ES2285695T3 - Dispositivo de apriete. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de apriete para apretar objetos (12, 51) con un émbolo de apriete (23, 55) que puede moverse con relación al objeto (12, 51) y que presenta un chaflán en cuña (31, 60), caracterizado porque dicho émbolo de apriete (23, 55) aprieta dicho objeto (12, 51) por medio de un elemento intermedio (34, 41, 43, 61, 67) que está provisto de, por un lado, un chaflán (35, 62) complementario del chaflán en cuña (31, 60) del émbolo de apriete (23, 55) y, por otro lado, de un contorno complementario del contorno del objeto (12, 51) a apretar.
Description
Dispositivo de apriete.
La invención concierne a un dispositivo de
apriete para apretar objetos con un émbolo de apriete móvil con
relación al objeto y que presenta un chaflán en cuña.
Por el documento DE 100 38 760 A1 se conoce un
elemento de apoyo con dispositivo de apriete de esta clase.
La invención se ocupa en primer lugar del
apriete de elementos en forma de barra de cualquier sección
transversal. Estos pueden ser productos semielaborados en forma de
barra que se sujetan para una mecanización adicional, émbolos de
cilindros de medio de presión, pernos de apoyo de elementos de
apoyo, émbolos de medios de sujeción (de piezas de trabajo) o
similares.
En el elemento de apoyo mostrado en el documento
DE 100 38 760 A1, el perno de apoyo se aprieta por medio de un
émbolo de apriete y se fija así en su posición. El émbolo de apriete
presenta una rampa oblicua, de modo que por desplazamiento axial
del émbolo de apriete, se ejerce por medio de la rampa una fuerza de
apriete sobre el perno de apoyo. En este caso, el ángulo de la
rampa oblicua se ha elegido de tal modo que resulte un apriete de
autocontención, con lo que, también en caso de fallo de la presión
hidráulica, se asegura que no se suelte la unión de apriete.
Es desventajoso en este tipo de apriete que el
émbolo de apriete actúe directamente sobre el perno de apoyo.
Simultáneamente, por motivos funcionales, en particular para sellar
el perno de apoyo, dicho émbolo debe ser redondo o presentar al
menos una forma aproximada. Como consecuencia de ello, resulta un
contacto lineal entre el émbolo de apriete y el perno de apoyo. Por
tanto, pueden transmitirse fuerzas de apriete relativamente altas a
una superficie muy pequeña, estando limitada la fuerza de apriete
máxima por resistencia del material (límite de flexión) del émbolo
de apriete y/o del perno de apoyo. Las máquinas herramientas
modernas trabajan en parte con altas velocidades de mecanización,
las cuales traen consigo vibraciones correspondientes.
Simultáneamente, se han elevado también las potencias de
accionamiento de las máquinas herramienta, de modo que apenas se han
reducido las fuerzas de mecanización a elevada velocidad de
mecanización. Debido a ello son necesarias fuerzas de apriete tan
altas que ya no pueden conseguirse con la solución conocida sin que
se dañen el perno de apoyo y/o el émbolo de apriete.
Partiendo de esto, la invención se basa en el
problema de perfeccionar un dispositivo de apriete del tipo citado
al principio de modo que con él puedan aplicarse fuerzas de apriete
muy altas sin que exista un peligro de dañar el émbolo de apriete
y/o el objeto a apretar.
Para solucionar este problema, el dispositivo de
apriete según la invención se caracteriza porque el émbolo de
apriete aprieta el objeto por medio de un elemento intermedio que,
por un lado, está provisto de un chaflán complementario del chaflán
en cuña del émbolo de apriete y, por otro lado, de un contorno
complementario del contorno del objeto a apretar.
Dado que el elemento intermedio presenta, por un
lado, un contorno adaptado al del chaflán del émbolo de apriete y,
por otro lado, al del objeto a apretar, resulta un contacto
superficial, por un lado, entre el émbolo de apriete y el elemento
intermedio y, por otro lado, entre el elemento intermedio y el
objeto a sujetar, de modo que, en el caso de una supresión
superficial máxima prefijada por la resistencia del material, pueden
transmitirse fuerzas de apriete correspondientemente mas altas que
en el estado de la técnica.
Otras características de la invención se
refieren a configuraciones constructivas del elemento intermedio y
del émbolo de apriete.
A continuación, se explica con más detalle la
invención con ayuda de ejemplos de realización representados en los
dibujos. Muestran:
La figura 1, un elemento de apoyo con un
dispositivo de apriete con las características de la invención en
sección longitudinal,
La figura 2, el elemento de apoyo según la
figura 2 en una sección transversal por el plano
II-II,
La figura 3, un segundo ejemplo de realización
para un elemento de apoyo con las características de la invención en
alzado lateral,
La figura 4, el elemento de apoyo según la
figura 3 en sección radial,
La figura 5, una variante del elemento de apoyo
según la figura 3 en sección radial,
La figura 6, un sujetador pivotable con un
dispositivo de apriete con las características de la invención en
sección longitudinal,
La figura 7, el sujetador pivotable según la
figura 6 en sección radial por el plano VII-VII,
La figura 8, un detalle (en la vista VIII) del
tensor pivotable según la figura 6,
La figura 9, una variante del sujetador
pivotable según la figura 6 en sección radial por el plano
VII-VII,
La figura 10, otra variante del sujetador
pivotable según la figura 6 en sección radial por el plano
VII-VII,
La figura 11, otro ejemplo de realización de un
dispositivo de apriete con las características de la invención en
sección radial, y
La figura 12, el dispositivo de apriete según la
figura 11 en una sección longitudinal por el plano
XII-XII.
El elemento de apoyo 10 mostrado en las figuras
1 y 2 sirve para soportar piezas de trabajo 11 ya sujetadas de otra
forma durante su mecanización. Un perno de apoyo 12 sirve para
soportar la correspondiente pieza de trabajo 11 y está dispuesto de
forma longitudinalmente desplazable en una carcasa 13 configurada en
el presente caso en dos partes. En su extremo alejado de la pieza
de trabajo 11, el perno de apoyo 12 presenta un plato 14 que es
guiado herméticamente en un ánima de cilindro 15 situada en la parte
inferior 16 de la carcasa. Un manguito de junta 17 obtura el ánima
de cilindro 15 en la transición de la parte inferior 16 de la
carcasa a la parte superior 18 de la carcasa de tal modo que una
cámara de presión 19 situada entre el plato 14 y el manguito de
junta 17 está sellada tanto contra la carcasa 13 como también contra
el perno de apoyo 12. Otra cámara de presión 20 está dispuesta en
el lado del plato 14 opuesto a la cámara de presión 19. Las cámaras
de presión 19, 20 pueden solicitarse con un medio de presión a
través de conexiones hidráulicas 21, 22 y así puede ser retraído y
extendido el perno de apoyo 12.
Para mantener el perno de apoyo 12 de forma
segura en su posición incluso en caso de un fallo del suministro de
medio de presión para las cámaras de presión 19, 20, está previsto
un dispositivo de apriete en la parte superior 18 de la carcasa. El
dispositivo de apriete presenta un émbolo de apriete 23 que es
guiado en un ánima de cilindro 24 orientada transversalmente al eje
central longitudinal del perno de apoyo 12. El ánima de cilindro 24
está realizada en el presente caso como un ánima ciega y se cierra
en su extremo abierto por medio de una tapa 25. A ambos lados del
émbolo de apriete 23 están dispuestas sendas cámaras de presión 26,
27 que pueden ser solicitadas con un medio de presión a través de
taladros de medio de presión 28, 29. En su zona central, el émbolo
de apriete 23 presenta un chaflán en cuña 31.
En la parte superior 18 de la carcasa está
previsto además un taladro 30 alineado con el ánima de cilindro 15
situada en la parte inferior 16 de la carcasa, a través del cual es
guiado el perno de apoyo 12 y el cual se confunde en su lado vuelto
hacia la pieza de trabajo con un taladro 32 de menor diámetro. El
diámetro del taladro 32 y también el diámetro de un taladro de paso
33 del manguito de junta 17 están dimensionados de tal modo que son
insignificantemente más grandes que el diámetro del perno de apoyo
12, con lo que entre el taladro de paso 32 y el taladro 33, por un
lado y, el perno de apoyo 12, por otro lado, se origina una estrecha
rendija. Por tanto, el perno de apoyo 12 no es guiado ni en el
taladro de paso 32 ni en el taladro 33.
En la zona del taladro 30 está colocado un
manguito 34 alrededor del perno de apoyo 12, de modo que el perno
de apoyo 12 es guiado con deslizamiento en el taladro 30 por medio
del manguito 34. El manguito 34 está achatado en su lado orientado
hacia el émbolo de apriete 23, de modo que se origina un chaflán 35
complementario del chaflán en cuña 31 del émbolo de apriete 23.
En el lado opuesto al chaflán 35, el manguito 34
está provisto también de un achatamiento 36, de modo que entre el
taladro 30 y el achatamiento 36 se origina aquí una rendija 37 en
forma de un segmento circular. En esta zona, el manguito 34 está
provisto de una hendidura 38. Concretamente, la dirección de la
hendidura está orientada perpendicularmente al chaflán en cuña 31.
De esta forma, el manguito 34 puede ser abierto y cerrado al
doblarlo.
Asimismo, el émbolo de apriete 23 está provisto
de un achatamiento 39 en su lado longitudinal alejado del perno de
apoyo 12, de modo que también aquí se origina una rendija 40 en
forma de un segmento circular.
Si se solicita ahora con un medio de presión la
cámara de presión 27 para el émbolo de apriete 23, éste se desplaza
hacia arriba en la representación según la figura 2, deslizándose el
chaflán en cuña 31 sobre el chaflán 35 del manguito 34. Por tanto,
se introduce el manguito 34 a presión en el taladro 30. El manguito
34 se cierra así al curvarlo y aprieta el perno de apoyo 12. Dado
que el chaflán en cuña 31 está diseñado de tal modo que está
provisto de un ángulo de cuña de autorretención, se conserva el
apriete también en caso de que ya no se aplique ninguna presión
hidráulica a la cámara de presión 27.
Debido al achatamiento 36 y a la rendija 37 que
resulta de éste, se origina un efecto "prismático" durante la
introducción de fuerzas en el manguito 34. Como se indica por medio
de las flechas señaladas en la figura 2, se originan tres fuerzas
de esta clase dirigidas hacia el eje central del perno de apoyo 12
que, en su suma, son más altas que en un manguito sin achatamiento,
en el que sólo hay dos fuerzas orientadas una hacia otra, a saber,
por un lado, una fuerza ejercida por el émbolo de apriete 23 sobre
el manguito 34 y, por otro, una contrafuerza exactamente opuesta en
sentido diametral ejercida por el taladro 30 sobre el manguito 34.
Por tanto, resultan un efecto intensificador de fuerza y, como
consecuencia de ello, una fuerza de apriete elevada.
En las figuras 4 y 5 se muestra una modificación
del dispositivo de apriete para el elemento de apoyo 10 según las
figuras 1 a 3. Concretamente, en lugar del manguito 34 de la figura
4 se muestra un manguito 41 con una hendidura 42 que discurre
paralela al chaflán en cuña 31. La hendidura 42 se extiende a ambos
lados del perno de apoyo 12, pero sin atravesar completamente el
material en el lado situado a la derecha en la figura 4.
En la figura 5 se muestra un dispositivo de
apriete con un manguito 43 de dos partes constituido por dos
semicáscaras 44, 45. De esta forma, se origina una hendidura
pasante 46 que, en el presente caso, está orientada de nuevo
paralelamente al chaflán en cuña 46. Por supuesto, la hendidura 46
puede tener también cualquier otra orientación. En particular,
puede estar orientada también perpendicularmente al chaflán en cuña
31, como se muestra en la figura 2.
En el sujetador pivotable 47 según las figuras 6
a 8 se hace pivotar alrededor de un perno de eje 50 un hierro de
sujeción 48 para apretar una pieza de trabajo 49. Sirve para ello un
émbolo de accionamiento 51. Este émbolo de accionamiento 51 se
acciona de forma análoga al perno de apoyo 12 del elemento de apoyo
10 según las figuras 1 a 5, con lo que componentes análogos están
designados aquí con los mismos números de referencia. Sin embargo,
el ánima de cilindro 15 en el sujetador pivotable 47 está diseñada
como un taladro abierto hacia abajo y se cierra por medio de una
tapa 52.
El émbolo de accionamiento 51 es guiado en este
sujetador pivotable 47 directamente en el taladro 30 y se aprieta -
en la posición en la que está sujeta la pieza de trabajo 49 - por
medio de un dispositivo de apriete descrito con más detalle a
continuación.
En la carcasa está prevista de nuevo un ánima de
cilindro 53 que discurre transversalmente a la extensión
longitudinal del émbolo de accionamiento 51 y que está cerrada por
medio de una tapa 54. Un émbolo de apriete 55 está guiado de forma
deslizante en el ánima de cilindro 53. Unas cámaras de presión 56,
57 a ambos lados del émbolo de apriete 55 pueden solicitarse con un
medio de presión a través de unas conexiones de medio de presión
58, 59. El émbolo de apriete 55 de nuevo presenta un chaflán en cuña
60 con un ángulo de cuña de autorretención.
En contraposición al elemento de apoyo 10 según
las figuras 1 a 5, en el presente ejemplo de realización está
prevista solamente una pieza intermedia 61 que presenta, por un
lado, dos chaflanes 62 complementario del chaflán en cuña 60 y, por
otro lado, una ranura 63 a modo de segmento circular (figura 7)
complementaria del émbolo de accionamiento 51. Como puede
apreciarse bien en la figura 6 y, en particular, en la figura 8, en
la zona de ambos lados frontales de la pieza intermedia 61 están
previstas unas almas 64 que discurren a ambos lados longitudinales
del émbolo de apriete 55 y que guían la pieza intermedia 61. El
radio de la envolvente de la pieza intermedia 61 es un poco más
pequeño que el radio del ánima 53 para el émbolo de apriete 55, de
modo que, entre la pieza intermedia 61 y el ánima 53 para el émbolo
de apriete 55 se origina una rendija 69 en forma de un segmento de
arco circular. De este modo, la pieza intermedia 61 es guiada
exclusivamente por el émbolo de apriete 55. Simultáneamente, la
pieza intermedia 61 es móvil en la dirección radial del émbolo de
accionamiento 51.
En la zona entre las almas 64, la pieza
intermedia 61 presenta un rebajo 65 que permite un cierto combado
de la pieza intermedia 61 durante el apriete. Por ello, se origina
de nuevo el efecto "prismático" ya descrito más arriba, pero
con la diferencia de que los cantos longitudinales 66 que presionan
el émbolo de accionamiento 51 presionan cada uno de ellos por
separado sobre el émbolo de accionamiento 51. El émbolo de
accionamiento 51 se apoya entonces en el taladro 30 de la carcasa
13. Las sumas de las fuerzas de apriete en los cantos
longitudinales 66 y de la fuerza de apoyo en el taladro 30 mantiene
sujeto el émbolo de accionamiento 51 por medio del rozamiento.
En las figuras 9 y 10 se muestran variaciones en
el sujetador pivotable ilustrado con ayuda de las figuras 6 a 8. La
diferencia consiste en que no está previsto ningún émbolo de
accionamiento cilíndrico circular 51 sino un émbolo de
accionamiento 51, con otras secciones transversales.
Otra variación para una pieza de apriete 67 está
mostrada en las figuras 11 y 12. En su lado longitudinal vuelto
hacia el émbolo de accionamiento 51, la pieza intermedia 57 presenta
una envolvente cilíndrica circular con el radio R que está
desplazado con respecto al centro del ánima 53 en una cuantía x. Por
este motivo, se origina una rendija 68 a modo de hoz entre el ánima
53 y la pieza intermedia 67. Es posible así un movimiento de la
pieza de apriete 67 transversalmente al ánima 53 en dirección al
émbolo de accionamiento 51. No obstante, la pieza de apriete 67 es
guiada simultáneamente en el taladro 53 en la dirección longitudinal
del émbolo de accionamiento 51.
\global\parskip0.500000\baselineskip
10
\tabulElemento de apoyo
11
\tabulPieza de trabajo
12
\tabulPerno de apoyo
13
\tabulCarcasa
14
\tabulPlato
15
\tabulÁnima de cilindro
16
\tabulParte inferior de la carcasa
17
\tabulManguito de junta
18
\tabulParte superior de la carcasa
19
\tabulCámara de presión
20
\tabulCámara de presión
21
\tabulConexión hidráulica
22
\tabulConexión hidráulica
23
\tabulÉmbolo de apriete
24
\tabulÁnima de cilindro
25
\tabulTapa
26
\tabulCámara de presión
27
\tabulCámara de presión
28
\tabulTaladro de medio de presión
29
\tabulTaladro de medio de presión
30
\tabulTaladro
31
\tabulChaflán en cuña
32
\tabulTaladro
33
\tabulTaladro de paso
34
\tabulManguito
35
\tabulChaflán
36
\tabulAchatamiento
37
\tabulRendija
38
\tabulHendidura
39
\tabulAchatamiento
40
\tabulRendija
41
\tabulManguito
42
\tabulHendidura
43
\tabulManguito
44
\tabulCáscara
45
\tabulCáscara
46
\tabulHendidura
47
\tabulSujetador basculante
48
\tabulHierro de sujeción
49
\tabulPieza de trabajo
50
\tabulPerno de eje
51
\tabulEmbolo de accionamiento
52
\tabulTapa
53
\tabulÁnima de cilindro
54
\tabulTapa
55
\tabulEmbolo de apriete
56
\tabulCámara de presión
57
\tabulCámara de presión
58
\tabulConexión de medio de presión
59
\tabulConexión de medio de presión
60
\tabulChaflán en cuña
61
\tabulPieza intermedia
62
\tabulChaflán
63
\tabulRanura
64
\tabulAlma
65
\tabulRebajo
66
\tabulCantos longitudinales
67
\tabulPieza intermedia
68
\tabulRendija
69
\tabulRendija
R
\tabulRadio
x
\tabulDesplazamiento.
\global\parskip0.000000\baselineskip
Claims (10)
1. Dispositivo de apriete para apretar objetos
(12, 51) con un émbolo de apriete (23, 55) que puede moverse con
relación al objeto (12, 51) y que presenta un chaflán en cuña (31,
60), caracterizado porque dicho émbolo de apriete (23, 55)
aprieta dicho objeto (12, 51) por medio de un elemento intermedio
(34, 41, 43, 61, 67) que está provisto de, por un lado, un chaflán
(35, 62) complementario del chaflán en cuña (31, 60) del émbolo de
apriete (23, 55) y, por otro lado, de un contorno complementario del
contorno del objeto (12, 51) a apretar.
2. Dispositivo de apriete según la
reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo
intermedio es un manguito (34, 41, 43) que presenta especialmente
una hendidura (38, 42, 46) y en el que es guiado el objeto (12) a
apretar.
3. Dispositivo de apriete según la
reivindicación 2, caracterizado porque la hendidura (38) está
dispuesta en el lado del manguito (34) opuesto al émbolo de apriete
(23).
4. Dispositivo de apriete según la
reivindicación 2, caracterizado porque la hendidura (42, 46)
discurre en dirección aproximadamente paralela al chaflán en cuña
(31).
5. Dispositivo de apriete según una de las
reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque el manguito (34,
41, 43) está achatado en el lado opuesto al émbolo de apriete (23),
de tal modo que entre el manguito (34, 41, 43) y un taladro (30)
para el manguito (34, 41, 43) está dispuesta una rendija (40).
6. Dispositivo de apriete según la
reivindicación 1, caracterizado porque el elemento intermedio
es una pieza intermedia (61, 67) con una ranura (63) complementaria
del objeto (51) a apretar.
7. Dispositivo de apriete según la
reivindicación 6, caracterizado porque la pieza intermedia
(61, 67) presenta un rebajo (66) en su lado vuelto hacia el émbolo
de apriete (55).
8. Dispositivo de apriete según la
reivindicación 6 o 7, caracterizado porque la pieza
intermedia (61) es guiada en el émbolo de apriete (55) por medio de
almas (64).
9. Dispositivo de apriete según una de las
reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque la pieza
intermedia (67) presenta un segmento de envolvente cilíndrico
circular cuyo punto central esta desplazado en una medida (x)
respecto del eje central longitudinal de un ánima (53) para el
émbolo de apriete (55), especialmente alejándose del objeto (51) a
apretar.
10. Dispositivo de apriete según una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el émbolo de
apriete (23) está achatado en su lado alejado del elemento
intermedio.
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