión superficial, las aristas 44 de la acanaladura están expuestas a elevadas presiones de Hertz, especialmente durante el acercamiento de arranque. Se entiende por acercamiento de arranque la colisión de la herramienta 24 alojada en el husillo 10 con la pieza que se trata de mecanizar, lo que sucede a menudo en talleres que fabrican por encargo y que por lo general no es intencionado pero se debe a un avance excesivo del husillo de mandrinar 10 o a una distancia demasiado reducida entre la herramienta 24 en rotación con la pieza que se trata de mecanizar. Los golpes de par que surgen durante el "acercamiento de arranque" suponen una carga considerable para los componentes del accionamiento que transmiten el par de giro al husillo 10. En la solución según las Figuras 1, 1.1 y 1.2 es un inconveniente, por una parte, la vida útil de la unión de chaveta/acanaladura elegida según la Figura 1.1, así como la inevitable holgura que a lo largo del tiempo se produce entre los flancos de la acanaladura 42 y las chavetas que ajustan en la acanaladura longitudinal 16. Además de esto, la solución según las Figuras 1, 1.1 y 1.2 adolece del inconveniente de que el accionamiento de rotación 30 está dispuesto en el exterior con relación al husillo 10, lo que exige un espacio de construcción adicional. Esto tiene importancia en cuanto, si bien el accionamiento de avance 22 se puede disponer fijo, sin embargo el accionamiento de rotación 30 que mueve el husillo 10 siempre se tiene que desplazar junto con el husillo 10, ya que la herramienta 24 dispuesta en el extremo frontal del husillo próximo a la pieza se ha de mantener constantemente en rotación durante el mecanizado.

Partiendo del problema técnico y de los inconvenientes de las soluciones conformes al estado de la técnica, se describe a continuación la solución propuesta conforme a la invención sirviéndose de las Figuras 2 a 8.

De la representación según la Figura 2 se deduce en forma esquemática la estructura de un centro de mecanizado en la zona de las guías del carro.

De la representación esquemática según la Figura 2 se puede deducir que un centro de mecanizado 50 presenta por lo menos un carro vertical 52 desplazable en dirección vertical 54. El carro vertical 52 puede estar guiado en guías de tipo hidráulico o también en unos raíles, y se desplaza de acuerdo con la posición de mecanizado deseada. En el carro vertical 52 va soportado un carro portahusillo 56. El carro portahusillo 56 está realizado de tal modo que se puede recoger en el carro vertical 52 en dirección horizontal 58 como también salir de él. De este modo se puede conseguir un mecanizado de caras considerablemente largas de piezas de gran envergadura en una sola operación de trabajo y en un solo amarre. En el carro portahusillo 56 desplazable en dirección horizontal 58 va alojado además un husillo portaherramientas 60. Con respecto al carro portahusillo 56 desplazable en dirección horizontal 58, el husillo de mandrinar 60 también se puede desplazar en dirección horizontal 62 con relación al carro portahusillo 56. Por medio del accionamiento, descrito a continuación con mayor detalle, se le imparte al husillo portaherramientas 60 dentro del carro portahusillo 56 un movimiento de rotación.

La Figura 2.1 muestra una vista lateral de la configuración del carro de un centro de mecanizado representado en la Figura 2.

De la vista lateral según la Figura 2.1 se deduce que el carro portahusillo 56 va conducido dentro del carro vertical 52. Dentro del carro portahusillo 56 se aloja a su vez el husillo portaherramientas 60 extensible en dirección horizontal 62.

La representación de la Figura 3 corresponde a la representación de la Figura 2.1, reproducida a mayor escala.

El carro portahusillo 56 que va alojado en unas guías 64 del centro de mecanizado 50, se desplaza en dirección vertical 54. En el carro vertical 52 se aloja el carro portahusillo 56 que a su vez rodea al husillo portaherramientas 60.

El carro portahusillo 56 sale del carro vertical 52 en dirección perpendicular al plano del dibujo, o se recoge dentro del carro vertical 52 en el plano perpendicular al del dibujo. En los cuatro costados del carro portahusillo 56 están rebajadas unas escotaduras 66 configuradas en forma de bolsa.

La Figura 4 muestra una sección longitudinal a través del carro portahusillo propuesto conforme a la invención, que en esta variante de realización es desplazable en dirección horizontal, con la transmisión y accionamiento de rotación integrados en él.

De la representación según la Figura 4 se puede deducir que un accionamiento 70 destinado a accionar el husillo portaherramientas 60 está integrado en esta variante de realización en el carro portahusillo 56 desplazable en dirección horizontal. El accionamiento 70, realizado preferentemente como accionamiento eléctrico, es de forma cilíndrica y va alojado en un casquillo en el espacio interior del carro portahusillo 56 desplazable en dirección horizontal. Un primer piñón de salida 74 del accionamiento 70 penetra en una carcasa de una transmisión 72 realizada como reductor planetario sin rueda solar. La transmisión 72 está dispuesta también en el interior del carro portahusillo 56. Tanto el accionamiento 70 como el reductor 72 se pueden desplazar por el interior del carro portahusillo 56 en dirección horizontal, de modo que el husillo portaherramientas 60 acoplado con el lado de salida del reductor 72 por medio de un seguro contra sobrecargas 114 se puede desplazar en dirección horizontal 62, es decir se puede extender fuera del interior del carro portahusillo 56, tal como está representado en la Figura 2. La longitud de salida del husillo portaherramientas 60 desde el interior del carro portahusillo 56 depende de la longitud axial del carro portahusillo 56 y de la rigidez del carro portahusillo 56. El primer piñón de salida 54 engrana en una primera etapa de reducción 148 del reductor 72 así como en otra etapa de reducción 150, por lo menos con un primer satélite 80 y con un segundo satélite 82. El reductor 72 realizado preferentemente como reductor planetario sin engranaje solar, presenta preferentemente un tercer satélite que no se ha reproducido en la representación según la Figura 4 por motivos de mayor claridad del dibujo. El primer satélite 80 va alojado sobre un primer árbol de satélite 76 mientras que el segundo satélite 82 se encuentra sobre un segundo árbol portasatélites 78. Tanto el primer satélite 80 como el segundo satélite 82, así como el tercer satélite, que no está representado, van alojados a prueba de torsión en sus respectivos árboles satélites 76, 78. Sobre los árboles portasatélites 76, 78 se encuentran además de los satélites 80, 82 una primera rueda dentada intermedia 92 y una segunda rueda dentada 94. Sobre un tercer árbol portasatélites, que tampoco se ha representado por motivos de claridad del dibujo, va alojado de forma análoga al primer engranaje intermedio 92 y al segundo engranaje intermedio 94, un tercer engranaje intermedio que por motivos de claridad del dibujo tampoco se ha representado. Por último, en el primer árbol portasatélites 76 y en el segundo árbol portasatélites 78 se encuentran un primer piñón satélite 98 y un segundo piñón satélite 100. Un tercer piñón satélite no está representado por motivos de claridad del dibujo.

Los dos árboles portasatélites 76 y 78 representados en la Figura 4 van alojados de modo giratorio en cojinetes de rodamiento 104 por un lado en la carcasa del accionamiento 70 y por el otro lado en cojinetes de rodamiento 106 en una tapa de carcasa del reductor 72. El reductor 72 comprende además un segundo piñón de salida 90 dispuesto de modo desplazable en dirección axial, que se puede por ejemplo desplazar axialmente a lo largo de un árbol de acanaladuras múltiples.

De la representación según la Figura 4 se deduce que en la primera y en la segunda etapa de reducción 148, 150, tanto el primer satélite 80 como el segundo satélite 82 engranan con el primer piñón de salida 74 del accionamiento 70. En la primera etapa de reducción 148, la salida del accionamiento 70 va, partiendo del primer piñón de salida 74 a través de los por lo menos dos satélites 80, 82 a los árboles portasatélites 76, 78, de ahí a través de las por lo menos dos ruedas dentadas intermedias 92, 94 a un piñón 91 de menor diámetro realizado en el segundo piñón de salida 90. Dado que el segundo piñón de salida 90 que en la primera etapa de reducción 148 no engrana con los satélites 80, 82, y el piñón 91 está alojado sobre un árbol de acanaladuras múltiples, se transmite el par a través del piñón 91 al árbol de acanaladuras múltiples y a través de un tramo del árbol a un ajuste prensado 108. En el ajuste prensado 108, el árbol que aloja al árbol de acanaladuras múltiples y un árbol de salida del reductor 110 se encuentran unidos entre sí con un ajuste de fuerza. El árbol de transmisión 110 va alojado en los cojinetes 112.

De acuerdo con la relación de transmisión que puede conseguirse por medio de la primera etapa de reducción 148 se acciona el husillo portaherramientas 60.

De acuerdo con la representación de la Figura 1 se puede realizar además con el reductor 72 una segunda etapa de reducción 150, indicada por la flecha dotada de la referencia 150 que señala el primer piñón satélite 98 y el segundo piñón satélite 100.

La segunda etapa de reducción 150 se consigue al poder desplazar en dirección axial a lo largo del árbol acanalado 160 el segundo piñón de salida 90, en el cual está realizado el piñón 91 que tiene menor diámetro primitivo. En la segunda etapa de reducción existe un engrane entre el segundo piñón de salida 90 y los piñones satélites 98 ó 100 respectivamente realizados en el primer árbol portasatélites 76 y en el segundo árbol portasatélites 78. Dado que el segundo piñón de salida 90 junto con el piñón 91 no engrana en la segunda etapa de reducción 150 con los engranajes intermedios 92, 94, se transmite el par de giro de la salida 70 en la segunda etapa de reducción 150, partiendo del primer piñón de salida 74 a través de los por lo menos dos satélites 82 a los por lo menos dos árboles portasatélites 76, 78, y desde éstos, a través de los por lo menos dos piñones de satélite 98, 100 al segundo piñón de salida desplazable axialmente 90, y a través del árbol acanalado 160 y del ajuste prensado 108 al árbol de salida del reductor 110, y desde éste a través del seguro contra sobrecargas 114 al husillo portaherramientas 60 desplazable en dirección horizontal, que se trata de accionar.

Como variante del reductor 72 representado en la Figura 4 en el que se ha descrito a título de ejemplo el flujo de fuerza en la primera etapa de reducción 148 y en la segunda etapa de reducción 160, se pueden realizar obviamente otras etapas de reducción según el número de satélites 80, 82, de engranajes intermedios 92, 94 y de piñones de satélite 98 y 100, para lo cual se disponen en los árboles portasatélites 76, 78 otras ruedas dentadas que presenten diferentes diámetros.

El reductor 72 representado y descrito en la Figura 4, representa un accionamiento de rotación del husillo portaherramientas de división de par dispuesto en el interior. Por motivos gráficos se han representado en la Figura 4 únicamente dos engranes en la primera etapa de reducción 148 entre el primer piñón de salida 74 y el primer satélite 80 y el segundo satélite 82. Para el segundo nivel de transmisión 150 se aplica de modo análogo que en este caso el segundo piñón de salida 90 desplazado axialmente engrana con los piñones satélites 98 y 100 dispuestos en el primer árbol portasatélites 76 o el segundo árbol portasatélites 78 respectivamente. El reductor 72 comprende preferentemente tres satélites y tres engranajes intermedios y tres piñones portasatélites que van dispuestos sobre tres árboles portasatélites dispuestos decalados 120º entre sí. De este modo se obtiene un reductor 72 que con respecto al primer piñón de salida 74 del accionamiento 70 realiza tres engranes con lo cual se puede conseguir una transmisión de par sin holgura, así como una marcha altamente silenciosa.

La salida del reductor 72 y el husillo portaherramientas están acoplados entre sí de modo ventajoso por medio del seguro de protección contra sobrecargas 114. El seguro de protección contra sobrecargas 114 comprende por una parte un ajuste zunchado 116 entre el extremo del husillo portaherramientas 60 y el extremo opuesto a éste del árbol de salida del reductor 110. En la zona del seguro de protección contra sobrecargas 114 el ajuste zunchado 116 está rodeado por un anillo 118 entre los componentes citados 60 y 110. El anillo 118 está dotado en su superficie periférica exterior preferentemente de unas superficies inclinadas. Esto facilita el montaje y desmontaje de un primer anillo elástico 120 y de un segundo anillo elástico 122. Los lados interiores de los anillos elásticos 120, 122 están realizados preferentemente complementarios con la forma de la inclinación del perímetro exterior del anillo 118. El primer anillo elástico 120 y el segundo anillo elástico 122 están tensados entre sí por medio de elementos tensores 124. Al aplicar la fuerza de pretensado, por ejemplo por medio de tornillos tensores que están dispuestos uniformemente distribuidos en los perímetros de los anillos elásticos 120, 122, se puede ajustar una fuerza definida o un par de giro definido, al rebasar el cual salta el seguro de protección contra sobrecargas 114, es decir que patina el árbol de salida del reductor 110. Los chaflanes en el perímetro exterior del anillo tensor 118 se configuran preferentemente complementarios con los chaflanes de los anillos tensores 120 y 122 que se han de fijar en el anillo 118. En el caso de "acercamiento de arranque" y al rebasarse un par de giro perfectamente definido que se puede preestablecer, se activa el seguro de protección contra sobrecargas 114 de modo que el husillo portaherramientas 60 patina con relación al árbol de salida del reductor 110, y tanto el reductor 72 como el accionamiento eléctrico 70 están eficazmente protegidos contra daños en el caso de un "acercamiento de arranque". De modo especialmente ventajoso, el seguro de protección contra sobrecargas 114 es accesible desde el lado exterior del carro portahusillo 56, de modo que quedan fácilmente accesibles los elementos tensores 124 mediante los cuales se puede tensar el primer anillo elástico 120 respecto al segundo anillo elástico 122 o viceversa. La facilidad de acceso del seguro de protección contra sobrecargas 114 a través de por lo menos un orificio de acceso 126 reduce además drásticamente los tiempos de preparación después de un "acercamiento de arranque", de modo que se puede reanudar rápidamente la producción después de la eventual sustitución necesaria del husillo portaherramientas 60, dado que tanto el desmontaje del seguro de protección contra sobrecargas 114 como el montaje del seguro de protección contra sobrecargas 114 se pueden realizar muy rápidamente consumiendo poco tiempo.

De la representación según la Figura 4 se deduce además que el carro portahusillo 56 presenta un accionamiento 128 para realizar un avance axial. El avance axial del carro portahusillo 56 tiene lugar a lo largo de un recorrido de avance máximo que en la representación según la Figura 4 está identificado por la referencia 134. Un accionamiento 128 mueve a través de una transmisión no representada en la Figura 4 un husillo de avance 130. Sobre el husillo de avance 130, que está realizado preferentemente como husillo roscado, corre un cuerpo de avance 132 que está firmemente unido a la carcasa del carro portahusillo 56. Con la referencia 132 está designada la posición cero del cuerpo de avance 132. En esta posición, el carro portahusillo se encuentra en su posición recogida, es decir introducido en su mayor parte dentro del carro vertical 52. En la posición representada con línea de trazos en la Figura 4 y designada por la referencia 132' el cuerpo de avance 132 se encuentra en su posición en la que ha realizado el recorrido de avance máximo 134. Obviamente se puede ir mediante el accionamiento 128 a posiciones situadas sin escalonamiento entre las dos posiciones representadas 132, 132'.

En la representación según la Figura 5 se ve una sección a través del carro portahusillo conforme a la línea de sección V-V representada en la Figura 4.

Por la representación según la Figura 5 se ve claramente que el primer piñón de salida 74 del accionamiento 70 engrana no sólo con el primer satélite 80 sino también con el segundo satélite 82 y con el tercer satélite 84. Esto significa que el par de giro del primer piñón de salida 74 se transmite a través de los primeros, segundos y terceros engranes 136, 138 y 140 a los árboles portasatélites 76 y 78 (véase la representación según la Figura 4, excepto los terceros árboles portasatélites que no están representados). La disposición de engranajes del reductor 72 representada en la Figura 5 existe en cada una de las dos etapas de transmisión 148 y 150 respectivamente, así como en otras etapas de transmisión, descritas con relación a la Figura 4. Gracias a los tres engranes 136, 138 y 140 queda garantizada una división del par de salida del accionamiento 70, lo cual contribuye a conseguir una marcha extraordinariamente silenciosa y a una marcha sin holguras del husillo portaherramientas 60, con independencia de la etapa de reducción 148 ó 150 que se haya elegido. Por la representación en sección mostrada en la Figura 5 se ve claramente que gracias a los tres engranes 136, 138 y 140 se puede conseguir una versión de construcción compacta y una configuración de motor/reductor para accionamiento del husillo portaherramientas 60, estando los satélites 80, 82, 84 realizados con dentado helicoidal, así como el primer piñón de accionamiento 74 y gracias al temple de los flancos de los
dientes.

De la Figura 5 se puede deducir además que las conducciones de medios 142 transcurren por el fondo o por una pared lateral del carro portahusillo 56 desplazable en dirección horizontal, con lo cual las conducciones de medios 142 están protegidas contra daños procedentes del exterior. A través de los husillos roscados 144, 146 tiene lugar el movimiento de extensión del husillo portaherramientas 60 en dirección horizontal fuera del carro portahusillo 56.

Si bien no está representado en la Figura 5, se indica expresamente que los tres engranes dentados 136, 138 y 140 existentes en la Figura 5 entre los satélites 80, 82, 84 y el primer piñón de salida 54, también existen en los otros componentes dentados del reductor planetario 72 preferentemente sin rueda solar. Así, los tres engranes explicados con relación a los satélites 80, 82, 84, existen también entre el segundo piñón de salida 90, que se puede desplazar axialmente sobre el árbol acanalado, para el caso de que éste engrane en la segunda etapa de reducción 150 con los piñones satélites 98, 100 y el tercer piñón planetario que no está representado. De modo análogo, en la primera etapa de transmisión 148, los engranajes intermedios 92, 94 y el tercer engranaje intermedio que no está representado en la Figura 4, engranan con el piñón 91, que está realizado en el segundo piñón de salida 90 dispuesto de forma desplazable axialmente sobre el árbol acanalado 160.

De este modo queda asegurado que en cada una de las etapas de reducción 148 y 150 descritas con relación a la Figura 4, tiene lugar simultáneamente una transmisión del par de giro del accionamiento 70 al husillo portaherramientas 70 a través de los tres engranes 136, 18 y 140.

De la representación según la Figura 6 se puede deducir una representación en sección a través del reductor 72 en una representación ampliada.

De la representación según la Figura 6 se deduce que el accionamiento 70 está atravesado por un árbol pasante 86 realizado como árbol acanalado. Sobre el árbol pasante 86 va dispuesto a su vez el árbol acanalado 160 descrito con relación a la Figura 4 sobre el cual a su vez está dispuesto de modo desplazable en dirección axial el segundo piñón de salida 90 junto con el piñón 91 realizado en éste. El recorrido axial del segundo piñón de salida junto con el piñón 91 unido con éste, está designado en la representación según la Figura 6 por la doble flecha 168.

De la representación según la Figura 6 se deduce además que el primer piñón de salida 74 del accionamiento 70 engrana con el primer satélite 80, dispuesto en el primer árbol portasatélites 76. Este engrane está designado por la referencia 136. El primer piñón de salida 74 del accionamiento 70 engrana también con el segundo planetario 82, indicado por el engrane designado por 140. El par de giro del accionamiento 70 se transmite por lo tanto por medio del primer piñón de salida 74, el primer y segundo satélite 80, 82 a los árboles portasatélites 76, 78, de los cuales en la representación en sección según la Figura 6 únicamente está representado el árbol portasatélites 76. Sobre éste va dispuesto el primer engranaje intermedio 92 que engrana con el piñón 91 dispuesto en el segundo piñón de salida 90. Esto mismo es aplicable también para el segundo engranaje intermedio 94 que de acuerdo con la representación de la Figura 6 engrana con el piñón 91 en el segundo piñón de salida 90. El reductor 72 va cargado con un lubricante cuyo nivel está indicado en la carcasa del reductor 72 por la referencia 162. Dentro del lubricante penetra por ejemplo el perímetro del segundo satélite 82, de modo que el lubricante se transmite a través del engrane 140 al primer piñón de salida 74 y desde éste a través del segundo engrane 136 al primer satélite 80.

En la Figura 6 están dibujados una línea de sección VII-VII en el plano del primer satélite 80 y del segundo satélite 82, así como otra sección VIII-VIII en el plano de los engranajes intermedios 92 y 94, que se describirán a continuación con relación a las Figuras 7 y 8.

La Figura 7 muestra una sección a través del reductor según la representación en la Figura 6 por la línea de sección VII-VII.

La representación según la Figura 7 muestra que el reductor 72 presenta en la zona del primer piñón de salida 74 el primer satélite 80, el segundo satélite 82 y el tercer satélite 84. Debido a esta circunstancia se obtienen los tres engranes 136, 138, 140 a través de los cuales se distribuye en el reductor 72 la potencia transmitida desde el accionamiento 70 al primer piñón de salida 74. Los engranes 136, 138 y 140 están dispuestos decalados entre sí unos ángulos de 120º, siguiendo la disposición de los satélites 80, 82, 84. Los satélites 80, 82 y 84 tienen preferentemente dentado helicoidal, lo que por una parte alarga la superficie de contacto de flancos durante el engrane con el primer piñón de salida 74 y además influye positivamente en la marcha silenciosa del reductor 72. Los flancos de los dientes del primer piñón de salida 74, así como de los satélites 80, 82 y 84 representados en la Figura 7, están preferentemente cementados y realizados con una calidad superficial muy alta. Esto también es aplicable de igual modo para los dientes del piñón de salida 90 con el piñón 91 realizado en éste, para los engranajes intermedios 92, 94 y para los piñones satélites 98 y 100 dispuestos sobre los árboles portasatélites 76, 78 representados en la Figura 4. Se señala expresamente que el reductor planetario 72 presenta, aunque no esté representado en todas las Figuras, tres satélites 80, 82, 84, tres engranajes intermedios 92, 94, 96 y por lo tanto tres árboles portasatélites y tres piñones satélites 98, 100, 102 dispuestos sobre éstos.

De la representación de la Figura 8 se deduce una sección conforme al trazado VIII-VIII de la Figura 6.

De acuerdo con la Figura 8, los engranajes intermedios 92, 94, 96 engranan con el segundo piñón de salida 90, en el que está realizado el piñón 91, que por motivos del dibujo no está representado en la Figura 8. El segundo piñón de salida 90 alojado sobre el árbol acanalado 160 y desplazable en dirección axial 168 presenta tres engranes 136, 138 y 140 de modo que también en este plano de sección tiene lugar una derivación de la potencia del par de giro transmitido por el accionamiento al primer piñón de salida 94. El árbol acanalado 160 está atravesado por el árbol pasante 86 (véase la representación según la Figura 4 y la Figura 6). En la representación según la Figura 8, el árbol acanalado 160 presenta seis chavetas que sobresalen cada una sobre su perímetro y que encajan en las correspondientes acanaladuras longitudinales realizadas en el segundo piñón de salida 90, desplazable en dirección axial. Según el número de etapas de reducción en las que se pueda conmutar el reductor 72, están previstos el correspondiente número de piñones satélites o engranajes intermedios en el reductor 72.

Lista de referencias

10

Husillo

12

Casquillo

14

Rodamiento

16

Acanaladura longitudinal

18

Rueda conducida

20

Rueda conductora

22

Transmisión de par

24

Herramienta

26

Sentido de giro

28

Cojinete del husillo

30

Accionamiento de rotación

32

Accionamiento de avance

34

Husillo roscado

36

Movimiento de avance

38

Perímetro del husillo

40

Fondo de la acanaladura

42

Flancos de la acanaladura

44

Aristas de la acanaladura

\vskip1.000000\baselineskip

50

Centro de mecanizado

52

Carro vertical

54

Movimiento vertical

56

Carro portahusillo

58

Movimiento horizontal

60

Husillo portaherramientas

62

Movimiento horizontal del husillo portaherramientas

64

Guía del carro vertical

66

Bolsas

68

Alojamiento de la herramienta

70

Accionamiento del husillo portaherramientas

72

Reductor

74

Primer piñón de salida

76

Primer árbol portasatélites

78

Segundo árbol portasatélites

80

Primer satélite

82

Segundo satélite

84

Tercer satélite

86

Árbol pasante (árbol acanalado, multiacanalado?)

88

Cojinete del árbol pasante

90

Segundo piñón de salida

91

Piñón

92

Primer engranaje intermedio

94

Segundo engranaje intermedio

96

Tercer engranaje intermedio

98

Primer satélite

100

Segundo satélite

102

Tercer satélite

104

Rodamiento del primer árbol portasatélites

106

Rodamiento del segundo árbol portasatélites

108

Ajuste prensado

110

Árbol de salida del reductor

112

Cojinete

114

Protección contra sobrecargas

116

Ajuste zunchado

118

Anillo

120

Primer anillo tensor

122

Segundo anillo tensor

124

Elemento tensor

126

Orificio de acceso a la protección contra sobrecargas

128

Accionamiento del avance axial

130

Avance del husillo

132

Cuerpo de avance

132'

Posición máxima del cuerpo de avance

134

Carrera de avance máxima

136

Primer engrane

138

Segundo engrane

140

Tercer engrane

142

Conducciones para los medios

144

Primer husillo roscado

146

Segundo husillo roscado

148

Primera etapa de reducción

150

Segunda etapa de reducción

160

Árbol acanalado

162

Nivel del lubricante

164

Dentado exterior

166

Acanaladuras

168

Carrera de desplazamiento axial de 90, 91 sobre el árbol acanalado 160

Claims (16)

1. Centro de mecanizado (50) para el mecanizado de piezas por arranque de viruta, con un carro portahusillo (56) que está alojado de modo desplazable en otro carro desplazable (52) y en el cual se aloja un husillo portaherramientas (60) desplazable en dirección axial, que es accionado en sentido de rotación (26) mediante un accionamiento (70) y que se puede desplazar en dirección axial mediante un accionamiento (128), estando previsto un reductor (72) entre el husillo portaherramientas (60) y el accionamiento (70), caracterizado porque el accionamiento de rotación (70), el reductor (72) y el husillo portaherramientas (60) forman una unidad de construcción que como tal está dispuesta en el interior del carro portahusillo (56) y se aloja de modo desplazable en dirección axial con relación a éste, estando realizado el reductor (72) como reductor planetario con división de par, presentando como mínimo uno, preferentemente dos puntos de transmisión (136, 138) para el par de giro del accionamiento (70).

2. Centro de mecanizado (50) según la reivindicación 1, caracterizado porque el otro carro (52) desplazable se puede desplazar en dirección horizontal o en dirección vertical (54).

3. Centro de mecanizado (50) según la reivindicación 1, caracterizado porque el reductor (72) presenta preferentemente tres puntos de transmisión (136, 138, 140) para el par de giro del accionamiento (70).

4. Centro de mecanizado (50) según la reivindicación 1, caracterizado porque el por lo menos un punto de transmisión (136, 138) para el par de giro del accionamiento (70) está constituido por el engrane de por lo menos dos satélites (80, 82) con un primer piñón de accionamiento (74) del accionamiento (70).

5. Centro de mecanizado (50) según la reivindicación 1, caracterizado porque el reductor planetario (72) con división de par está realizado sin rueda solar y realiza como mínimo dos etapas de reducción (148, 150).

6. Centro de mecanizado (50) según la reivindicación 3, caracterizado porque los tres puntos de transmisión preferentes (136, 138, 140) son engranes de tres satélites (80, 82, 84) con un primer piñón de salida (74) del accionamiento (70).

7. Centro de mecanizado (50) según la reivindicación 6, caracterizado porque la transmisión de la potencia de accionamiento del accionamiento (70) se efectúa en la primera etapa de transmisión (148) desde el primer piñón de salida (74) a través de los satélites (80, 82, 84) y engranajes intermedios (92, 94, 96) a un piñón (91) realizado en el segundo piñón de salida (90).

8. Centro de mecanizado (50) según la reivindicación 6, caracterizado porque la transmisión de la potencia de accionamiento del accionamiento (70) tiene lugar en la segunda etapa de transmisión (150) desde el primer piñón de salida (74) a través de los satélites (80, 82, 84) y piñones de satélite (98, 100, 102) a un segundo piñón de salida (90).

9. Centro de mecanizado (50) según las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado porque el segundo piñón de salida (90) y el piñón (91) están realizados como un solo componente que se puede desplazar en dirección axial (168) sobre un árbol de acanaladuras múltiples (160).

10. Centro de mecanizado (50) según la reivindicación 1, caracterizado porque entre el husillo portaherramientas (60) y el lado de salida del reductor (72) está situada una protección contra sobrecargas (114).

11. Centro de mecanizado (50) según la reivindicación 10, caracterizado porque el seguro contra sobrecargas (114) queda accesible a través de por lo menos un orificio de acceso (126) realizado en el carro portahusillo (56) a lo largo de un recorrido de desplazamiento horizontal (62) del husillo portaherramientas (60).

12. Centro de mecanizado (50) según la reivindicación 10, caracterizado porque el seguro contra sobrecargas (114) está realizado como ajuste zunchado (116) entre el husillo portaherramientas (60) y un cuerpo de transmisión (116) que representa la salida del reductor (72).

13. Centro de mecanizado (50) según la reivindicación 12, caracterizado porque el seguro contra sobrecargas (114) comprende un anillo (118) que rodea al ajuste zunchado (116), sobre el cual están tensados entre sí un primer y un segundo anillo tensor (120, 122), mediante elementos tensores liberables (124).

14. Centro de mecanizado (50) según las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado porque en la primera etapa de reducción (148) del reductor (72) existen tres engranes (136, 138, 140) entre el primer piñón de salida (74) y los satélites (80, 82, 84), así como entre los engranajes intermedios (92, 94, 96) y el piñón (91), y en la segunda etapa de transmisión (150) del reductor (72) hay tres engranes (136, 138, 140) entre el primer piñón de salida (74) y los satélites (80, 82, 84) y entre los piñones del satélite (98, 100, 102) y el segundo piñón de salida (90).

15. Centro de mecanizado (50) según la reivindicación 1, caracterizado porque por el interior del carro portahusillo (56) transcurren conducciones de medios (142) hacia la cara frontal de éste del lado de la pieza, donde está previsto un alojamiento de herramientas (68) que sirve para alojar una herramienta o para alojar un equipo que amplíe la funcionalidad del husillo portaherramientas (60).

16. Centro de mecanizado (50) según la reivindicación 1, caracterizado porque el carro portahusillo (56) se puede desplazar sin escalonamiento por medio de por lo menos un accionamiento de avance (128) a lo largo de su carrera de avance (134) entre una posición extrema del cuerpo de avance (132) y una posición máxima del cuerpo de avance (132').