ES2337610T3 - Dispositivo y procedimiento para la insercion de un elemento de fijacion en un taladro en una pieza de trabajo. - Google Patents

Dispositivo y procedimiento para la insercion de un elemento de fijacion en un taladro en una pieza de trabajo. Download PDF

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Gotthilf Sturm
Clemens Kimmig
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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.
Campo técnico
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.
Estado de la técnica
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.
Resumen
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.
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.
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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.
Breve descripción de las figuras
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.
Descripción detallada de formas de realización preferidas
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.
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.
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