ES2358709A1

ES2358709A1 - Medio de conmutación para atornilladora mecánica con dos ejes de salida.

Info

Publication number: ES2358709A1
Application number: ES200801482A
Authority: ES
Inventors: Michael Vollmuth
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-05-21
Filing date: 2008-05-21
Publication date: 2011-05-13
Anticipated expiration: 2028-05-21
Also published as: PL224163B1; DE102007023807B4; ES2358709B2; PL385228A1; DE102007023807A1

Abstract

Medios de conmutación para un dispositivo de atornillado, dispositivo de atornillado y procedimiento para equipar un dispositivo de atornillado para producir uniones roscadas precisas y seguras. A los medios de conmutación (5, 6) pueden conectarse un accionamiento (1) y dos ejes de salida (3, 4). Los medios de conmutacl6n (5, 6) están configurados para establecer una unión efectiva seleccionada entre: el primer eje de salida (3) y el accionamiento (1), transmitiendo la fuerza de accionamiento del accionamiento (1) al primer eje de salida (3); entre el segundo eje de salida (4) y el accionamiento (1) transmitiendo la fuerza de accionamiento del accionamiento (1) al segundo eje de salida (4). De este modo, pueden producirse atornilladoras mecánicas que son capaces de generar dos procesos de atornillado, independientes entre sí mediante un único accionamiento.

Description

Medios de conmutación para un dispositivo de atornillado, dispositivo de atornillado y procedimiento para equipar un dispositivo de atornillado.

La presente invención se ocupa de una atornilladora mecánica conmutable y un medio de conmutación conforme a las reivindicaciones independientes.

La invención se utiliza en dispositivos de ajuste mecánicos, por ejemplo para mecanizar un tornillo que se dota de un dispositivo de seguridad, por ejemplo una tuerca de racor, y se desea proteger contra una graduación indeseada e incontrolada. Con frecuencia se utilizan para ajustar tornillos, ya que pueden usarse para accionar herramientas comerciales. A la hora de atornillar el tornillo se crea por ejemplo mediante topes móviles una región de ajuste previo. De este modo puede ajustarse, por ejemplo, el juego de válvulas en el motor de combustión interna o la región de trabajo de turbosobrealimentadores de forma sencilla y segura para el procesamiento. Como es natural también pueden realizarse otras aplicaciones con pasos de trabajo similares con el método conforme a la invención.

Del documento DE 36 02 365 C1 se conoce una herramienta para remachar unilateralmente tuercas a remachar de forma constructiva sencilla, que es apropiada para una fijación repetida de tuercas a remachar, en especial en el caso de producción a gran escala, y que puede aplicarse también para un accionamiento mediante motores reversibles. Entre una sufridera y el apoyo soporte se encuentra un acoplamiento dentado y por encima de la sufridera se ha enroscado una tuerca de embutido sobre el mandril de embutido roscado. La herramienta descrita no es sin embargo apropiada para aplicar remaches.

Del documento DE 1 627 429 se conoce una herramienta para la aplicación manual de remaches de rosca, tuercas a remachar y/o similares, que se utilizan por ejemplo en piezas constructivas de pared fina. En las piezas de este tipo no puede practicarse ningún taladro roscado, ya que falta un grosor suficiente del material, o existe el riesgo elevado de que se destruyan los escasos pasos de rosca al afianzar tornillos correspondientes. La herramienta presenta un dispositivo de sujeción que fija el remache de rosca en su posición de fijación y perno roscado, guiado giratoriamente en el dispositivo de sujeción y que puede enroscarse en el remache de rosca. Mediante las menores dimensiones es posible también alcanzar puntos de difícil acceso.

Del documento DE 40 36 259 A1 se conoce una herramienta especial para fijar un disco de fricción en el caso de un conjunto texturador de fricción. Para esto es necesario proteger un árbol en el extremo inferior mediante una herramienta adecuada, por ejemplo un destornillador, contra una torsión durante el montaje o desmontaje. En el caso de la herramienta especial se hace posible la fijación del disco de fricción desde sólo un lado a través de una herramienta especial, así como a través de un árbol configurado de

\hbox{forma correspondiente en el tramo de taladro y en una
clapeta de fijación.}

Del documento DE 103 08 056 A1 se conoce una herramienta especial para atornillar uniones roscadas alrededor de un eje roscado, en donde está previsto un taladro longitudinal pasante a través del trinquete y del suplemento de llave de vaso a lo largo del eje roscado, a través del cual puede guiarse una sufridera, en donde durante el proceso de enroscado con la sufridera puede fijarse una primera parte de la unión roscada en contra de una rotación, mientras que con un trinquete a través del suplemento de llave de vaso puede enroscarse una segunda parte de la unión roscada con relación a la primera parte. Para hacer girar el suplemento de llave de vaso y la sufridera se necesitan dos mecanismos de accionamiento separados entre sí. En este ejemplo el trinquete es manejado por la primera mano del operario y la sufridera por la segunda mano del operario. Debido a que el reglaje del tornillo mediante el suplemento de llave de vaso o la sufridera tiene que realizarse enseguida a continuación por motivos de eficiencia en el tiempo, se necesitan al mismo tiempo las dos manos del operario. Siempre que se desee automatizar este proceso serían necesarios dos accionamientos independientes entre sí. Esto exige más espacio de montaje y al mismo tiempo tiene mayores costes y una mayor complejidad de mantenimiento como resultado.

La tarea de la invención consiste en evitar estos inconvenientes y en materializar un dispositivo de atornillado que, a pesar de la utilización de dos ejes de salida, pueda funcionar con un único eje de salida.

Esta tarea es resuelta mediante el dispositivo de atornillado conforme a la invención o con el medio de conmutación conforme a la invención.

La invención se basa en un dispositivo de atornillado conforme al documento DE 103 08 056 A1. Este dispositivo de atornillado comprende un primer eje de salida y un segundo eje de salida, en donde los dos ejes de salida están dispuestos de forma giratoria y pueden accionarse mediante un accionamiento. Este dispositivo está modificado de tal modo que puede preverse adicionalmente un accionamiento y un medio de conmutación. El medio de conmutación es responsable de que el accionamiento haga rotar el primer o el segundo accionamiento y está materializado de tal modo que, durante su accionamiento, puede establecerse una unión efectiva entre el primer eje de salida y el accionamiento o bien entre el segundo eje de salida y el accionamiento, de tal modo que la fuerza de accionamiento del accionamiento pueda transmitirse al primer eje de salida o al segundo eje de salida. La conmutación entre los ejes de salida puede activarse manualmente por parte del operario o de forma totalmente automática.

La ventaja de este mecanismo es que para el accionamiento de los dos ejes de salida sólo se necesita un accionamiento, que puede hacer girar los ejes de salida en movimiento muy seguidos en el mismo sentido o en contrasentido. Por lo tanto para dos clases de funcionamiento sólo se necesita un accionamiento que, por ejemplo, acciona el eje de salida para ajustar o el eje de salida para un bloqueo por contratuerca (protección del ajuste en una unión roscada). Por medio de esto se ahorran costes, espacio constructivo y tiempo. De las reivindicaciones subordinadas se deducen particularidades y ventajas de la invención.

La invención comprende también la materialización de un medio de conmutación para un dispositivo de atornillado, al que pueden conectarse un único accionamiento y al menos dos ejes de salida, en donde mediante el medio de conmutación puede establecerse una unión efectiva entre el primer eje de salida y el accionamiento o bien entre el segundo eje de salida y el accionamiento, de tal modo que la fuerza de accionamiento del accionamiento pueda transmitirse al primer eje de salida o al segundo eje de salida. La ampliación de dispositivos existentes, como los que se conocen por ejemplo del estado de la técnica más próximo, con un medio de conmutación de este tipo conforme a la invención, también equiparía sistemas existentes - siempre que sean apropiados para la ampliación - con las ventajas conforme a la invención. Por ello la invención comprende igualmente el procedimiento para ampliar un dispositivo de atornillado existente, que comprende un primer eje de salida y un segundo eje de salida, en donde los dos ejes de salida están dispuestos giratoriamente y pueden accionarse mediante un accionamiento, por medio de que a posteriori está previsto un medio de conmutación, en donde mediante el medio de conmutación puede establecerse una unión efectiva entre el primer eje de salida y el accionamiento o bien entre el segundo eje de salida y el accionamiento, de tal manera que la fuerza de accionamiento del accionamiento puede transmitirse al primer eje de salida o al segundo eje de salida.

Siempre que por ejemplo después de introducir un tornillo se quiera materializar su fijación por contratuerca, se materializa el dispositivo de atornillado de tal modo que el primer eje de salida y el segundo eje de salida utilicen un eje de giro común, es decir, que los dos ejes de salida estén dispuestos coaxialmente entre sí. El eje de salida situado interiormente introduce después por ejemplo un tornillo equipado con un polígono interior en una rosca, mientras que a continuación el eje de salida situado exteriormente regula una contratuerca. Según la aplicación sería también imaginable intercambiar el funcionamiento del eje de salida situado interiormente y del situado exteriormente.

El medio de conmutación se activa con preferencia manual, eléctrica, hidráulica o neumáticamente. El control manual es ventajoso para atornilladoras mecánicas manejados a mano. Las otras clases de accionamiento citadas son ventajosas para sistemas automatizados.

La unión efectiva se materializa de forma especialmente preferida mediante medios de transmisión de fuerza, en especial mediante ruedas dentadas, en donde en este caso el accionamiento y los dos ejes de salida comprenden en cada caso una rueda dentada, de tal modo que un momento de giro procedente del accionamiento puede transmitirse al primer eje de salida o al segundo eje de salida, por medio de que mediante el medio de conmutación se produce un engrane mutuo de la rueda dentada del accionamiento en una rueda dentada de un eje de salida. Alternativamente también pueden preverse uniones por fricción para transmitir la fuerza o bien otros procedimientos conocidos del estado de la técnica. Las ruedas dentadas proporcionan sin embargo una transmisión de fuerza fiable, son productos fabricados en serie y con ello económicos, así como fácilmente intercambiables. Mediante la utilización de ruedas dentadas cónicas pueden materializarse formas constructivas compactas, ya que los diferentes componentes pueden posicionarse entre sí en ángulo recto.

El medio de conmutación utilizado en las soluciones conforme a la invención comprende ventajosamente una corredera, que produce la integración de los medios de transmisión de fuerza, en especial el engrane mutuo de las ruedas dentadas, por medio de que desplaza las ruedas dentadas.

Es especialmente ventajoso para la invención que al menos esté previsto un medio, que produce un frenado y/o un enclavamiento al menos de un eje de salida. Por medio de esto puede impedirse un giro subsiguiente indeseado de los ejes de salida, para que por ejemplo durante el proceso de fijación por contratuerca no se gire el ajuste. Esto puede conseguirse fácilmente por medio de que la rueda dentada que retrocede se traslada en contra de un freno, una pieza de presión o una retención de bloqueo.

Con fines de documentación y para valorar los procesos de enroscado puede preverse un sensor, que detecte el giro de un medio de transmisión de fuerza o del accionamiento o de un eje de salida y lo envíe a un dispositivo de valoración.

La previsión de un dispositivo de medición de momento de giro y/o de un dispositivo de ajuste de momento de giro hace posible una aplicación de tornillos conforme con las especificaciones y totalmente automatizada. Esto es por ejemplo posible mediante el uso de transmisores de momento de giro y/o ángulo de giro. Esto hace posible un control exacto de los ajustes y con ello una valoración cualificada de un proceso de ajuste y fijación por contratuerca llevado a cabo. Para esto puede usarse con preferencia un husillo roscado, que ya dispone de estas particularidades.

Siempre que al menos uno de los ejes de salida utilizados comprenda una compensación axial, que permita un movimiento del eje de salida en dirección axial, puede seguirse con ello el eje de salida al atornillar el tornillo.

Los ejes de salida utilizados pueden estar ejecutados, en el extremo alejado del lado de accionamiento, como herramienta o con un dispositivo de alojamiento de herramienta, por ejemplo mediante un portabroca de cambio rápido, para conseguir un tiempo de equipamiento más rápido en la producción.

Si se integra el accionamiento en la carcasa del dispositivo de atornillado o del medio de transmisión, por ejemplo mediante un engranaje cónico, esto puede reducir el volumen constructivo del dispositivo y los contornos perturbadores existentes.

En el dibujo se han representado ejemplos de ejecución preferidos, que se explican con más detalle en la siguiente descripción, y con ello la figura 1 muestra una disposición conforme a la invención para atornillar y fijar por contratuerca tornillos o desarrollos de trabajo de tipo similar, y la figura 2 un eje de salida elástico.

El dispositivo mostrado en la figura 1 comprende un accionamiento 1, un medio de conmutación 2, un eje de salida exterior 3 para accionar una contratuerca y un eje de salida interior 4 para fijar o para aflojar un tornillo, una corredera 5 y un accionador de corredera 6, una rueda dentada cónica 7 para el eje de salida exterior, una rueda dentada cónica 8 para el eje de salida interior, una rueda cónica cónica 9 para el accionamiento, un dispositivo de parada 10 para el eje de salida interior, un dispositivo de parada 11 para el eje de salida exterior, una consulta de posición 12, 13 para el accionador de corredera 6, una consulta de rotación 14 y 15, un asiento de herramienta 16 y 17 así como una alimentación de medio 18, 19 para activar el accionador de corredera 6.

La disposición trabaja de la forma siguiente. El accionador de corredera 6 funciona según el principio de un émbolo, que acciona un vástago de émbolo y está dispuesto en una carcasa, cuya cámara interior divide en dos regiones obturadas entre sí herméticamente. Mediante la alimentación de medio 18 se introduce o rellena por ejemplo un medio (aire comprimido, aceite hidráulico), lo que desplaza el émbolo en una primera dirección y hace salir el medio desde la segunda alimentación de medio 19. En el caso inverso se desplaza el émbolo en la dirección inversa. El émbolo podría accionarse naturalmente también mediante un imán.

Cada eje de salida 3, 4 se acciona mediante una rueda dentada cónica 7, 8. Estas ruedas dentadas cónicas 7, 8 necesarias para accionar los ejes de salida están dispuestas sobre la corredera 5 y pueden desplazarse axialmente, mediante el accionador de corredera 6 ya explicado anteriormente, a lo largo del eje de rotación de los dos ejes de salida 3, 4.

Las dos ruedas dentadas cónicas 7 y 8 de los ejes de salida 3 y 4 están dispuestas fundamentalmente en ángulo recto respecto al eje de rotación del eje de accionamiento 1, en donde en el extremo del eje de accionamiento 1 está fijada una rueda dentada cónica 9. Las ruedas dentadas cónicas 7, 8, 9 están dispuestas de tal modo, que mediante la corredera 5 puede hacerse engranar la rueda dentada cónica 7 del eje de salida exterior 3 o la rueda dentada cónica 8 del eje de salida interior 4 con la rueda dentada cónica 9 del accionamiento. Un engrane simultáneo de todas las ruedas dentadas 7, 8, 9 unas con otras no es posible y no es deseado, a causa del dimensionado de la distancia axial entre las ruedas dentadas de eje de salida 7, 8.

Una rueda dentada 7, 8 desembragada, es decir que no se encuentra engranada, se lleva mediante la corredera 5 con preferencia a un dispositivo de parada 10, 11, que frena el giro del eje de salida 16, 17 accionado por la rueda dentada 7, 8 y a continuación bloquea también ventajosamente el eje de salida.

Mediante la consulta de rotación 14, 15 y las consultas de posición 12, 13 es posible vigilar y valorar el proceso de enroscado electrónicamente, así como incluir en la vigilancia y la valoración la posición del accionador 6. En los extremos de los accionamientos están integrados directamente asientos de herramienta 16, 17, o están previstos soportes de herramienta.

Mediante el dispositivo conforme a la invención es ahora posible, mediante el eje de salida interior 4, atornillar un tornillo de polígono interior en una rosca y fijar el mismo por contratuerca por medio del eje de salida exterior 3. El momento de giro de los dos procesos puede vigilarse y ajustarse. El dispositivo puede producir por ejemplo en trenes de producción de la industria automovilística, de forma totalmente automática y con tratamiento automático de datos, uniones roscadas vigiladas, precisas y seguras.

En el caso del dispositivo conforme a la invención modificado mostrado en la figura 2 los símbolos de referencia iguales designan elementos iguales a los de la figura 1. La figura 2 muestra un corte del dispositivo conforme a la invención y se centra en la ejecución del eje de salida 3, 4. Se ha representado que el eje de salida 3 está materializado mediante un árbol, que está unido a la rueda dentada cónica 7 de forma solidaria en rotación en un extremo del árbol. En el otro extremo del árbol está enchufada encima una herramienta 21, que sirve para fijar por contratuerca un enroscado mediante una tuerca de racor. La herramienta 21 puede desplazarse axialmente mediante la compensación axial 22, aquí materializada mediante muelle(s) 22, de tal modo que la herramienta en el caso del atornillado axial progresivo de un tornillo sigue su movimiento, de tal manera que el dispositivo de atornillado no tiene que ser arrastrado como tal. El árbol interior 4, que tiene un eje de rotación idéntico al del árbol exterior 3, está montado también con movimiento axial mediante una compensación axial 20 y discurre dentro de este árbol 3. Se obtienen las mismas ventajas que en el árbol exterior 3, lo que afecta al seguimiento del dispositivo de atornillado en la dirección de atornillado. En lo que se refiere a los muelles (20, 22), estos podrían disponerse dentro de la estructura también en otros puntos adecuados.

Claims

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1. Medios de conmutación para un dispositivo de atornillado, al que pueden conectarse un accionamiento (1) y dos ejes de salida (3, 4), caracterizados por que los medios de conmutación (5, 6) están configurados para establecer una unión efectiva seleccionada entre:

1a)

el primer eje de salida (3) y el accionamiento (1), transmitiendo la fuerza de accionamiento del accionamiento (1) al primer eje de salida (3);

1b)

entre el segundo eje de salida (4) y el accionamiento (1) transmitiendo la fuerza de accionamiento del accionamiento (1) al segundo eje de salida (4).
2. Medios de conmutación para un dispositivo de atornillado, según la reivindicación 1, caracterizados por que el primer eje de salida (3) y el segundo eje de salida (4) utilizan un eje de giro común.
3. Medios de conmutación para un dispositivo de atornillado, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizados por que los medios de conmutación (5, 6) puede ser activados manual, eléctrica, hidráulica o neumáticamente.
4. Medios de conmutación para un dispositivo de atornillado, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizados por que la unión efectiva se materializa mediante medios de transmisión de fuerza, en especial mediante ruedas dentadas (7, 8, 9), de tal modo que un momento de giro procedente del accionamiento (1) puede transmitirse al primer eje de salida (3) o al segundo eje de salida (4).
5. Medios de conmutación para un dispositivo de atornillado, según la reivindicación 4, caracterizados por que las ruedas dentadas (7, 8, 9) son ruedas dentadas cónicas (7, 8, 9).
6. Medios de conmutación para un dispositivo de atornillado, según la reivindicación 4 ó 5, caracterizados por que los medios de conmutación (5, 6) comprenden una corredera (5), que produce la integración de los medios de transmisión de fuerza (7, 8, 9), en especial el engrane mutuo de las ruedas dentadas (7, 8, 9).
7. Medios de conmutación para un dispositivo de atornillado, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizados por que al menos están previstos medios (10, 11), que produce un frenado y/o un enclavamiento al menos de un eje de salida (3, 4).
8. Medios de conmutación para un dispositivo de atornillado, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizados por que está previsto al menos un sensor (14, 15), que detecta el giro de un medio de transmisión de fuerza (7, 8, 9) o del accionamiento (1) o de un eje de salida (3, 4).
9. Medios de conmutación para un dispositivo de atornillado, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizados por que comprenden un dispositivo de medición de momento de giro y/o un dispositivo de ajuste de momento de giro.
10. Medios de conmutación para un dispositivo de atornillado, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizados por que al menos uno de los ejes de salida (3, 4) existentes o conectables comprende una compensación axial (20), que permite un movimiento del eje de salida (3, 4) en dirección axial.
11. Medios de conmutación para un dispositivo de atornillado, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizados por que los ejes de salida (3, 4) existentes o conectables están ejecutados, en el extremo alejado del lado de accionamiento, como herramienta (16, 17) o con un dispositivo de alojamiento de herramienta (21).
12. Medios de conmutación para un dispositivo de atornillado, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizados por que el accionamiento (1) está integrado en la carcasa del dispositivo de atornillado o del medio de transmisión.
13. Dispositivo de atornillado con un primer eje de salida (3) y un segundo eje de salida (4), en donde ambos ejes de salida (3, 4) están dispuestos de forma giratoria y pueden accionarse mediante un accionamiento (1), caracterizado por que están previstos un accionamiento (1) y medios de conmutación (5, 6) conforme a una de las reivindicaciones anteriores.
14. Procedimiento para equipar un dispositivo de atornillado, que comprende:

14a)

disponer de forma giratoria un primer eje de salida (3) y un segundo eje de salida (4);

14b)

accionar el primer eje de salida (3) y el segundo eje de salida (4) mediante un accionamiento (1);

caracterizado por que además comprende:

14c)

disponer medios de conmutación (5, 6) conforme a una de las reivindicaciones 1 a 13 sobre los dos ejes de salida (3, 4) y el accionamiento (1).
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