ES2337610T3 - Dispositivo y procedimiento para la insercion de un elemento de fijacion en un taladro en una pieza de trabajo. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo (3) para la inserción de un elemento de fijación (2) en un taladro (120, 140) en una pieza de trabajo (10), en particular una placa de construcción ligera, en el cual el elemento de fijación comprende un casquillo extensible (20) y un tornillo de expansión (22) que expande el casquillo extensible, comprendiendo el dispositivo: - un dispositivo de alojamiento (4) para la sujeción del elemento de fijación, siendo posible posicionar el dispositivo de alojamiento en relación con la pieza de trabajo, - una unidad de inserción (5) para expulsar el elemento de fijación del dispositivo de alojamiento y para colocar a presión el elemento de fijación en la pieza de trabajo, comprendiendo la unidad de inserción un medio de acoplamiento (50), en particular una hoja de atornilladora, acoplable con el tornillo de expansión que es desplazable en la dirección Z para colocar a presión el elemento de fijación en el taladro y que puede girar alrededor de un eje de giro para expandir el elemento de fijación.
Description
Dispositivo y procedimiento para la inserción de
un elemento de fijación en un taladro en una pieza de trabajo.
La invención se refiere a un dispositivo y a un
procedimiento para la inserción de un elemento de fijación en un
taladro en una pieza de trabajo, en particular en una placa de
construcción ligera.
Las placas de construcción ligera, tales como se
emplean usualmente en el ámbito de la fabricación de muebles o en
el ámbito de la fabricación de puertas, se componen de forma
habitual principalmente de dos cubiertas relativamente delgadas,
unidas entre sí mediante elementos distanciadores. El espacio entra
las dos cubiertas está llenado usualmente con un material de
llenado que es frecuentemente cartón ondulado u otro material de
cartón. Las placas de construcción ligera configuradas de esa manera
tienen usualmente un grosor de 20 a 100 mm, presentando las
cubiertas sólo un respectivo grosor de 2 a 10 mm.
Para poder fijar otros componentes en las placas
de construcción ligera, por ejemplo tiradores u otros herrajes, o
para poder unir entre sí dos placas, es necesario insertar elementos
de fijación en las respectivas placas de construcción ligera,
montándose los elementos de fijación tanto en la cubierta superior
como también en la inferior de modo que puentean el espacio
intermedio. Los elementos de fijación pueden ser en principio tacos
en los cuales es posible fijar los tiradores o los herrajes.
En la práctica es frecuentemente necesario
insertar grandes cantidades de elementos de fijación en taladros en
piezas de trabajo, en particular en placas de construcción ligera.
Por ejemplo en la industria de los muebles es preciso que los
taladros en partes frontales de muebles, partes del cuerpo, paneles
o similares estén provistos de elementos de fijación de este tipo
cuando salen de fábrica.
Por el documento DE 295 09 577 U1 se conoce una
atornilladora con una boquilla expansible cargada por resorte. La
atornilladora presenta mordazas de sujeción pretensadas por resorte
y configuradas para introducirse en un tornillo a insertar.
Por el documento DE 4413 328 A1 se conoce un
dispositivo de medición del par de giro para atornilladoras
estacionarias. Según este documento se mide el par de giro durante
el enroscado de un tornillo en una unión atornillada.
Por el documento DE 103 18 875 A1 se conocen
además un procedimiento y un dispositivo para la inserción de tacos
en piezas de trabajo. Los tacos que se deben insertar son en lo
esencial tacos de plástico o tacos de madera que se pegan en la
pieza de trabajo.
El documento CH 422 296 se refiere a un
procedimiento para taladrar orificios y para enroscar piezas de
herraje enroscables y enchufables, en el cual una mesa de sujeción
de la pieza de trabajo, que se puede elevar y bajar, presenta dos
husillos dispuestos en un cabezal orientable, uno de los cuales está
configurado como eje de motor y husillo de taladrado que gira
permanentemente y acciona a través de un engranaje el otro husillo
provisto de un acoplamiento electromagnético y de un freno para
enroscar las piezas de herraje, los dos husillos están dispuestos
bajo tal ángulo uno respecto a otro que mediante giro del cabezal se
emplean de manera consecutiva en un mismo punto de la pieza de
trabajo, encontrándose el husillo no usado orientado a una posición
alejada de la pieza de
trabajo.
trabajo.
El objetivo de la presente invención consiste en
insertar automáticamente elementos de fijación en placas de
construcción ligera.
Este objetivo se consigue conforme a la
invención mediante un dispositivo para la inserción de un elemento
de fijación en un taladro en una pieza de trabajo con las
características de la reivindicación 1, así como con un
procedimiento para la inserción de un elemento de fijación en un
taladro en una pieza de trabajo con las características de la
reivindicación 17, comprendiendo el elemento de fijación un
casquillo extensible y un tornillo de expansión que expande el
casquillo extensible.
El dispositivo comprende por lo tanto un
dispositivo de alojamiento para la sujeción del elemento de
fijación, siendo posible posicionar el dispositivo de alojamiento
en particular en relación con la pieza de trabajo, y además una
unidad de inserción para expulsar el elemento de fijación del
dispositivo de alojamiento y para colocar el elemento de fijación a
presión en la pieza de trabajo, comprendiendo la unidad de inserción
un medio de acoplamiento acoplable con el tornillo de expansión, en
particular una hoja de atornilladora, que es desplazable en la
dirección Z para colocar el elemento de fijación a presión en el
taladro y giratorio alrededor de un eje de giro para expandir el
elemento de fijación.
El dispositivo permite así la inserción de un
elemento de fijación de este tipo por el hecho de que un elemento
de fijación sujeto en el dispositivo de alojamiento, que se puede
posicionar en la dirección Z en una posición predeterminada sobre
la pieza de trabajo, se introduce en primer lugar mediante la unidad
de inserción en la dirección Z en el taladro y se fija seguidamente
por expansión mediante giro del medio de acoplamiento. De manera
correspondiente, el medio de acoplamiento es desplazable en la
dirección Z y giratorio de forma simultánea o consecutiva alrededor
de un eje de giro, coincidiendo el eje de giro típicamente con el
eje longitudinal del medio de acoplamiento. Este es el caso en
particular cuando se usa una hoja de atornilladora. Como hoja de
atornilladora puede usarse en particular también una punta Torx.
Con respecto a la hoja de atornilladora sólo es
importante que esta pueda acoplarse con el tornillo de expansión y
pueda transmitir tanto un par de empuje como también un par de giro
al tornillo de expansión.
El dispositivo es en particular apropiado para
el uso como unidad en un centro de mecanizado CNC de un centro de
transformación y sirve para la inserción automática de elementos de
fijación.
Para facilitar las determinaciones de la
posición relativa del dispositivo de alojamiento con respecto a la
pieza de trabajo, en el dispositivo de alojamiento está previsto
preferentemente un sensor. Asimismo, para la determinación de la
posición relativa del medio de acoplamiento con respecto a la pieza
de trabajo está previsto preferentemente un sensor en la unidad de
inserción con cuya ayuda puede realizarse esta función.
En un ejemplo de realización preferido está
previsto además un sensor de par de giro con el cual puede
determinarse el par de giro transmitido del medio de acoplamiento
al tornillo de expansión. Esto permite controlar el fin del proceso
de atornillado a través de un control del par de giro.
El dispositivo de alojamiento presenta
preferentemente dos mordazas de alojamiento pretensadas a la
posición cerrada para alojar por apriete el elemento de inserción
de tal manera que la unidad de inserción puede expulsar el elemento
de fijación en la dirección Z hacia fuera de las mordazas de
alojamiento. En otras palabras, la tensión previa debe estar
dimensionada de tal manera que se sujete el elemento de inserción de
modo que no se caiga del dispositivo de alojamiento, incluso
durante el desplazamiento del dispositivo, pero que facilite una
expulsión del elemento de fijación hacia fuera del dispositivo de
sujeción por apriete.
Para un suministro fácil y eficiente de los
elementos de fijación está prevista preferentemente una unidad de
alimentación con una unidad de transferencia para transferir un
elemento de fijación al dispositivo de alojamiento. La unidad de
transferencia presenta preferentemente dos mordazas de transferencia
pretensadas en dirección a la posición cerrada para alojar el
elemento de fijación. En una variante preferida la transferencia
del elemento de fijación de las mordazas de transferencia a las
mordazas de alojamiento se lleva a cabo mediante un control
mecánico forzado, en particular mediante una guía de corredera.
Los elementos de fijación pueden suministrarse a
la unidad de alimentación a través de un tubo flexible y/o un
transportador vibratorio. Para el empleo de elementos de fijación
con distintos tamaños y longitudes puede estar previsto un sistema
de desvíos que permita el suministro de estos elementos de fijación
distintos.
No obstante, los elementos de fijación pueden
suministrarse en otra variante a la unidad de inserción también a
través de un depósito lineal o un depósito de rodillos.
Para evitar que virutas queden en lugares en los
cuales el casquillo extensible se apoya en la pieza de trabajo,
ventajosamente está previsto un dispositivo de soplado para limpiar
el taladro por soplado. En particular en el medio de acoplamiento
puede estar previsto un conducto para suministrar aire de soplado al
interior del elemento de fijación. El elemento de fijación, en
particular el tornillo de expansión, presenta también un conducto
de paso por lo que el aire de soplado puede llegar desde el medio de
acoplamiento a través del elemento de fijación al interior del
taladro. El aire de soplado puede suministrarse a través de un
distribuidor giratorio al conducto del medio de acopla-
miento.
miento.
Conforme al procedimiento según la
reivindicación 17 para la inserción de un elemento de fijación están
previstas las siguientes etapas:
- -
- suministrar un elemento de fijación a un dispositivo de alojamiento;
- -
- acoplar el medio de acoplamiento, en particular una hoja de atornilladora, de una unidad de inserción con el tornillo de expansión;
- -
- colocar el elemento de fijación a presión en el taladro mediante desplazamiento del medio de acoplamiento en la dirección Z y
- -
- girar el medio de acoplamiento alrededor del eje de giro para expandir el elemento de fijación.
\newpage
Por lo tanto es esencial que el medio de
acoplamiento se acople con el tornillo de expansión, en particular
en unión geométrica, y empuje el elemento de fijación a continuación
en la dirección Z hacia dentro de la pieza de trabajo o hacia
dentro del taladro, respectivamente. El medio de acoplamiento, que
sigue acoplado con el tornillo de expansión, expande mediante giro
alrededor de su eje de giro el elemento de fijación en el taladro
en la pieza de trabajo.
Según una variante preferida del procedimiento,
la unidad de alimentación funciona de manera sincrónica con la
unidad de inserción, por lo que un elemento de fijación se introduce
en la pieza de trabajo y simultáneamente se prepara otro elemento
de fijación para el suministro a la unidad de transferencia. De esta
manera es posible optimizar los tiempos de preparación y los
tiempos de ciclo en particular cuando se insertan varios elementos
de fijación.
La invención se describe a continuación más
detalladamente con referencia a los dibujos en los cuales se
muestran:
Fig. 1: Vista en perspectiva esquemática en
corte de una placa de construcción ligera con elementos de fijación
que se deben insertar o que están insertados, respectivamente, en
distintas etapas del procedimiento.
Fig. 2: Vista en perspectiva y vista en corte de
otro elemento de fijación.
Fig. 3: Vista esquemática en perspectiva de un
dispositivo o de una unidad, respectivamente, para la inserción de
un elemento de fijación.
Fig. 4: Otra vista esquemática en perspectiva
del dispositivo para la inserción de un elemento de fijación según
la figura 3.
Fig. 5: Otra vista esquemática en perspectiva
del dispositivo según las figuras 3 y 4.
Fig. 6: Vista en planta desde abajo de una
unidad de alimentación.
Fig. 7: Vista lateral en perspectiva de la
unidad de alimentación según la figura 6.
En la siguiente descripción de ejemplos de
realización se usan los mismos símbolos de referencia para
características idénticas o similares y se prescinde en general de
una descripción repetida de las respectivas características.
En la figura 1 se muestra de forma muy
esquemática una placa de construcción ligera 10 que presenta una
cubierta superior 12, una cubierta inferior 14 y una capa de
relleno 16 dispuesta entre la cubierta superior 12 y la cubierta
inferior 14. La capa de relleno 16 se muestra en el ejemplo
representado como cartón ondulado o como capa de cartón,
respectivamente, pero puede emplearse también cualquier otro
material apropiado.
En la cubierta superior 12 está practicado un
taladro pasante 120 y en la cubierta inferior 14 un taladro ciego
140 en los cuales debe insertarse simultáneamente un elemento de
fijación, tal como se describe a continuación.
Un elemento de fijación 2, que comprende un
casquillo extensible 20 y un tornillo de expansión 22, debe
insertarse en la placa de construcción ligera 10 en el lugar de los
taladros 120, 140. Tal como puede apreciarse de forma esquemática
en la figura 1, el tornillo de expansión 22 presenta una zona de
expansión inferior 220 y una zona de expansión superior 222
configurada en lo esencial como plano inclinado o en forma de cono,
respectivamente.
Cuando el tornillo de expansión 22 se introduce
en el casquillo extensible 20, una zona extensible inferior 200 del
casquillo extensible se expande mediante la zona de expansión 220
del tornillo de expansión 22, y una zona extensible superior 202
del casquillo extensible 20 se expande mediante la zona de expansión
superior 222 del tornillo de expansión 22. Esto puede apreciarse
particularmente bien en la figura 1 en el elemento de fijación
representado a la derecha en la vista en corte. En particular la
zona extensible superior 202 del casquillo extensible 20 está
expandida mediante el tornillo de expansión 22 de tal manera que se
extiende casi por completo debajo de la cubierta superior 12.
Asimismo, la zona expansible inferior 200 del
casquillo extensible 20 está fijada de tal manera por expansión en
el orificio ciego 140 en la cubierta inferior 14 que los dientes
extensibles 204 presentes en el casquillo extensible 20 se
introducen lateralmente en la cubierta inferior 14, es decir en
dirección radial del taladro ciego 140.
El tornillo de expansión 22 presenta además en
su cabeza de tornillo una rosca 224 que se enrosca en la cubierta
superior 12 cuando esta se atornilla completamente en el taladro 120
en la cubierta superior 12.
Tal como se muestra en el elemento de fijación
en la vista en corte a la derecha en la figura 1 tanto la rosca
superior 224 del tornillo de expansión 22 como también la zona
extensible superior 202 están firmemente unidas con la cubierta
superior 12 y la zona extensible inferior 200 del casquillo
extensible 20 está firmemente acoplada con la cubierta inferior
14.
Cuando se debe fijar un tirador u otro herraje
en la placa de construcción ligera 10, por ejemplo el tirador de
puerta 18 representado de forma esquemática a la derecha en la
figura 1, en el tornillo de expansión 22 puede enroscarse otro
tornillo 180 con el cual se fija el tirador 18. En esta figura se
aprecia claramente el carácter de taco del elemento de fijación
2.
En el tornillo de expansión 22 está previsto un
conducto central 226 continuo que se encuentra en el eje
longitudinal del tornillo de expansión 22 y presenta en su zona
superior dirigida a la cabeza de tornillo un alojamiento para un
medio de acoplamiento de una unidad de inserción, en particular un
alojamiento para una hoja de atornilladora, por ejemplo de una
atornilladora Torx. Además está prevista una rosca no representada
en la que puede enroscarse el tornillo 180.
El conducto 226, que atraviesa el tornillo de
expansión 22, cumple tres funciones: por un lado sirve, tal como se
ha mencionado anteriormente, como posibilidad de alojamiento o de
acoplamiento, respectivamente, para una hoja de atornilladora para
poder transmitir un par de empuje y un par de giro al tornillo de
expansión 22 para poder insertar y enroscar el mismo. Además, el
conducto 226 sirve para permitir el paso de aire de soplado a
través del tornillo de expansión 22 para soplar de tal manera en el
taladro ciego 140 en la cubierta inferior 14 que las virutas
eventualmente aún existentes se mantengan en suspensión y no se
acumulen entre el casquillo extensible 20 y la cubierta inferior
14. El conducto 226 sirve además para alojar otro tornillo 180 con
el cual puede fijarse en la placa de construcción ligera 10 el
herraje que se desea montar, por ejemplo un tirador.
En la figura 1 se pueden ver las distintas fases
de la inserción del elemento de fijación 2 en la placa de
construcción ligera 10. A la izquierda se muestran el casquillo
extensible 20 y el tornillo de expansión 22 como piezas por
separado. No obstante, el casquillo extensible 20 y el tornillo de
expansión 22 se suministran de manera usual en una variante
premontada.
En la cuarta posición en la figura 1, el
tornillo de expansión 22 empieza a expandir la zona extensible
inferior 200 y la zona extensible superior 202 del casquillo
extensible 20. Este proceso de expansión ha terminado en las
últimas dos posiciones en la figura 1 y el elemento de fijación 2
está firmemente unido con la placa de construcción ligera 10. En
particular es posible someter el tornillo de expansión 22 una carga
de tracción, lo que permite fijar otros componentes en el elemento
de fijación 2.
En la figura 2 se muestra de nuevo
esquemáticamente un elemento de fijación en una vista en perspectiva
y en una vista en corte. En particular puede apreciarse el conducto
continuo 226 del tornillo de expansión 22. En la vista en corte
puede apreciarse más exactamente la zona superior 228 que sirve como
alojamiento para una hoja de atornilladora. Asi-
mismo, en la vista en corte puede apreciarse bien la acción de la rosca de expansión 225 en el casquillo extensible 20.
mismo, en la vista en corte puede apreciarse bien la acción de la rosca de expansión 225 en el casquillo extensible 20.
En las figuras 3 a 5, el dispositivo 3 o la
unidad para la inserción del elemento de fijación 2 anteriormente
descrito en una placa de construcción ligera 10 se muestra en tres
vistas en perspectiva distintas.
El dispositivo 3 para la inserción del elemento
de fijación está configurado de tal manera que puede emplearse como
unidad en un centro de mecanizado CNC. El dispositivo 3 sirve en
particular para la inserción automática de un gran número de
elementos de fijación.
El dispositivo 3 comprende en particular un
dispositivo de alojamiento 4 en el cual se puede alojar y sujetar
un elemento de fijación. A continuación se describe más
detalladamente el funcionamiento del dispositivo de alojamiento 4
con referencia a las figuras 6 y 7.
Además está prevista una unidad de inserción 5
con la cual el elemento de fijación puede insertarse en la placa de
construcción ligera. Asimismo está prevista una unidad de
alimentación 6 que permite suministrar elementos de fijación
individuales al dispositivo de alojamiento 4. A continuación se
describe más detalladamente también el funcionamiento de la unidad
de alimentación 6 con referencia a las figuras 6 y 7.
El dispositivo de alojamiento 4 y una unidad de
transferencia 60 de la unidad de alimentación 6 se muestran en las
figuras 6 y 7 detalladamente en una vista desde abajo y en una vista
parcial en perspectiva.
El dispositivo de alojamiento 4 presenta dos
mordazas de alojamiento 40 pretensadas a una posición cerrada. Un
elemento de fijación se suministra de la unidad de transferencia 60
a las mordazas de alojamiento 40. El elemento de fijación se sujeta
por apriete de tal manera en las mordazas de alojamiento 40 del
dispositivo de alojamiento 4 que el elemento de fijación no puede
caer hacia abajo, tampoco durante los procesos de posicionamiento
del dispositivo 3. El elemento de fijación comprende típicamente en
la posición sujeta en el dispositivo de alojamiento 4 tanto el
casquillo extensible como el tornillo de expansión que está
premontado en el casquillo extensible. Las mordazas de alojamiento
40 recogen el elemento de fijación en la zona del casquillo
extensible.
Para insertar el elemento de fijación en una
pieza de trabajo, el dispositivo de alojamiento 4 desciende mediante
el accionamiento lineal 70, por ejemplo un cilindro neumático, en
la dirección Z en dirección a la pieza de trabajo hasta que un
sensor palpador 80 detecte que el dispositivo de alojamiento 4 se
encuentra en una posición relativa predeterminada con respecto a la
pieza de trabajo o en relación con la superficie de la pieza de
trabajo, respectivamente. Como distancia predeterminada puede
elegirse una distancia lo más pequeña posible sobre la pieza de
trabajo, por ejemplo 5 mm.
En particular, el dispositivo de alojamiento 4,
que antes del descenso se encontró aproximadamente 100 mm por
encima de la pieza de trabajo, baja a una posición exacta y
previamente definida sobre la superficie de la pieza de
trabajo.
Cuando se ha detectado mediante el sensor
palpador 80 que el dispositivo de alojamiento 4 se encuentra a una
distancia predeterminada sobre la pieza de trabajo, la unidad de
inserción 5 desciende mediante el accionamiento lineal 72 y el
medio de acoplamiento 50 de la unidad de inserción 5, que puede
estar configurado en forma de hoja de atornilladora, se acopla
preferentemente en unión geométrica con el alojamiento
correspondiente en el tornillo de expansión.
Después del acoplamiento, la unidad de inserción
5 desciende más en la dirección Z, por lo que el medio de
acoplamiento 50 presiona el elemento de fijación hacia fuera de la
sujeción por apriete entre las mordazas de alojamiento 40 y hacia
abajo, introduciendo de esta manera el elemento de fijación en la
dirección Z en el taladro en la pieza de trabajo.
Debido a que el dispositivo de alojamiento está
posicionado de forma definida con respecto a la superficie de la
pieza de trabajo, y el elemento de fijación está alojado al mismo
tiempo en una posición definida en el dispositivo de alojamiento,
la colocación a presión en el taladro puede configurarse de tal
manera que, después de haberse acoplado el medio de acoplamiento 50
con el alojamiento en el tornillo de expansión, se realiza un
recorrido predeterminado en la dirección Z, por ejemplo de 40 mm,
por lo que el medio de acoplamiento 50 introduce el elemento de
fijación en la pieza de trabajo con un recorrido exactamente
definido.
Cuando la unidad de inserción 5 ha realizado el
recorrido de desplazamiento predeterminado y el elemento de
fijación, más exactamente el casquillo extensible del mismo, se
encuentra completamente dentro de la pieza de trabajo, tal como se
muestra por ejemplo en la tercera posición en la figura 1, el
movimiento de desplazamiento activado de la unidad de inserción 5
en la dirección Z se detiene y el motor de giro 52 gira el medio de
acoplamiento 50 de tal manera que el tornillo de expansión se
enrosca en el casquillo extensible. La unidad de inserción 5 se
mantiene pretensada en relación con el elemento de fijación en la
dirección Z, por lo que la unidad de inserción 5 se desplaza en la
dirección Z durante el enroscado del tornillo de expansión.
Un sensor palpador 82, que entra en contacto con
la superficie de la pieza de trabajo, determina si la unidad de
inserción 5 ha atornillado el tornillo de expansión con profundidad
suficiente. Cuando el sensor palpador 82 entra en contacto con la
superficie de la herramienta puede determinarse en qué medida está
enroscado el tornillo de expansión en el casquillo expansible,
insertado anteriormente de forma definida en la pieza de trabajo,
ya que en particular se conoce la profundidad de alojamiento de la
hoja de atornilladora o del medio de acoplamiento 50,
respectivamente, en el tornillo de expansión.
En una variante no representada, el fin del
proceso de atornillado alrededor del eje de giro del medio de
acoplamiento 50 puede determinarse también mediante un sensor de par
de giro. En particular es posible evitar mediante la especificación
previa de un par de giro máximo que el tornillo de expansión
reviente de manera no intencionada el casquillo expansible en un
punto.
En una variante de la invención tampoco
representada puede detectarse mediante un sensor en qué medida está
insertado el casquillo extensible en la pieza de trabajo. Un sensor
de este tipo puede ser por ejemplo un sensor de fuerza dispuesto
entre la unidad de inserción 5 y el elemento de fijación, por lo que
el sensor de fuerza detecta, basado en un aumento repentino de la
fuerza de inserción en la dirección Z, que el casquillo expansible
ha alcanzado el orificio ciego en la cubierta inferior.
El proceso de suministro de un elemento de
fijación se describe a continuación con referencia a las figuras 6
y 7. Los elementos de fijación pueden suministrarse a la unidad de
alimentación 6 por ejemplo a través de un tubo flexible 62. La
unidad de alimentación 6 presenta una unidad de transferencia 60 con
dos mordazas de transferencia 64 pretensadas a su posición cerrada
Las mordazas de transferencia 64 encierran un conducto de
transferencia 66 en el cual cae el elemento de fijación, por ejemplo
procedente del tubo flexible 62. El conducto de transferencia 66
tiene tales dimensiones que el elemento de fijación está apoyado en
el mismo de manera libremente desplazable. En particular puede
estar prevista también una ligera holgura del elemento de fijación
en el conducto de transferencia 66, por lo que el elemento de
fijación puede deslizarse libremente en el conducto de
transferencia 66. Debajo del conducto de transferencia 66 está
prevista una placa de tope 68 en la que el elemento de fijación se
apoya de forma guiada por las mordazas de transferencia 64 para que
no caiga del conducto de transferencia 66 hacia abajo. Entre las
mordazas de transferencia 64 y la placa de tope 68 se encuentra un
espacio libre configurado en lo esencial en forma de yugo.
La unidad de transferencia 60, en la que está
alojado un elemento de fijación en el conducto de transferencia 66
y a través del cual se ha deslizado hasta la placa de tope 68, se
desplaza a continuación en dirección al dispositivo de alojamiento
4. Las mordazas de alojamiento 40 se abren debido a la inserción del
elemento de fijación en la zona de alojamiento en forma de
yugo.
Además está prevista una guía de corredera, que
se muestra aquí esquemáticamente y señalada con 42, que sirve como
mando mecánico forzoso para la transferencia de un elemento de
fijación de la unidad de transferencia 60 al dispositivo de
alojamiento 4.
El elemento de fijación se sujeta por apriete en
el dispositivo de alojamiento mediante las mordazas de alojamiento
40, por lo que no puede deslizarse hacia abajo en la dirección
Z.
La unidad de transferencia 60 retrocede a
continuación de nuevo y está lista para alojar un nuevo elemento de
fijación. Por lo tanto es posible recoger mediante la unidad de
transferencia 60 un nuevo elemento de fijación y alinearlo de
manera correspondiente al mismo tiempo que un elemento de fijación
se introduce en una pieza de trabajo, por lo que se facilita un
servicio sincrónico y paralelo. En otras palabras, al dispositivo
puede suministrarse un elemento de fijación mientras que
simultáneamente otro elemento de fijación se introduce en la pieza
de trabajo.
El dispositivo representado permite emplear
elementos de fijación con longitudes diferentes. En particular sólo
es preciso que los elementos de fijación que deben procesarse no
sean más largos que la distancia entre la placa de tope 68 y la
limitación superior por encima de la unidad de transferencia 60.
Es posible emplear elementos de fijación con
longitudes diferentes en particular cuando se emplea un control de
fuerza u otro control por sensor de la unidad de inserción o del
medio de acoplamiento, respectivamente, en relación con el elemento
de fijación y en relación con la pieza de trabajo, ya que la unidad
de inserción puede ajustarse automáticamente a las respectivas
longitudes de los elementos de fijación. Naturalmente, también es
posible que las dimensiones de los elementos de fijación se
introduzcan en el sistema de control de la unidad.
El suministro de los elementos de fijación a la
unidad de alimentación o a la unidad de transferencia 60,
respectivamente, puede llevarse a cabo mediante el tubo flexible 62
anteriormente mencionado y alimentado por un transportador
vibratorio. Cuando es preciso emplear elementos de fijación con
longitudes distintas, estas longitudes distintas pueden
suministrarse a la unidad de alimentación 6 a través de un sistema
de desvíos.
No obstante, en una variante no representada es
posible también que los elementos de fijación se suministren a la
unidad de inserción 5 a través de un depósito lineal.
Otra característica ventajosa del dispositivo 3
es que a través del medio de acoplamiento, es decir, por ejemplo a
través de una hoja de atornilladora, puede emitirse aire de soplado
que puede introducirse en la pieza de trabajo a través de un
conducto en el tornillo de expansión. Mediante el aire de soplado es
posible expulsar virutas que se encuentran eventualmente en la zona
del taladro y garantizar que las virutas floten cuando el elemento
de fijación se introduce en la pieza de trabajo.
Para introducir el aire de soplado en el medio
de acoplamiento 50, en particular en un taladro axial en el medio
de acoplamiento 50, es posible realizar en la herramienta un
distribuidor giratorio no representado en los dibujos.
El procedimiento para la inserción, en
particular para la inserción automática, de un elemento de fijación
en una pieza de trabajo se desarrolla como se indica a
continuación:
La pieza de trabajo provista de un taladro
correspondiente se posiciona debajo de la unidad o debajo del
dispositivo 3, respectivamente, o el dispositivo se posiciona sobre
el taladro. A la unidad de alimentación 6 se suministra un elemento
de fijación, por ejemplo a través de un tubo flexible 62. El
elemento de fijación se desliza en la unidad de alimentación 6 al
conducto de transferencia 66 de la unidad de transferencia 60. La
unidad de transferencia 60 se acerca al dispositivo de alojamiento
4 y un mando mecánico forzoso, en particular un mando de corredera,
garantiza que el elemento de fijación alojado en el conducto de
transferencia 66 se transfiera al dispositivo de alojamiento 4, en
particular a las mordazas de alojamiento 40, por lo que estas
mordazas de alojamiento 40 sujetan por apriete el elemento de
fijación.
A continuación, el dispositivo 3, y en
particular el dispositivo de alojamiento 4, desciende mediante un
cilindro de elevación 70 en tal medida en relación con la pieza de
trabajo hasta que el sensor 80 indique una posición relativa
predeterminada entre el dispositivo de alojamiento 4 y la superficie
de la pieza de trabajo. A continuación se acopla la unidad de
inserción 5 y en particular el medio de acoplamiento 50, que es en
particular una hoja de atornilladora, se acopla con el alojamiento
previsto para este fin en el tornillo de expansión. La unidad de
inserción 5 se desplaza a continuación en la dirección Z hasta que
el casquillo extensible esté insertado en la pieza de trabajo. Esto
puede llevarse a cabo mediante un control con realimentación y con
un sensor o mediante la especificación de un recorrido de
desplazamiento fijo. El movimiento en la dirección Z finaliza
cuando la unidad de inserción 5 ha colocado a presión el elemento de
fijación con este recorrido predeterminado y se mantiene sólo una
tensión previa en la dirección Z, por lo que el medio de
acoplamiento se mantiene siempre firmemente unido con el tornillo
de expansión.
Durante el desplazamiento de la unidad de
inserción 5 en la dirección Z para insertar el elemento de fijación
en la pieza de trabajo, en particular el casquillo extensible, a
través del medio de acoplamiento y en particular a través de la
hoja de atornilladora se suministra aire de soplado que sale por el
extremo inferior del elemento de fijación y sirve para que las
virutas existentes en la pieza de trabajo se mantengan en suspensión
por lo menos en la zona del taladro ciego en la cubierta
inferior.
Una vez terminado el desplazamiento de la unidad
de inserción 5 o del elemento de fijación, respectivamente, en la
dirección Z, el medio de acoplamiento gira alrededor de un eje de
giro, en particular alrededor del eje longitudinal del mismo,
mediante un motor 52 para enroscar el tornillo de expansión en el
casquillo extensible. Este proceso de atornillado continúa hasta
que el sensor 82 indique que el tornillo de expansión esté
atornillado con profundidad suficiente. El proceso de atornillado
puede finalizarse también cuando se exceda un nivel del par de giro
predeterminado, o mediante una combinación de ambos
procedimientos.
Después de la inserción en la dirección Z y el
giro alrededor del eje de giro, la unidad de inserción 5, el medio
de acoplamiento 50 y la unidad 3 se desacoplan del tornillo de
expansión en la dirección Z opuesta y el elemento de fijación queda
insertado en la pieza de trabajo.
Lo esencial de este procedimiento y del
dispositivo es que el elemento de fijación se introduce en una
primera etapa de forma lineal en la dirección Z en la pieza de
trabajo y se gira a continuación alrededor del eje de giro con la
misma herramienta, es decir con el medio de acoplamiento 50 (hoja de
atornilladora).
Claims (26)
1. Dispositivo (3) para la inserción de un
elemento de fijación (2) en un taladro (120, 140) en una pieza de
trabajo (10), en particular una placa de construcción ligera, en el
cual el elemento de fijación comprende un casquillo extensible (20)
y un tornillo de expansión (22) que expande el casquillo extensible,
comprendiendo el dispositivo:
- un dispositivo de alojamiento (4) para la
sujeción del elemento de fijación, siendo posible posicionar el
dispositivo de alojamiento en relación con la pieza de trabajo,
- una unidad de inserción (5) para expulsar el
elemento de fijación del dispositivo de alojamiento y para colocar
a presión el elemento de fijación en la pieza de trabajo,
comprendiendo la unidad de inserción un medio de acoplamiento (50),
en particular una hoja de atornilladora, acoplable con el tornillo
de expansión que es desplazable en la dirección Z para colocar a
presión el elemento de fijación en el taladro y que puede girar
alrededor de un eje de giro para expandir el elemento de
fijación.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
1 en el cual el dispositivo de alojamiento comprende un sensor (80)
para determinar la posición relativa del dispositivo de alojamiento
con respecto a la pieza de trabajo.
3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
1 ó 2 en el cual la unidad de inserción comprende un sensor (82)
para determinar la posición relativa del medio de acoplamiento con
respecto a la pieza de trabajo.
4. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores en el cual un sensor de par de giro
determina el par de giro del medio de acoplamiento.
5. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores en el cual el dispositivo de alojamiento
presenta dos mordazas de alojamiento (40) pretensadas a la posición
cerrada para alojar por apriete el elemento de fijación de tal
manera que la unidad de inserción puede expulsar el elemento de
fijación en la dirección Z hacia fuera de las mordazas de
alojamiento.
6. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores en el cual está prevista una unidad de
alimentación (6) para el suministro de elementos de fijación,
comprendiendo la unidad de alimentación una unidad de transferencia
(60) para transferir un elemento de fijación al dispositivo de
alojamiento.
7. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
6 en el cual la unidad de transferencia presenta dos mordazas de
transferencia (64) pretensadas a la posición cerrada para alojar el
elemento de fijación y el dispositivo de alojamiento presenta dos
mordazas de alojamiento pretensadas a la posición cerrada para
alojar por apriete un elemento de fijación.
8. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
7 en el cual la transferencia del elemento de fijación de las
mordazas de transferencia a las mordazas de alojamiento se lleva a
cabo mediante un mando mecánico forzoso (42), en particular una
guía de corredera.
9. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 6 a 8 en el cual a la unidad de alimentación se
suministran elementos de fijación mediante un transportador
vibratorio y/o a través de un tubo flexible (62).
10. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
9 en el cual está previsto un sistema de desvíos para el suministro
de elementos de fijación con distintas dimensiones.
11. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores en el cual los elementos de fijación se
suministran a la unidad de inserción a través de un depósito lineal
o un depósito de rodillos.
12. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores en el cual está previsto un dispositivo
de soplado para limpiar el taladro mediante soplado.
13. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
12 en el cual en el medio de acoplamiento está previsto un conducto
para suministrar el aire de soplado al interior del elemento de
fijación y a través del mismo.
14. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
13 en el cual el aire de soplado se suministra a través de un
distribuidor giratorio al conducto del medio de acoplamiento.
15. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores en el cual está previsto un dispositivo
de control que, una vez alcanzada una posición relativa
predeterminada del dispositivo de alojamiento con respecto a la
superficie de la pieza de trabajo, empuja hacia delante la unidad de
inserción por un recorrido predeterminado en la dirección Z para
colocar a presión el elemento de fijación.
16. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
15 en el cual el dispositivo de control activa el giro del medio de
acoplamiento después del avance por el recorrido predeterminado.
17. Procedimiento para la inserción de un
elemento de fijación (2) en un taladro (120, 140) en una pieza de
trabajo (10), en particular una placa de construcción ligera, según
el cual el elemento de fijación comprende un casquillo extensible
(20) y un tornillo de expansión (22) que expande el casquillo
extensible, con las siguientes etapas:
- suministrar un elemento de fijación a un
dispositivo de alojamiento (4);
- acoplar un medio de acoplamiento (50), en
particular una hoja de atornilladora, de una unidad de inserción
(5) con el tornillo de expansión;
- insertar el elemento de fijación en el taladro
mediante desplazamiento del medio de acoplamiento en la dirección Z
y
- girar el medio de acoplamiento alrededor de un
eje de giro para expandir el elemento de fijación.
\vskip1.000000\baselineskip
18. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 17 según el cual el dispositivo de alojamiento se
desplaza con la ayuda de un sensor (80) a una posición relativa
predeterminada con respecto a la pieza de trabajo antes de colocar
a presión el elemento de fijación en el taladro.
19. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 17 ó 18 según el cual el elemento de fijación se
coloca a presión mediante la unidad de inserción en la pieza de
trabajo en la dirección Z hasta haber alcanzado una posición
predeterminada en la dirección Z.
20. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 19 según el cual la posición predeterminada se
determina mediante un sensor.
21. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 19 según el cual la posición predeterminada se
alcanza mediante un recorrido especificado de forma fija.
22. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 19 a 21 según el cual la unidad de inserción gira
el tornillo de expansión después de haber alcanzado la posición
predeterminada en la dirección Z hasta haber superado un par de
giro máximo predeterminado o hasta haber determinado mediante un
sensor (82) una posición predeterminada en la dirección Z.
23. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 17 a 22 según el cual un elemento de fijación se
transfiere mediante una unidad de alimentación (6) al dispositivo de
alojamiento.
24. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 23 según el cual la unidad de alimentación presenta
una unidad de transferencia (60) que se desplaza para la
transferencia del elemento de fijación hacia el dispositivo de
alojamiento y la transferencia se lleva a cabo mediante un mando
mecánico forzoso (42).
25. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 23 ó 24 según el cual la unidad de alimentación
funciona de manera sincrónica con la unidad de inserción, por lo
que un elemento de fijación se inserta en la pieza de trabajo y
simultáneamente se prepara otro elemento de fijación para el
suministro a la unidad de transferencia.
26. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 17 a 25 según el cual durante la inserción del
elemento de fijación en la pieza de trabajo en la dirección Z se
suministra aire de soplado a través del medio de acoplamiento al
elemento de fijación y a través del mismo para limpiar el taladro
por soplado.
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| EP07009476A EP1990153B1 (de) | 2007-05-11 | 2007-05-11 | Vorrichtung und Verfahren zum Einbringen eines Befestigungselements in eine Bohrung in einem Werkstück |
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| ES07009476T Active ES2337610T3 (es) | 2007-05-11 | 2007-05-11 | Dispositivo y procedimiento para la insercion de un elemento de fijacion en un taladro en una pieza de trabajo. |
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