ES2325117T3 - Portaherramientas para maquina herramienta. - Google Patents
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Abstract
Portaherramientas, caracterizado porque que consta de: un árbol de acoplamiento (10) fijado a la cremallera del portaherramientas de la máquina para trabajar el metal, que está compuesto, a su vez, por un agujero pasante central que se extiende axialmente (13), un cuello (14) y una pluralidad de ranuras (15) extendidas radialmente a través de dicho cuello; un árbol motor (20) insertado en el agujero pasante central que se extiende axialmente (13) de dicho árbol de acoplamiento (10), compuesto por una pluralidad de segmentos dentados (21) situados equiangularmente alrededor de la periferia del mismo y engranados respectivamente en las ranuras (15) del árbol de acoplamiento (10); una tuerca de montaje (30) formada por dos mitades simétricas (31) y (32) contiguas entre si alrededor del cuello (14) del árbol de acoplamiento (10) y engranadas con los segmentos dentados (21) del árbol motor (20) para permitir que este último sea movido axialmente en el árbol de acoplamiento (10) al producirse el movimiento rotatorio de la tuerca de montaje (30); un aro de retención (50) montado en el cuello (14) del árbol de acoplamiento (10) y situado, por un lado, en contacto con la tuerca de montaje (30), constando dicho aro de retención (50) de una pluralidad de resortes de láminas (52) dispuestos radialmente alrededor de la periferia del mismo; un anillo motor (60) montado en torno al árbol de acoplamiento (10) y encajado a presión en la periferia de la tuerca de montaje (30); y un mandril fijado a un extremo del árbol de acoplamiento (10) y adaptado para sujetar una herramienta.
Description
Portaherramientas para máquina herramienta.
La presente invención tiene su aplicación dentro
del ámbito de las máquinas herramienta y más concretamente hace
referencia a un portaherramientas para una máquina para trabajar el
metal.
Las máquinas herramienta normales, como los
tornos, los taladros, etc. suelen tener un portaherramientas o
mandril que mantiene la herramienta en una posición que le permita
ser girada con el eje de transmisión. Un portaherramientas o
mandril convencional comprende un cuerpo, que cuenta con una
pluralidad de ranuras oblicuas dispuestas alrededor de la
periferia, una pluralidad de linguetes montados de forma deslizante
respectivamente en las ranuras oblicuas del cuerpo y un anillo
motor controlado para mover los linguetes radialmente hacia
adelante/detrás y sujetar/soltar la herramienta. Esta estructura de
portaherramientas o mandril no puede utilizarse en máquinas
herramienta que necesiten girar la herramienta en dirección
contraria, ya que sueltan el mandril al girarse en dirección
opuesta.
La patente estadounidense 2,292.470 describe un
mandril que comprende, en conjunto, un cuerpo principal, un medio
de sujeción montado de forma rotatoria en el cuerpo principal y
preparado para que pueda cambiar de una posición inoperante a
operante y viceversa por medio de rotación, un anillo de ajuste de
funcionamiento manual, coaxial y rotatorio con respecto al cuerpo
principal y también al medio de sujeción, un elemento circular
intermedio conectado al medio de sujeción, un número de elementos
giratorios colocados entre el anillo de ajuste y el elemento
intermedio, montados en los huecos fijos en relación al cuerpo
principal, dando lugar así a una orientación de fricción inversa
entre el anillo de ajuste y el medio de sujeción, de manera que la
rotación del anillo de ajuste en una dirección relativa al cuerpo
principal provocará la rotación inversa de dicho medio de
sujeción.
La presente invención se ha llevado a cabo por
medio de los pasos que se exponen. El objetivo de la presente
invención es presentar un portaherramientas para una máquina para
trabajar el metal que permita que la herramienta sea girada con el
eje de transmisión de la máquina herramienta en el sentido de las
agujas del reloj y al contrario.
Para alcanzar el objetivo de la presente
invención, el portaherramientas comprende un árbol de acoplamiento
fijado a la cremallera del portaherramientas de la máquina
herramienta, constando dicho árbol de acoplamiento de un agujero
pasante central que se extiende axialmente, un cuello, una
pluralidad de ranuras extendidas radialmente a través de dicho
cuello, un árbol motor insertado en el agujero pasante central que
se extiende axialmente del árbol de acoplamiento, constando el
árbol motor, a su vez, de una pluralidad de segmentos dentados
distribuidos equiangularmente por la periferia del mismo y
engranados respectivamente en las ranuras del árbol de
acoplamiento, una tuerca de montaje formada por dos mitades
simétricas que son contiguas entre sí alrededor del cuello del
árbol de acoplamiento y que están engranadas con los segmentos
dentados del árbol motor para permitir que éste se mueva axialmente
en el árbol de acoplamiento al producirse el movimiento rotatorio de
la tuerca de montaje, un aro de retención montado en el cuello del
árbol de acoplamiento y en contacto por un lado con la tuerca de
montaje, constando, por último, dicho aro de retención de una
pluralidad de resortes de láminas dispuestos radialmente en la
periferia del mismo, un anillo motor montado alrededor del árbol de
acoplamiento y encajado en la periferia de la tuerca de montaje, y
un mandril fijado a un extremo del árbol de acoplamiento y adaptado
para sujetar una herramienta.
La Figura 1 es una vista de despiece de un
portaherramientas, de acuerdo con una primera realización de la
presente invención.
La Figura 2 es una vista en alzado del montaje
del portaherramientas, de acuerdo con la primera realización de la
presente invención.
La Figura 3 es una vista en corte del montaje
del portaherramientas, de acuerdo con la primera realización de la
presente invención (I).
La Figura 4 es una vista en corte del montaje
del portaherramientas, de acuerdo con la primera realización de la
presente invención (II).
La Figura 5 es una vista en corte del montaje
del portaherramientas, de acuerdo con la primera realización de la
presente invención (III).
La Figura 6 muestra una llave para utilizarse
con el portaherramientas, de acuerdo con la presente
invención.
La Figura 7 es una vista de despiece de un
portaherramientas, de acuerdo con una segunda realización de la
presente invención.
La Figura 8 es una vista en alzado del montaje
del portaherramientas, de acuerdo con la segunda realización de
la presente invención.
La Figura 9 es una vista en corte del montaje
del portaherramientas, de acuerdo con la segunda realización de
la presente invención.
Con referencia a las Figuras
1-6, un portaherramientas, de acuerdo con la
presente invención, está compuesto de un árbol de acoplamiento
(10), un árbol motor (20), una tuerca de montaje (30), un anillo de
bolas (40), un anillo de fricción (41),un aro de retención (50),
un anillo motor (60), y un mandril, que está formado por un cuerpo
(70), una pluralidad de linguetes (80) y un armazón (90).
El árbol de acoplamiento (10)consta de
una pieza de acoplamiento posterior (11) para fijarse a la
cremallera del portaherramientas de la máquina herramienta (no se
muestra), una pieza de acoplamiento delantera de rosca externa
(12), un agujero pasante central que se extiende
axialmente(13), un hombro (16), un cuello (14) conectado
axialmente entre la pieza de acoplamiento delantera (12) y el
hombro (16), y una pluralidad de ranuras (15) extendidas
radialmente a través del cuello (14). El diámetro exterior de la
pieza de acoplamiento posterior (11) se reduce gradualmente desde
el hombro (16) al extremo posterior del árbol de acoplamiento (10).
El agujero pasante central que se extiende axialmente (13) del
árbol de acoplamiento (10) tiene una sección de diámetro estrecha
que se corresponde con el cuello (14). El árbol motor (20) se
inserta en el agujero pasante central que se extiende axialmente
(13) del árbol de acoplamiento (10), comprendiendo una pluralidad
de segmentos dentados (21) correspondientes a las ranuras (15) del
árbol de acoplamiento (10) y una pluralidad de ranuras de retención
(22). distribuidas equiangularmente alrededor del extremo delantero
del mismo. La tuerca de montaje (30) está compuesta por dos mitades
simétricas (31) y (32), que cuentan con roscas (33) en la cara
interior de las mismas y una muesca de posicionamiento (34) en un
extremo. Las dos partes simétricas (31) y (32) se montan en el
cuello (14) del árbol de acoplamiento (10) y son contiguas entre
sí, manteniendo las roscas (33) engranadas en los segmentos
dentados (21) del árbol motor (20). El anillo de bolas (40) se
monta en la muesca de posicionamiento (34) de cada una de las
partes simétricas (31) y (32) de la tuerca de montaje (30). El
anillo de fricción (41) se monta en la muesca de posicionamiento
(34) de cada una de las partes simétricas (31) y (32) de la tuerca
de montaje (30) para mantener el anillo de bolas (40) en esa
posición. El aro de retención (50) se monta en el cuello (14) del
árbol de acoplamiento (10) y se mantiene entre el hombro (16) del
árbol de acoplamiento (10) y el anillo de fricción (41), contando
con una pluralidad de muescas periféricas en espiral (51) y una
pluralidad de resortes de láminas (52) suspendidos respectivamente
de las muescas periféricas (51). Cada resorte de láminas (52) tiene
un extremo libre que termina en una parte saliente (53). El anillo
motor (60) se monta alrededor del árbol de acoplamiento (10) y se
encaja en la tuerca de montaje (30), comprendiendo una pluralidad
de huecos de herramienta (61) alrededor de la pared exterior del
mismo cerca de un extremo para la colocación de una llave (62),
utilizada para girar el anillo motor (también en Figura 6), y una
pluralidad de ranuras de retención (63) alrededor de la pared
interior del mismo para el posicionamiento de las partes salientes
(53) del aro de retención (50). El cuerpo (70) es un casquillo
cónico que cuenta con una pieza de acoplamiento posterior (71)
encajada en la pieza de acoplamiento delantera de rosca externa
(12) del árbol de acoplamiento (10), una pluralidad de hendiduras
longitudinales (72) correspondientes a las ranuras de retención
(22) del árbol motor (20) y una pluralidad de ranuras de guía
longitudinales (73) respectivamente dispuestas en el interior a lo
largo de los dos lados de cada una de las hendiduras
longitudinales (72). Los linguetes (80) se insertan respectivamente
en las hendiduras longitudinales (72) del cuerpo (70),
comprendiendo cada uno una parte en forma de gancho (83) dispuesta
en un extremo y enganchada en una ranura de retención (22) del
árbol motor (20), una barra (81) acoplada a una ranura de guía
longitudinal (73) del cuerpo (70), y una cara de engranaje (82)
adaptada para encajar la herramienta (92). El armazón (90) tiene
forma cónica y está hueco, y se encaja en la segunda pieza de
acoplamiento roscada (12) del árbol de acoplamiento (10), contando
con un agujero pasante central (91) donde encaja la periferia
cónica del cuerpo (70).
Al instalar la herramienta (92), se utiliza la
llave (62) para girar el anillo motor (60). Como el anillo motor
(60) se ajusta a la perfección a la periferia de la tuerca de
montaje (30), girar el anillo motor (60) provoca que la tuerca de
montaje (30) gire con el primero. Al mismo tiempo, como la tuerca
de montaje (30) está engranada con los segmentos dentados (21) del
árbol motor (20), este último se mueve axialmente hacia adelante
hacia el armazón (90) al producirse el movimiento rotatorio de la
tuerca de montaje (30) y, a la vez, los linguetes (80) se mueven
hacia adelante con el árbol motor (20). Durante el movimiento hacia
adelante de los linguetes (80), estos son simultáneamente forzados
radialmente hacia adentro por la periferia del agujero pasante
central (91) del armazón (90) contra la periferia de la herramienta
(92). Como las ranuras de retención (63) del árbol motor (60)
están engranadas con las partes salientes (53) del aro de retención
(50), este último gira con el anillo motor (60) durante el
movimiento rotatorio del anillo motor (60). Sin embargo, cuando el
árbol motor (20) se mueve axialmente hacia adelante hacia el
armazón (90), la tuerca de montaje (30) transmite una fuerza al
anillo de bolas (40)y el anillo de fricción (41) en
dirección contraria al aro de retención (50). Por lo tanto, el
anillo de bolas (40) y el anillo de fricción (41) sujetan el aro de
retención (50) cuando los linguetes (80)engranan la
herramienta (92) con firmeza, estando el aro de retención (50)
libre del movimiento rotatorio del anillo motor (60) en este
momento. Si el usuario gira continuamente la llave (62) en este
punto, el anillo motor (60) será obligado a mover las ranuras de
retención (63) sobre las partes salientes (53) y las forzará
radialmente hacia adentro. Cuando las ranuras de retención (63) se
mueven para alinearse con las partes salientes (53) de nuevo, estas
últimas son inmediatamente forzadas hacia afuera por la potencia
elástica de los respectivos resortes de láminas (52) para
engranarse con las ranuras de retención (63) y entonces se produce
un click. Este sonido significa que el anillo motor (60) se ha
ajustado con fuerza y que la herramienta (92) ha quedado bloqueada
entre los linguetes (80). De ese modo, el usuario puede iniciar la
máquina herramienta para girar el árbol de acoplamiento (10).
Dado que los segmentos dentados (21) del árbol
de acoplamiento (20) están respectivamente engranados en las
ranuras (15) del árbol de acoplamiento (10) y dado que las ranuras
de retención (22) del árbol motor (20) están respectivamente
engranadas con la parte en forma de gancho (83) de cada uno de los
linguetes (80), el cuerpo (70) y el árbol motor (20) giran con el
árbol de acoplamiento (10) al iniciar la máquina herramienta para
girar el árbol de acoplamiento (10) en el sentido de las agujas del
reloj. Como la tuerca de montaje (30) está engranada con los
segmentos dentados (21) del árbol motor (20) y como el anillo motor
(60) se encaja en la tuerca de montaje (30), la tuerca de montaje
(30) y el anillo motor (60) giran con el árbol motor (20) al
producirse el movimiento rotatorio de éste. Dado que las partes
salientes (53) del aro de retención (50) se engranan
respectivamente en las ranuras de retención (63) del anillo motor
(60), el aro de retención (50) gira con el anillo motor (60) al
producirse el movimiento rotatorio de éste. Por el contrario, al
invertir el árbol de acoplamiento (10), la herramienta (92) gira en
dirección opuesta.
Al aflojar los linguetes (80) para soltar la
herramienta (92), se utiliza la llave (62) para girar el anillo
motor (60) en dirección opuesta. En la fase inicial, el anillo de
bolas (40) todavía sujeta al aro de retención (50) y se produce un
click durante el movimiento de las partes salientes (53) del aro de
retención (50) sobre las ranuras de retención (63) del anillo motor
(60). Sin embargo, cuando el anillo motor (60) hace girar la tuerca
de montaje (30) y además mueve el árbol motor (20) axialmente hacia
atrás, la tuerca de montaje (30) es obligada a producir una fuerza
reactiva inversa y, por lo tanto, el anillo de bolas (40) y el
anillo de fricción (41) se sueltan del aro de retención (50). En
este momento, el movimiento rotatorio del anillo motor (60) hace
girar el aro de retención (50) y el movimiento hacia atrás del
árbol motor (20) hace que los linguetes (80) se muevan hacia atrás
a lo largo de las hendiduras (72) del cuerpo (70), y así los
linguetes (80) son soltados de la herramienta (92). Durante el
movimiento hacia atrás del árbol motor (20), la sección de diámetro
superior del agujero pasante central que se extiende axialmente
(13) del árbol de acoplamiento (11) proporciona un espacio
receptor para los segmentos dentados (21) y la sección de diámetro
inferior de éste limita la distancia del movimiento hacia atrás del
árbol motor (20).
Las Figuras 7-9 muestran una
forma alternativa del portaherramientas. De acuerdo a esta nueva
forma, el portaherramientas comprende un árbol de acoplamiento
(10), un árbol motor (200), una tuerca de montaje (30), un anillo
de bolas (40), un aro de retención (50), un anillo motor (60), un
armazón (900) y una abrazadera para la herramienta (700). Los
rasgos estructurales y funciones del árbol de acoplamiento (10), la
tuerca de montaje (30), el anillo de bolas (40), el aro de
retención (50) y el anillo motor (60) son las mismas que las
mencionadas en la primera realización de la presente invención. El
árbol motor (200) comprende una pluralidad de segmentos dentados
(201) dispuestos alrededor de la periferia y engranados
respectivamente en las ranuras (15) del árbol de acoplamiento (10),
y una varilla de extensión delantera (202) de un diámetro exterior
reducido. Esta última tiene un extremo delantero roscado (203). La
abrazadera para la herramienta (700) consta de una tuerca (701)
roscada en el extremo delantero roscado (203) del árbol motor
(200) y una pluralidad de bandas de fijación (702) extendidas
longitudinalmente desde un lateral de la tuerca (701) y separadas
equiangularmente entre sí por espacios (703). Las bandas de
fijación (702) determinan un agujero central extendido axialmente
para recibir la herramienta (92). El armazón (900) tiene forma
cilíndrica y está hueco, y se rosca en la pieza de acoplamiento
delantera de rosca externa (12) del árbol de acoplamiento (10),
contando con un agujero pasante central (901), donde se recibe la
abrazadera de la herramienta (700).
Cuando se encuentra en uso, la herramienta (92)
se inserta en la abrazadera (700) y entonces se acciona la llave
(62) para girar el anillo motor (60). Al girar el anillo motor
(60), la tuerca de montaje (30) es forzada a mover el árbol motor
(200) axialmente hacia adelante (o hacia atrás) con relación al
armazón (900). Al mover la abrazadera para la herramienta (700)
axialmente hacia atrás, las bandas de fijación (702) son forzadas
radialmente hacia adentro por el agujero pasante central (901) del
armazón (900) contra la periferia de la herramienta (92), y de esa
forma la herramienta (92) queda sujeta firmemente a la abrazadera
(700). Por el contrario, cuando se mueve la abrazadera (700)
axialmente hacia adelante, las bandas de fijación (702) se sueltan
de la herramienta (92), permitiendo quitar la herramienta (92) de
la abrazadera (700).
Con anterioridad se han descrito en detalle
realizaciones específicas de la presente invención a modo de
ilustración. Sin embargo, cabe tener en cuenta que son posibles
diversas modificaciones y mejoras, siempre que se encuentren dentro
del alcance de la presente invención, recogido en las
reivindicaciones.
Claims (8)
1. Portaherramientas, caracterizado
porque que consta de: un árbol de acoplamiento (10) fijado a la
cremallera del portaherramientas de la máquina para trabajar el
metal, que está compuesto, a su vez, por un agujero pasante central
que se extiende axialmente (13), un cuello (14) y una pluralidad de
ranuras (15) extendidas radialmente a través de dicho cuello; un
árbol motor (20) insertado en el agujero pasante central que se
extiende axialmente (13) de dicho árbol de acoplamiento (10),
compuesto por una pluralidad de segmentos dentados (21) situados
equiangularmente alrededor de la periferia del mismo y engranados
respectivamente en las ranuras (15) del árbol de acoplamiento (10);
una tuerca de montaje (30) formada por dos mitades simétricas (31)
y (32) contiguas entre si alrededor del cuello (14) del árbol de
acoplamiento (10) y engranadas con los segmentos dentados (21) del
árbol motor (20) para permitir que este último sea movido
axialmente en el árbol de acoplamiento (10) al producirse el
movimiento rotatorio de la tuerca de montaje (30); un aro de
retención (50) montado en el cuello (14) del árbol de acoplamiento
(10) y situado, por un lado, en contacto con la tuerca de montaje
(30), constando dicho aro de retención (50) de una pluralidad de
resortes de láminas (52) dispuestos radialmente alrededor de la
periferia del mismo; un anillo motor (60) montado en torno al árbol
de acoplamiento (10) y encajado a presión en la periferia de la
tuerca de montaje (30); y un mandril fijado a un extremo del árbol
de acoplamiento (10) y adaptado para sujetar una herramienta.
2. Portaherramientas, de acuerdo a la
reivindicación 1, caracterizado porque la tuerca de montaje
(30) consta de una muesca de posicionamiento (34) extendida
alrededor de un extremo de la misma, destinada a recibir un anillo
de bolas (40).
3. Portaherramientas, de acuerdo a la
reivindicación 2, caracterizado porque comprende además un
anillo de fricción (41) montado en la muesca de posicionamiento
(34) de la tuerca de montaje (30) para mantener el anillo de bolas
(40) en posición.
4. Portaherramientas, de acuerdo a la
reivindicación 1, caracterizado porque el aro de retención
(50) consta de una pluralidad de muescas periféricas en espiral
(51), estando los resortes de láminas (52) del aro de retención
(50) suspendidos respectivamente en dichas muescas (51).
5. Portaherramientas, de acuerdo a la
reivindicación 4, caracterizado porque los resortes de
láminas (52) del aro de retención (50) cuentan con un extremo libre
que termina en una parte saliente (53).
6. Portaherramientas, de acuerdo a la
reivindicación 5, caracterizado porque el anillo motor (60)
consta de una pluralidad de ranuras de retención (63) distribuidas
alrededor de una pared interior del mismo, que están preparadas
para recibir las partes salientes (53) del aro de retención
(50).
7. Portaherramientas, de acuerdo a la
reivindicación 1, caracterizado porque el agujero pasante
central que se extiende axialmente (13) del árbol de acoplamiento
(10) tiene una sección de diámetro reducido correspondiente al
cuello (14).
8. Portaherramientas, de acuerdo a la
reivindicación 1, caracterizado porque el anillo motor (60)
comprende una pluralidad de huecos para herramienta (61), alrededor
de una pared exterior del mismo para la colocación de una llave
(62) utilizada para girar el anillo motor (60).
Applications Claiming Priority (2)
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