ES2325633T3 - Sistema de sujecion. - Google Patents
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Abstract
Sistema de sujeción con un husillo (6) de trabajo accionable de manera giratoria, un primer dispositivo (57) de sujeción accionable de manera automática, integrado en el husillo (6) de trabajo y un cabezal (58) de cambio de herramienta dispuesto de manera intercambiable en el husillo (6) de trabajo, que se puede fijar de manera separable mediante el primer dispositivo (57) de sujeción, en el que está integrado un segundo dispositivo (59) de sujeción accionable de manera automática para sujetar automáticamente una herramienta (3) insertable en el cabezal (58) de cambio de herramienta, caracterizado porque al husillo (6) de trabajo está asignada una unidad (60) de separación para separar el primer y el segundo dispositivo (57, 59) de sujeción.
Description
Sistema de sujeción.
La invención se refiere a un sistema de sujeción
según el preámbulo de la reivindicación 1. Un sistema de sujeción
de este tipo se conoce del documento DE8402787U.
Los dispositivos de sujeción para retener de
manera separable herramientas o portaherramientas en un elemento de
alojamiento presentan por lo general una pinza de sujeción dispuesta
en el elemento de alojamiento o un juego de sujeción con varios
elementos de pinza, distribuidos en la circunferencia, para engranar
en la herramienta o el portaherramientas. En el caso de los
dispositivos convencionales de sujeción, los elementos de pinza
están dispuestos por lo general en un portapinzas móvil axialmente o
se accionan mediante un cono de sujeción desplazable axialmente.
Sin embargo, en ambas realizaciones se necesitan desplazamientos
axiales o movimientos de elevación relativamente grandes del
portapinzas o del cono de sujeción para poder mover los elementos de
pinza entre una posición de sujeción y una posición de liberación.
Como estos movimientos de elevación se realizan de manera usual en
contra de la fuerza de un muelle de sujeción durante la separación
de la pinza de sujeción, para esto se necesita un gasto de fuerza y
energía relativamente alto. Además, para los movimientos necesarios
de elevación ha de estar previsto un espacio constructivo
correspondientemente grande.
El objetivo de la invención es crear un sistema
de sujeción con una construcción compacta que posibilite también
sin un gran gasto de fuerza y energía un proceso automático de
cambio de herramienta, manteniéndose una retención segura y fiable
de las herramientas.
Este objetivo se consigue mediante un sistema de
sujeción con las características de la reivindicación 1. Son objeto
de las reivindicaciones subordinadas configuraciones prácticas y
variantes ventajosas de la invención.
El sistema de sujeción según la invención
presenta un primer dispositivo de sujeción integrado en un husillo
de trabajo de una máquina herramienta y un cabezal de cambio de
herramienta, que está dispuesto de manera intercambiable en el
husillo de trabajo y que se puede fijar de manera separable mediante
el primer dispositivo de sujeción, con un segundo dispositivo de
sujeción integrado aquí. Ambos dispositivos de sujeción se pueden
accionar convenientemente mediante una unidad de accionamiento
asignada al husillo de trabajo, por lo que es posible tanto un
cambio automático de herramienta como un cambio automático de
cabezales de cambio de herramienta.
Otras particularidades y ventajas de la
invención se derivan de la siguiente descripción de un ejemplo
preferido de realización por medio del dibujo. Muestran:
Fig. 1 un alojamiento de herramienta con un
dispositivo integrado de sujeción en un corte longitudinal,
Fig. 2 el elemento delantero del alojamiento de
herramienta, mostrado en la figura 1, en una vista en corte a
escala ampliada,
Fig. 3 el elemento trasero del alojamiento de
herramienta, mostrado en la figura 1, en una vista en corte a
escala ampliada,
Fig. 4 un elemento de cierre del dispositivo de
sujeción, mostrado en la figura 1, en una vista delantera y una
vista lateral en corte,
Fig. 5 un elemento de retención del dispositivo
de sujeción, mostrado en la figura 1, en una vista delantera y una
vista lateral en corte,
Fig. 6 una pinza de sujeción del dispositivo de
sujeción, mostrado en la figura 1, en una vista delantera y una
vista lateral en corte y
Fig. 7 un sistema de sujeción con un husillo de
trabajo y un cabezal de cambio de herramienta.
La figura 1 muestra un elemento 1 de alojamiento
esencialmente en forma de cilindro hueco, en el que está integrado
un dispositivo de sujeción para la sujeción automática de una
herramienta 3 provista de un perno 2 de apriete. En la realización
mostrada aquí, el elemento 1 de alojamiento en forma de cilindro
hueco está realizado como portaherramientas que se puede insertar,
por ejemplo, mediante un cambiador automático de herramienta, en un
husillo de trabajo, conocido en sí, de una máquina herramienta y
sujetar aquí mediante un mecanismo de sujeción también conocido. A
tal efecto, el elemento 1 de alojamiento en forma de cilindro hueco
presenta en su extremo trasero, a la derecha en la figura 1, un
cono exterior 4 para la introducción en un cono interior
correspondiente 5 en el extremo delantero de un husillo 6 de trabajo
que está representado en la figura 7. En el lado exterior del
elemento 1 de alojamiento está prevista además una ranura
circunferencial 7 para una pinza de herramienta del cambiador
automático de herramienta o similar.
En el extremo delantero, a la izquierda en la
figura 1, el elemento hueco 1 de alojamiento contiene un cono
interior 8 para alojar un cono exterior correspondiente 9 de la
herramienta 3. La herramienta 3 presenta un canal central continuo
10 para la alimentación de un medio refrigerante o similar. Dentro
del elemento hueco 1 de alojamiento está guiada de manera
desplazable una barra 12 de presión provista de un taladro 11 de
paso. La barra 12 de presión contiene un elemento delantero 13 más
delgado y un elemento trasero 14 más grueso que está guiado de
manera estanca en el elemento 1 de alojamiento, con posibilidad de
desplazamiento axial, a través de un casquillo 15 de guía provisto
de juntas. En el elemento delantero 14 más delgado de la barra 12
de presión está dispuesta de manera desplazable una barra hueca 16
de tracción coaxial respecto a éste. En el extremo delantero de la
barra 16 de tracción está fijado un elemento 17 de cierre
representado a escala ampliada en la figura. El elemento 17 de
cierre, realizado en forma de un casquillo, está guiado de manera
desplazable dentro de un taladro 18 del elemento 1 de alojamiento y
de manera estanca en sentido radial mediante un anillo 19 de
obturación. El elemento 17 de cierre contiene mordazas 20 de
sujeción, sobresalientes hacia delante, que penetran en un elemento
21 de retención representado a escala ampliada en la figura 5 y que
engranan en una pinza 22 de sujeción representada a escala ampliada
en la figura. La barra 16 de tracción con el elemento 22 de cierre
fijado aquí se presiona mediante una disposición 23 de muelle hacia
delante, en dirección de la pinza 22 de sujeción. En la realización
mostrada, la disposición 23 de muelle se compone de un paquete de
muelles de disco, en el que varios muelles 24 de disco están
dispuestos alrededor de la barra 16 de tracción y sujetados entre
el extremo trasero del elemento 17 de cierre y el extremo delantero
de un casquillo 25 de cojinete dispuesto fijamente en el elemento 1
de alojamiento.
Según se deriva de la figura 4, el elemento 17
de cierre, fijado mediante una rosca interior 26 en el extremo
delantero de la barra 16 de tracción, contiene seis mordazas 20 de
sujeción que sobresalen hacia delante, en dirección de la pinza 22
de sujeción, y que presentan una sección transversal en forma de
segmento anular. Entre las mordazas 20 de sujeción achaflanadas
hacia delante está previstas ranuras rectangulares 27. En el lado
exterior, el elemento 17 de cierre presenta además una ranura anular
28 para el anillo 19 de obturación representado en la figura 1.
En la figura 5 está representado a escala
ampliada el elemento 21 de retención que interactúa con el elemento
17 de cierre. Éste contiene un orificio 29 de paso y seis nervios 30
que sobresalen en forma de estrella hacia fuera y entre los que
están previstos espacios intermedios 31 para la penetración de las
mordazas 20 de sujeción. El elemento 21 de retención en forma de
estrella está dispuesto fijamente en el elemento 1 de alojamiento y
forma un punto fijo de tope para el elemento 17 de cierre presionado
hacia delante mediante la disposición 23 de muelle.
La figura 6 muestra la pinza 22 de sujeción en
una vista en corte y en una vista delantera. En el caso de la
realización representada, ésta se compone de seis elementos 33 de
pinza que se encuentran dispuestos de manera concéntrica alrededor
del eje central 32 del elemento 1 de alojamiento y que presentan en
su lado interior un rebajo 34 en forma de cuña con una superficie
oblicua delantera 35 de entrada. En el lado interior de los
elementos 33 de pinza está prevista una ranura anular interior 36
para una arandela elástica 37. Los elementos 33 de pinza presentan
además en el lado exterior una ranura anular exterior 38 para un
muelle 39 de sujeción realizado aquí como muelle anular. En el
extremo delantero izquierdo en la vista en corte de la figura 6,
los elementos 33 de pinza tienen un canto redondeado 40 de apoyo,
mientras que en el extremo trasero derecho de los elementos 33 de
pinza está prevista una superficie oblicua 41 de contacto.
Según se puede observar especialmente en la
figura 2, los elementos 33 de pinza están dispuestos en una
entalladura correspondiente 42 del elemento 1 de alojamiento. Los
extremos delanteros de los elementos 33 de pinza se apoyan con sus
cantos delanteros redondeados 40 en un resalto anular 43 en el
interior del elemento 1 de alojamiento y se presionan radialmente
hacia fuera mediante la arandela elástica 37. Los elementos 33 de
pinza se presionan, por el contrario, radialmente hacia el interior
por sus extremos traseros mediante el muelle 39 de sujeción no
representado aquí. El perno 2 de apriete de la herramienta 3 se
encierra así mediante los rebajos 34 en forma de cuña de los
elementos 33 de pinza y se introduce en el elemento 1 de alojamiento
a través de la superficie oblicua 35 de entrada. En la posición de
sujeción representada en la figura 2, los extremos traseros de los
elementos 33 de pinza se presionan además hacia el interior mediante
las mordazas 20 de sujeción, sobresalientes hacia delante, del
elemento 17 de cierre presionado hacia delante mediante la
disposición 23 de muelle. A tal efecto, las mordazas 20 de sujeción
presentan en sus extremos delanteros superficies oblicuas 44 de
sujeción, que se pueden observar en la figura 4, para apoyarse en
las superficies oblicuas 41 de contacto de los elementos 33 de
pinza.
La figura 3 muestra un engranaje de separación
para separar la pinza 22 de sujeción. Mediante este engranaje de
separación se transforma un movimiento de avance de la barra 12 de
presión en un movimiento de retroceso de la barra 16 de tracción y
a la inversa. El engranaje de separación contiene un cono 45 de
sujeción que con su superficie cónica delantera está apoyado
mediante esferas 46 sobre una superficie cónica 47 de apoyo en el
lado interior del casquillo 25 de cojinete que se encuentra
dispuesto fijamente en el elemento 1 de alojamiento. El cono 45 de
sujeción está apoyado con el lado trasero mediante varias espigas 48
de presión distribuidas en la circunferencia en un reborde anular
49 de la barra 12 de presión. Las espigas 48 de presión están
enroscadas en el lado trasero del cono 45 de sujeción y sobresalen a
través de orificios 50 de paso en una brida anular 51 en el extremo
trasero de la barra 16 de tracción. Los extremos traseros libres de
las espigas 48 de presión se apoyan en el lado delantero del
reborde anular 49 de la barra 12 de presión. En el lado exterior de
la brida anular 51 están fijadas espigas 52 que sobresalen hacia
delante y que engranan en orificios ciegos correspondientes 53 en
el lado trasero de un anillo 54 de presión. El anillo 54 de presión
contiene de manera alterna nervios 55 ó 56 sobresalientes hacia
delante y desplazados hacia atrás, sirviendo los nervios
sobresalientes 55 como elementos distanciadores de las esferas 46 y
apoyándose los nervios 56 desplazados hacia atrás con sus extremos
delanteros en las esferas 46.
Por medio de las figuras 1 a 3 se explica a
continuación el funcionamiento del dispositivo de sujeción descrito
antes. El dispositivo de sujeción se ha representado en una posición
de sujeción en estas figuras. En la posición de sujeción mostrada,
los elementos 33 de pinza de la pinza 22 de sujeción se presionan
por sus extremos traseros hacia el interior mediante el muelle
anular 29 y mediante las mordazas 20 de sujeción del casquillo 17 de
cierre presionado hacia delante mediante la disposición 23 de
muelle. De este modo se fija el perno 2 de apriete de la
herramienta 2 y se introduce en el elemento 1 de alojamiento.
Mediante las mordazas 20 de sujeción del casquillo 17 de cierre,
los elementos 33 de pinza se mantienen en la posición de sujeción,
garantizándose así una retención segura de la herramienta 3 en el
elemento 1 de alojamiento realizado aquí como portaherramientas.
Para separar y liberar la herramienta 3, la
barra 12 de presión se presiona hacia delante, en dirección de la
herramienta 3, mediante un mecanismo de accionamiento no
representado aquí. Mediante las espigas 48 de presión se presiona
también hacia delante el cono 48 de sujeción. De este modo, las
esferas 46 apoyadas en la superficie cónica 47 de apoyo se mueven
radialmente hacia fuera y desplazan hacia atrás el anillo 54 de
presión y la barra 16 de presión unida con éste mediante las espigas
52. En este caso, el casquillo 17 de cierre fijado en el extremo
delantero de la barra 16 de tracción se desplaza también hacia atrás
en contra de la fuerza de la disposición 23 de muelle, de modo que
las mordazas 20 de sujeción del casquillo 17 de cierre se
desengranan de los elementos 33 de pinza. Incluso cuando las
mordazas 20 de sujeción se desengranan de los elementos 33 de
pinza, los extremos traseros de los elementos 33 de pinza se siguen
presionando radialmente hacia el interior mediante el muelle anular
39. La herramienta 3 se retiene así en el elemento 1 de alojamiento,
pero se puede extraer del elemento 1 de alojamiento mediante una
fuerza de tracción correspondiente. La longitud de la barra 12 de
presión se puede seleccionar de manera que la herramienta se
desplace hacia fuera por su extremo delantero.
La figura 7 muestra un sistema de sujeción con
un husillo 6 de trabajo de una máquina herramienta, que puede girar
mediante un accionamiento, un primer dispositivo 57 de sujeción
integrado en el husillo 6 de trabajo, un cabezal 58 de cambio de
herramienta, que está dispuesto de manera intercambiable en el
husillo 6 de trabajo y que se puede fijar de manera separable
mediante el primer dispositivo 57 de sujeción, con un segundo
dispositivo 59 de sujeción integrado aquí y una unidad 60 de
separación para separar el primer y el segundo dispositivo 57 ó 59
de sujeción. La construcción y el funcionamiento del cabezal 58 de
cambio de herramienta con el dispositivo 59 de sujeción integrado
aquí se explicó detalladamente arriba. El primer dispositivo 57 de
sujeción integrado en el husillo 6 de trabajo contiene un manguito
61 de sujeción, dispuesto en el extremo delantero de una barra
hueca 62 de sujeción que se encuentra dispuesta dentro del husillo 6
de trabajo de manera desplazable en sentido coaxial a su eje
central. El manguito 61 de sujeción se envuelve mediante varias
mordazas 63 de sujeción desplazables radialmente debido al
movimiento axial del manguito 61 de sujeción. Las mordazas 63 de
sujeción se guían y se mantienen separadas entre sí en dirección
circunferencial mediante un elemento distanciador 64. El manguito
61 de sujeción es arrastrado hacia atrás mediante una disposición de
muelle no mostrada aquí, de modo que las mordazas 63 de sujeción se
presionan radialmente hacia fuera para sujetar el cabezal 58 de
cambio de herramienta. Para separar el cabezal 58 de cambio de
herramienta se ha de presionar hacia delante la barra 62 de sujeción
con el manguito 61 de sujeción, fijado aquí, en contra de la fuerza
de la disposición de muelle, desplazándose así radialmente hacia el
interior las mordazas de sujeción y liberándose el portaherramientas
58. La construcción y el funcionamiento de un dispositivo de
sujeción de este tipo se explican detalladamente en el documento
DE10159611C1. Por tanto, el contenido publicado de este documento
constituye expresamente el objeto de la presente solicitud.
En el caso del sistema de sujeción representado
en la figura 7, una barra hueca 65 de accionamiento está guiada de
manera desplazable dentro del portaherramientas 58 para el
desplazamiento de la barra 12 de presión. La unidad 60 de
separación está realizada de manera que la barra 62 de sujeción y/o
la barra 65 de accionamiento se pueden desplazar hacia delante y,
por tanto, se puede separar la fijación de la herramienta dentro del
cabezal 58 de cambio de herramienta y/o la fijación del cabezal 58
de cambio de herramienta en el husillo 6 de trabajo. A tal efecto,
la unidad 60 de separación puede presentar dos émbolos separados de
presión que se pueden desplazar separados uno de otro o de manera
conjunta.
Claims (20)
1. Sistema de sujeción con un husillo (6) de
trabajo accionable de manera giratoria, un primer dispositivo (57)
de sujeción accionable de manera automática, integrado en el husillo
(6) de trabajo y un cabezal (58) de cambio de herramienta dispuesto
de manera intercambiable en el husillo (6) de trabajo, que se puede
fijar de manera separable mediante el primer dispositivo (57) de
sujeción, en el que está integrado un segundo dispositivo (59) de
sujeción accionable de manera automática para sujetar
automáticamente una herramienta (3) insertable en el cabezal (58)
de cambio de herramienta, caracterizado porque al husillo (6)
de trabajo está asignada una unidad (60) de separación para separar
el primer y el segundo dispositivo (57, 59) de sujeción.
2. Sistema de sujeción según la reivindicación
1, caracterizado porque el segundo dispositivo (59) de
sujeción, accionable de manera automática para la retención
automática de una herramienta (3) o de un portaherramientas en un
elemento (1) de alojamiento, contiene varios elementos (33) de pinza
dispuestos de manera concéntrica alrededor del eje central (32)
dentro del elemento (1) de alojamiento y presionados mediante un
muelle (39) de sujeción hacia una posición de sujeción con el fin
de sujetar la herramienta (3) o el portaherramientas, estando
asignado a los elementos (33) de pinza un elemento (17) de cierre,
desplazable axialmente, que en una posición delantera desplazada en
dirección de los elementos (33) de pinza presiona los elementos (33)
de pinza para la retención en su posición de sujeción girada hacia
el interior mediante el muelle (39) de sujeción y que se puede
mover mediante un dispositivo (12, 16, 45, 46, 47) de separación
hacia una posición desplazada hacia atrás para la liberación de los
elementos (33) de pinza.
3. Sistema de sujeción según la reivindicación
2, caracterizado porque el dispositivo (12, 16, 45, 46, 47)
de separación contiene una barra (16) de tracción que se puede
accionar con una barra (12) de presión mediante un engranaje (45,
46, 47) de separación y que está unida con el elemento (17) de
cierre.
4. Sistema de sujeción según la reivindicación 2
ó 3, caracterizado porque el elemento (17) de cierre contiene
mordazas (20) de sujeción, sobresalientes en dirección de los
elementos (33) de pinza, con superficies oblicuas (44) de sujeción
para apoyarse en superficies oblicuas correspondientes (41) de
contacto de los elementos (33) de pinza.
5. Sistema de sujeción según la reivindicación
4, caracterizado porque las mordazas (20) de sujeción del
elemento (17) de cierre penetran en un elemento (21) de retención
fijado axialmente dentro del elemento (1) de alojamiento.
6. Sistema de sujeción según una de las
reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque el elemento (17)
de cierre se presiona mediante una disposición (23) de muelle en
dirección de los elementos (33) de pinza.
7. Sistema de sujeción según una de las
reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque los elementos
(33) de pinza están apoyados axialmente con sus extremos delanteros
en un resalto anular (43) en el interior del elemento (1) de
alojamiento y presionados radialmente hacia fuera mediante una
arandela elástica interior (37) dentro de una entalladura
correspondiente (42).
8. Sistema de sujeción según una de las
reivindicaciones 2 a 7, caracterizado porque los elementos
(33) de pinza están presionados radialmente hacia el interior por
sus extremos traseros dirigidos hacia el elemento (17) de cierre
mediante el muelle (39) de sujeción.
9. Sistema de sujeción según una de las
reivindicaciones 2 a 8, caracterizado porque los elementos
(33) de pinza presentan en su lado interior un rebajo (34) en forma
de cuña con una superficie oblicua delantera (35) de entrada.
10. Sistema de sujeción según una de las
reivindicaciones 3 a 9, caracterizado porque el engranaje
(45, 46, 47) de separación contiene un cono (45) de sujeción que
mediante esferas (46) está apoyado sobre una superficie cónica (47)
de apoyo de un casquillo (25) de cojinete que se encuentra dispuesto
fijamente en el elemento (1) de alojamiento.
11. Sistema de sujeción según la reivindicación
10, caracterizado porque el cono (45) de sujeción está
apoyado con su lado trasero mediante espigas (48) de presión en un
reborde anular (49) de la barra (12) de presión.
12. Sistema de sujeción según la reivindicación
11, caracterizado porque las espigas (48) de presión están
enroscadas en el lado trasero del cono (45) de sujeción y sobresalen
a través de orificios (50) de paso en una brida anular (51) en el
extremo trasero de la barra (16) de tracción.
13. Sistema de sujeción según la reivindicación
12, caracterizado porque los extremos traseros libres de las
espigas (48) de presión se apoyan en el lado delantero del reborde
anular (49) de la barra (12) de presión.
14. Sistema de sujeción según la reivindicación
13, caracterizado porque en el lado exterior de la brida
anular (51) están fijadas espigas (52) que sobresalen hacia delante,
que engranan en orificios ciegos correspondientes (53) en el lado
trasero de un anillo (54) de presión.
15. Sistema de sujeción según la reivindicación
14, caracterizado porque el anillo (54) de presión contiene
nervios (56) para apoyarse en la esfera (46).
16. Sistema de sujeción según la reivindicación
2, caracterizado porque el dispositivo de separación
comprende un accionamiento eléctrico o neumático para el
desplazamiento del elemento (17) de cierre a la posición desplazada
hacia atrás con el fin de liberar los elementos (33) de pinza.
17. Sistema de sujeción según una de las
reivindicaciones 3 a 16, caracterizado porque el elemento
(17) de cierre está fijado en el extremo delantero de la barra (16)
de tracción dispuesta de manera coaxial alrededor de la barra (12)
de presión y desplazable respecto a ésta.
18. Sistema de sujeción según una de las
reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque el primer
dispositivo (57) de sujeción contiene una barra (62) de sujeción
desplazable axialmente con un manguito (61) de sujeción, dispuesto
aquí, para el desplazamiento de mordazas (63) de sujeción con el fin
de sujetar el cabezal (58) de cambio de herramienta.
19. Sistema de sujeción según la reivindicación
18, caracterizado porque dentro de la barra (62) de sujeción
está guiada de manera desplazable una barra (65) de accionamiento
para el desplazamiento de la barra (12) de presión dentro del
cabezal (58) de cambio de herramienta.
20. Sistema de sujeción según la reivindicación
19, caracterizado porque la barra (62) de sujeción y la barra
(65) de accionamiento se pueden desplazar mediante la unidad (60) de
separación.
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