ES2318748T3 - Dispositivo de soporte giratorio. especialmente para una mesa redonda giratoria de una maquina herramienta. - Google Patents

Dispositivo de soporte giratorio. especialmente para una mesa redonda giratoria de una maquina herramienta. Download PDF

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Abstract

Dispositivo de soporte giratorio para una mesa redonda giratoria de una máquina herramienta, que comprende una primera parte del dispositivo que ha de unirse con un elemento a soportar en forma giratoria, la mesa redonda, y una segunda parte estacionaria del dispositivo, cuyas partes del dispositivo están unidas a través de al menos un rodamiento sobre el cual actúa una fuerza axial, en el que está previsto un equipo magnético (21) que actúa entre la primera y la segunda partes (2, 3) del dispositivo para generar una fuerza de compensación (F k) dirigida sustancialmente en sentido contrario a la fuerza axial (F a), y en el que el equipo magnético (21) comprende varios elementos de imán permanente (20) que están dispuestos en la primera parte (2) del dispositivo y que cooperan con la otra parte opuesta (3) del dispositivo, o en el que el equipo magnético (21) comprende varios elementos de imán permanente (20) que están dispuestos uno frente a otro en la primera y en la segunda partes (2, 3) del dispositivo, y en el que la primera parte (2) del dispositivo que presenta los elementos de imán permanente (20) forma o comprende al mismo tiempo el rotor (12) de un motor (13) que acciona la primera parte (2) del dispositivo, y la segunda parte (3) del dispositivo forma o comprende el estator (19) del motor (13).

Description

Dispositivo de soporte giratorio, especialmente para una mesa redonda giratoria de una máquina herramienta.
Campo de la invención
La invención concierne a un dispositivo de soporte giratorio según la reivindicación 1.
Los dispositivos de soporte giratorio sirven usualmente para soportar un primer elemento en forma giratoria con respecto a un segundo elemento estacionario. Como ejemplo de realización se puede citar una máquina herramienta con una mesa redonda giratoria que, por ejemplo, es movida intermitentemente y que está alojada de forma giratoria a través del dispositivo de soporte giratorio con respecto al bastidor de la máquina o similar. Los dispositivos de soporte giratorio conocidos comprenden una primera parte del dispositivo que está acoplada con el elemento a soportar de forma giratoria, es decir, por ejemplo, la mesa redonda, y una segunda parte estacionaria del dispositivo que está unida, por ejemplo, con el bastidor de la máquina o similar. Las dos partes del dispositivo están unidas una con otra en forma giratoria a través de al menos un rodamiento.
En el caso de una instalación horizontal usual del dispositivo de soporte giratorio actúa sobre el al menos un rodamiento una fuerza axial que resulta sustancialmente del peso de la primera parte del dispositivo, del peso propio también constantemente actuante del elemento acoplado, es decir, por ejemplo, de la mesa, y de una proporción de peso variable de una pieza de trabajo que, por ejemplo, deba ser mecanizada, así como de los medios de sujeción dispuestos, por ejemplo, sobre la mesa redonda para fijar la pieza de trabajo, etc. Asimismo, debido, por ejemplo, a la mecanización de la pieza de trabajo o similar y a eventuales desequilibrios, actúan también fuerzas radiales sobre el al menos un rodamiento e igualmente actúan sobre éste eventuales pares de vuelco resultantes de fuerzas de desequilibrio y de mecanización.
Para la vida útil del soporte son decisivas en primer lugar las fuerzas axiales que actúan estáticamente. Para eludir eventuales dificultades resultantes de ellas se dimensiona de manera correspondiente el rodamiento empleado. Esto es muy costoso, a veces resultan también dificultades técnicas de construcción e igualmente está limitado el número de revoluciones máximo.
Se conoce por el documento JP 60091016A un dispositivo de soporte giratorio que comprende una primera parte del dispositivo que ha de unirse con un elemento a soportar de forma giratoria y una segunda parte estacionaria del dispositivo, cuyas partes del dispositivo están unidas a través de al menos un rodamiento sobre el cual actúa una fuerza axial, estando previsto un equipo magnético que actúa entre la primera y la segunda partes del dispositivos para generar una fuerza de compensación dirigida sustancialmente en sentido contrario a la fuerza axial, y comprendiendo el equipo magnético unos elementos de imán permanente que están dispuestos uno frente a otro en la primera y en la segunda partes del dispositivo.
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Sumario de la invención
Por tanto, la invención se basa en el problema de indicar un dispositivo de soporte giratorio en el que se puedan compensar al menos parcialmente los problemas resultantes de la fuerza axial que actúa sobre el al menos un rodamiento.
Para resolver este problema se ha previsto según la invención en un dispositivo de soporte giratorio de la clase citada al principio que esté instalado un equipo magnético que actúe entre la primera y la segunda partes del dispositivo para generar una fuerza de compensación dirigida sustancialmente en sentido contrario a la fuerza axial.
El dispositivo de soporte giratorio según la invención se caracteriza por la utilización de un equipo magnético a través del cual se puede generar una fuerza de compensación que, una vez que el equipo magnético está dispuesto entre las dos partes del dispositivo o actúa entre éstas, actúa forzosamente sobre el al menos un rodamiento, y que está dirigida en sentido contrario a la fuerza axial. A través del equipo magnético actúa entre ambas partes del dispositivo una fuerza de atracción permanente que está dirigida en sentido contrario a la fuerza axial originada por el peso propio, compensando esta fuerza. La fuerza resultante que actúa realmente sobre el al menos un rodamiento puede ser compensada así en una gran parte, según sea el diseño del equipo magnético. Por tanto, es posible utilizar también rodamientos relativamente pequeños que presentan al mismo tiempo una vida útil suficientemente larga y que pueden trabajar también con altos números de revoluciones permanentes. Se puede prescindir ventajosamente de soportes hidrostáticos o similares.
El propio equipo magnético comprende ventajosamente varios elementos de imán permanente que están dispuestos en la primera o en la segunda parte del dispositivo y que cooperan con la otra parte opuesta del dispositivo. Por supuesto, la respectiva parte opuesta del dispositivo es metálica, de modo que se atraen forzosamente los elementos de imán magnético y la parte opuesta del dispositivo.
Como alternativa a la disposición de los elementos de imán permanente en sólo una parte del dispositivo es también imaginable, por supuesto, disponer los varios elementos de imán permanente uno frente a otro en la primera y en la segunda partes del dispositivo, debiendo alinearse de manera correspondiente, naturalmente, los elementos de imán permanente con sus polos de modo que se atraigan uno a otro.
Según la invención, se ha previsto que la primera parte del dispositivo que presenta los imanes permanentes forme o comprenda al mismo tiempo el rotor de un motor que acciona la primera parte del dispositivo y que la segunda parte del dispositivo forme o comprenda el estator del motor. El motor puede estar construido entonces convenientemente como un motor de par de forma de disco. Por tanto, en esta forma de realización el motor está integrado por el lado del dispositivo y forma una parte del dispositivo de soporte giratorio. Este motor de par admite convenientemente un accionamiento directo. En el motor de par realizado aquí como inducido de disco los imanes permanentes están dispuestos en el rotor de forma de disco, que está formado por la primera parte del dispositivo o es parte de la misma, y, situada axialmente sobre el mismo y espaciada, se encuentra la segunda parte del dispositivo que forma o comprende el estator y que, por supuesto, dispone de todos los componentes electrotécnicos o electromagnéticos que son necesarios para formar un motor de par. Esta ejecución es especialmente ventajosa, ya que, debido a la construcción del motor de par como un inducido de disco horizontalmente dispuesto, se consiguen tanto un accionamiento directo integrado como la compensación de carga magnética según la invención.
Como rodamiento se utiliza convenientemente un cojinete radial-axial combinado, especialmente en forma de un cojinete de rodillos cilíndricos. Como alternativa, pueden estar previstos también cojinetes de bolas oblicuos de dos o más hileras.
Aparte del dispositivo de soporte giratorio, la invención concierne también a una máquina herramienta que comprende una mesa redonda giratoria que cuenta con un dispositivo de soporte giratorio según una de las formas de realización descritas.
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Breve descripción de los dibujos
Otras ventajas, características y detalles de la invención se desprenden de la descripción siguiente de un ejemplo de realización. Muestran aquí:
La figura 1, una vista en sección de una representación de principio de un dispositivo de soporte giratorio según la invención con mesa redonda asentada sobre el mismo y
La figura 2, una vista de detalle ampliada del dispositivo de soporte giratorio de la figura 1.
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Descripción detallada de los dibujos
La figura 1 muestra un dispositivo de soporte giratorio 1 según la invención constituido por una primera parte 2 del dispositivo giratoria en estado montado y una segunda parte 3 del dispositivo estacionaria en la situación ensamblada. En el ejemplo de realización mostrado según la figura 1 está dispuesta en la primera parte del dispositivo una mesa redonda 4 sobre la cual pueden asentarse, por ejemplo, diferentes dispositivos de sujeción para retener una pieza de trabajo o similar. La primera parte 2 del dispositivo y la segunda parte 3 de dicho dispositivo están unidas para giro una con otra a través de un rodamiento 5 de dos piezas combinadas, consistiendo el rodamiento 5 en un cojinete radial 6 y dos cojinetes axiales 7. Por tanto, se trata de un cojinete radial-axial combinado de rodillos cilíndricos.
Como muestra también la figura 2, en la parte interior 8 del soporte realizada en forma anular está fijada, por un lado, la mesa redonda 4 del soporte a través de uniones de tornillo 9 y, por otro lado, está dispuesto, a través de una pieza intermedia 10, un disco de motor 11 que está fijado a la pieza intermedia 10 por medio de uniones de tornillo 22. Por tanto, la pieza intermedia 10 y el disco de motor 11 forman parte de la primera parte del dispositivo. El disco de motor 11 forma el rotor 12 de un motor de par 13 realizado aquí como inducido de disco, sobre el cual se entra seguidamente en más detalles.
En una segunda parte 14 del soporte está dispuesta, por medio de uniones de tornillo 15, la carcasa 16 del soporte, la cual se une de manera solidaria en rotación, por ejemplo, con el bastidor de la máquina a través de medios de fijación que atraviesan taladros de fijación correspondientes 17. A través de otras uniones de tornillo 18 está unido también con la carcasa 16 del soporte un estator 19 que, juntamente con el rotor 12, forma el motor de par 13. La carcasa 16 del soporte y el estator 19 son parte de la segunda parte estacionaria del dispositivo.
En el disco de motor 11 que forma el rotor 12 están dispuestos en el lado dirigido al estator 19 un gran número de imanes permanentes 20 que preferiblemente están distribuidos por todo el plano del disco. En el propio estator están dispuestos de una manera no representada con detalle los componentes electromagnéticos, como bobinas excitadoras, etc., que son necesarios para completar el motor de par 13, sobre los cuales no es necesario entrar en más detalles. En principio, un motor de par consiste en un motor síncrono permanentemente excitado de alto número de polos, estando dispuestos en el rotor, como es sabido, los imanes permanentes, mientras que en el estator están dispuestas las distintas bobinas arrolladas con alta densidad de empaquetamiento, a través de las cuales se pueden generar altas fuerzas magnéticas al suministrar corriente a las bobinas. Usualmente, las distintas bobinas o las cabezas de arrollamiento están dispuestas entre las chapas del estator. Puesto que en un motor de par de esta clase casi no se presenta rozamiento, estos motores están ampliamente exentos de mantenimiento. La constitución básica de un motor de par es suficientemente conocida para el experto, de modo que no es necesario entrar en más detalles sobre ella. Los elementos centrales han de preverse forzosamente también en el motor de par concebido aquí como inducido de disco.
Sobre el rodamiento 5 actúa siempre una fuerza axial estática F_{a} axialmente dirigida que, por un lado, resulta del peso propio de la primera parte 2 del dispositivo, es decir, aquí la parte 8 del soporte, la pieza intermedia 10, el disco 11 del motor y los elementos de fijación adicionales u otros componentes que forman la primera parte 2 del dispositivo. A esto se añade todavía la componente de fuerza resultante del peso propio de la mesa redonda 4, más eventuales elementos de sujeción dispuestos en la mesa y la pieza de trabajo a mecanizar, etc.
Esta fuerza axial F_{a} puede ser compensada en cierta parte o ampliamente por medio de una fuerza de compensación dirigida en sentido contrario. Esta fuerza de compensación F_{k} es generada a través del equipo magnético 21 previsto entre la primera y la segunda partes 2, 3 del dispositivo, formado aquí por los imanes permanentes 20 en combinación con el estator 19, entre los cuales actúa de fábrica un acoplamiento magnético. Entre los imanes magnéticos 20 y el estator 19 actúan permanentemente fuerzas de atracción de tal manera que el rotor 12 genera a través de la pieza de unión 10 una fuerza de compensación F_{k} dirigida en sentido contrario a la fuerza axial F_{a}. Esta fuerza de compensación F_{k} es generada también durante el funcionamiento del motor de par 13, puesto que también entonces se atraen los imanes permanentes 20 y el estator 19, los cuales están separados uno de otro por el entrehierro d. La fuerza de compensación generada depende de la magnitud de la fuerza de atracción del equipo magnético 21, lo que en último término puede ajustarse a través de la intensidad del campo magnético que puede generarse por medio de los imanes permanentes 20.
En la forma de realización descrita con relación a las figuras 1 y 2 está previsto, como se ha descrito, un motor de par integrado 13. Esto quiere decir que no tiene que preverse un elemento de accionamiento adicional. Se adjudica al motor de par una función doble, a saber, por un lado, el accionamiento giratorio de la mesa redonda 13 y, por otro, la función de compensación de carga, es decir, la función de generación de la fuerza de compensación F_{k}.
Sin embargo, como alternativa a esto, la ejecución puede ser también tal que, en lugar de un motor de par integrado, la primera parte 2 del dispositivo se acople con un accionamiento separado, por ejemplo un motor eléctrico convencional con un engranaje de tornillo sinfín. Este accionamiento se fija mediante brida, por ejemplo, al disco 11 del motor. Sobre el disco 11 del motor se encuentran en este caso, tal como se muestra en la figura 2, los imanes permanentes 20 distribuidos por el plano del disco. Por tanto, dado que el accionamiento giratorio es externo al dispositivo giratorio, ya no tiene que estar previsto ningún estator. Esto quiere decir que, en lugar del estator 19 mostrado en la figura 2, se puede integrar un elemento metálico sencillo concretamente un anillo metálico de dimensiones correspondientes, que coopere con los imanes permanentes 20. Naturalmente, es imaginable también utilizar una disposición adecuada de un paquete de chapas para generar las fuerzas magnéticas o para cooperar con los imanes permanentes 20, eligiéndose la disposición de modo que, al producirse una rotación de la mesa, se eviten en amplio grado corrientes parásitas que pudieran ser inducidas a consecuencia de la rotación. Por tanto, en esta forma de realización se atraerían también las dos partes primera y segunda 2, 3 del dispositivo, de modo que tendría lugar la generación de la componente de compensación F_{k} incluso en caso de que se empleara un accionamiento externo. Naturalmente, existe en este caso la posibilidad de disponer elementos de imán permanente correspondientes 20 no sólo en el disco 11 del motor, sino también en la parte opuesta de la segunda parte del dispositivo, con lo que se puede reforzar el acoplamiento magnético.
Lista de números de referencia
1
Dispositivo de soporte giratorio
2
Parte giratoria del dispositivo
3
Parte estacionaria del dispositivo
4
Mesa redonda
5
Rodamiento
6
Cojinete radial
7
Cojinete axial
8
Parte del soporte
9
Uniones de tornillo
10
Pieza intermedia
11
Disco de motor
12
Uniones de tornillo
13
Motor de par
14
Parte del soporte
15
Uniones de tornillo
16
Carcasa del soporte
17
Taladros de fijación
18
Uniones de tornillo
19
Estator
20
Imanes permanentes
21
Equipo magnético
22
Uniones de tornillo
F_{a}
Fuerza axial
F_{k}
Fuerza de compensación
d
Entrehierro

Claims (4)

1. Dispositivo de soporte giratorio para una mesa redonda giratoria de una máquina herramienta, que comprende una primera parte del dispositivo que ha de unirse con un elemento a soportar en forma giratoria, la mesa redonda, y una segunda parte estacionaria del dispositivo, cuyas partes del dispositivo están unidas a través de al menos un rodamiento sobre el cual actúa una fuerza axial, en el que está previsto un equipo magnético (21) que actúa entre la primera y la segunda partes (2, 3) del dispositivo para generar una fuerza de compensación (F_{k}) dirigida sustancialmente en sentido contrario a la fuerza axial (F_{a}), y en el que el equipo magnético (21) comprende varios elementos de imán permanente (20) que están dispuestos en la primera parte (2) del dispositivo y que cooperan con la otra parte opuesta (3) del dispositivo, o en el que el equipo magnético (21) comprende varios elementos de imán permanente (20) que están dispuestos uno frente a otro en la primera y en la segunda partes (2, 3) del dispositivo, y en el que la primera parte (2) del dispositivo que presenta los elementos de imán permanente (20) forma o comprende al mismo tiempo el rotor (12) de un motor (13) que acciona la primera parte (2) del dispositivo, y la segunda parte (3) del dispositivo forma o comprende el estator (19) del motor (13).
2. Dispositivo de soporte giratorio según la reivindicación 1, caracterizado porque el motor (13) es un motor de par de forma de disco.
3. Dispositivo de soporte giratorio según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque están previstos como rodamiento (5) un cojinete radial-axial combinado (6, 7), especialmente en forma de un cojinete de rodillos cilíndricos, o unos cojinetes de bolas oblicuos de dos o más hileras.
4. Máquina herramienta que comprende una mesa redonda giratoria que está soportada por medio de un dispositivo de soporte giratorio (1) según una de las reivindicaciones 1 a 3.
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