ES2554930T3

ES2554930T3 - Sistema de guía para máquinas herramientas que está retenido por medio de barras de refrigeración

Info

Publication number: ES2554930T3
Application number: ES11794753.1T
Authority: ES
Inventors: Udo TÜLLMANN; Fabian Suckert; Jens Ebert
Original assignee: Deckel Maho Seebach GmbH
Current assignee: Deckel Maho Seebach GmbH
Priority date: 2010-12-15
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2015-12-28
Anticipated expiration: 2031-12-14
Also published as: EP2651599A1; US20140270600A1; WO2012080295A1; EP2651599B1; CN103269827B; US9233442B2; CN103269827A; DE202010016616U1; JP5792827B2; JP2014500156A

Abstract

Sistema de guía para máquinas herramientas, con - carriles de guía (2) refrigerados, atornillados en una primera parte de la máquina (1), que presentan una pieza de base (3) ensanchada, y - zapatas (8) fijadas en la segunda parte de la máquina, que están apoyadas de forma desplazable sobre los carriles de guía (2) de la primera parte de la máquina (3), caracterizado por que - un listón de refrigeración (10) está fijado por medio de tornillos de sujeción (13) distanciados unos de los otros en dirección longitudinal en un alojamiento (14) que se extiende longitudinalmente en la primera parte de la máquina (1) y está retenido por medio de sujeción de cuña en contacto de presión directo en la pieza de base (3) del carril de guía (2), y - en las dos zonas laterales del listón de refrigeración (10) lateralmente junto a los tornillos de sujeción (13) están configurados unos canales longitudinales (11, 12), que están impulsados con un líquido de refrigeración a través de conexiones de entrada y conexiones de salida (15, 16).

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

DESCRIPCION

Sistema de gma para maquinas herramientas que esta retenido por medio de barras de refrigeracion

La invencion se refiere a un sistema de gma para maquinas herramientas, que presenta primeras partes de la maquina con carriles de gma fijados en ellas y con listones de sujecion para la fijacion de los carriles de gma en o bien junto a la parte respectiva de la maquina, y en el que segundas partes de la maquina estan apoyadas de forma desplazable con motor sobre zapatas sobre los carriles de gma de las primeras partes de la maquina.

Para la mejora de tiempos principales y tiempos secundarios, se elevan continuamente las velocidades axiales y las aceleraciones axiles de las partes de maquinas herramientas. Esto conduce a perdidas de friccion incrementadas en elementos de accionamiento y elementos de gma asf como a un calentamiento elevado de determinadas zonas de la maquina. Para la reduccion de estos problemas se emplean motores de accionamiento encapsulados y refrigerados para las partes moviles respectivas de las maquinas. El encapsulado termico de los motores de accionamiento puede conducir a que especialmente en maquinas altamente dinamicas se introduce mas calor en la estructura de la maquina, a traves de friccion en las gmas lineales que a traves de los propios accionamientos. La introduccion de calor en los carros a traves de las zapatas de gma se realiza en este caso en un lugar definido y se puede medir en caso necesario a traves de un sensor de temperatura instalado fijamente, de manera que se pueden compensar linealmente las consecuencias de la introduccion de calor sobre la maquina. En cambio, la introduccion de calor en la estructura de la maquina sobre los carriles de gma tiene lugar en cierto modo como “carga de extension”, de manera que esta carga de extension termica - por lo tanto, tambien la distribucion local de la introduccion de calor en la parte respectiva de la maquina a traves del recorrido - depende de una serie de parametros y de programas NC. Puesto que la introduccion de calor se modifica localmente, no se puede detectar y evaluar ya con sensores de temperaturas fijos. Esto se aplica especialmente para aquellos casos en los que solamente se realizan mecanizaciones cortas con recorridos de carreras pequenos en secuencia rapida en una o varias piezas de trabajo. Como consecuencia siguiente resultan calentamientos y, por lo tanto, deformaciones termicas de los carriles de gma, que perjudican la exactitud de la mecanizacion y acotan la duracion de vida de los sistemas de gma a traves de desgaste elevado.

De acuerdo con los documentos EP 1 785 225 A y JP 2002 266977, pertenecen al estado de la tecnica los accionamientos de husillo para componentes de maquinas herramientas, que presentan una refrigeracion interior para la reduccion de la temperatura del husillo sobre toda su longitud efectiva y para la reduccion de concentraciones de calor en secciones longitudinales especialmente solicitadas. Para la refrigeracion, en el interior del husillo estan configurados dos canales longitudinales, que estan conectados entre sf en un extremo y en cuyo otro extremo estan previstas unas conexiones para la conduccion de entrada y de salida del lfquido de refrigeracion. Debido a la rotacion del husillo, deben utilizarse conexiones giratorias obturadas varias veces para el lfquido de refrigeracion que esta bajo presion, lo que requiere, ademas de costes relativamente altos, un gasto tecnico. No resultan repercusiones sobre el comportamiento termico del sistema de gma de las partes de la maquina movidas por los accionamientos lineales.

Se conoce tambien a partir del documento DE 10 2005 029 854 B4 un carril de gma para un sistema de gma lineal, que esta concebido para el empleo en maquinas herramientas. El carril de gma respectivo dispone de una refrigeracion interior por medio de un lfquido refrigerante. En lugar de un taladro longitudinal interior que se puede fabricar con gasto tecnico, en este carril de gma conocido esta mecanizada en su fondo una ranura longitudinal, en la que se introduce el lfquido de refrigeracion No obstante, son problematicas las fugas del lfquido de refrigeracion que aparecen en el funcionamiento de larga duracion con altas solicitaciones mecanicas o bien tambien termicas.

Por ultimo, se conoce un sistema de gma para maquinas herramientas a partir del documento FR 1 238 130 (1959), que presenta diferentes tipos de construcciones de gma, por ejemplo carriles de gma de seccion triangular o bien combinaciones de carriles de una sola pieza con carriles triangulares y rectangulares. Ademas, se muestra un soporte hueco separado con seccion transversal triangular, en cuyo interior estan dispuestas paredes de separacion que se extienden longitudinalmente, que pueden representar canales, por ejemplo para la conduccion de un medio de refrigeracion.

El cometido de la invencion es crear un sistema de gma para maquinas herramientas, en el que se evita a traves de los carriles de gma se acoplen cantidades de calor significativas en la estructura de la maquina.

Este cometido se soluciona a traves de las caractensticas de la reivindicacion 1 de la patente. En el empleo de acuerdo con la invencion de barras de refrigeracion, que estan dispuestas en contacto de presion estrecho de superficie grande en los carriles de gma y, dado el caso, tambien en las zonas solicitadas termicamente de las partes de la maquina, debido a la alta conductividad termica, se transmiten cantidades mayores de calor desde los carriles de gma y las zonas adyacentes de las partes de la maquina a las barras de refrigeracion o bien al refrigeracion que circula a traves de ellas, con lo que se evitan temperaturas mas elevadas de los carriles de gma y especialmente tambien subidas de la temperatura en determinadas zonas de los carriles de gma.

De acuerdo con una configuracion conveniente de la invencion, en cada uno de los listones de refrigeracion esta

2

configurado un canal longitudinal con una conexion de entrada y una conexion de salida para el Kquido de refrigeracion. Este canal longitudinal se extiende sobre toda la longitud de la barra de refrigeracion y garantiza una accion de refrigeracion efectiva continua del cristal de gma vecino. Son convenientes en cada caso dos canales longitudinales en las zonas laterales de la barra de refrigeracion respectiva, de manera que se pueden disponer en 5 su zona central unos elementos para la fijacion de la barra de refrigeracion en la parte de la maquina. Los dos canales longitudinales paralelos estan conectados de manera mas conveniente entre sf en un extremo de la barra de refrigeracion, de manera que resulta un flujo de entrada y de salida del lfquido de refrigeracion, de modo que las conexiones de entrada y de salida estan dispuestas en comun en el otro extremo de la barra de refrigeracion respectiva.

10 Las barras de refrigeracion cumplen una doble funcion, a saber, por una parte, la refrigeracion efectiva de los carriles de gma y adicionalmente tambien la fijacion en posicion fija y duradera de los carriles de gma en o bien junto a la parte respectiva de la maquina. Con esta finalidad, las barras de refrigeracion, se mantienen en contacto directo en la pieza de base del carril de gma por medio de sujecion de superficies de cuna y por medio de tornillos de sujecion. La disipacion del calor desde la pieza de base en la barra de refrigeracion respectiva conduce a una temperatura 15 mas reducida en la zona de la cabeza del carril de gma.

Para la consecucion de la efectividad pretendida, las barras de refrigeracion estan configuradas como perfiles fundidos por extrusion, y en concreto de un material con alta capacidad de conduccion de calor, con preferencia de un metal ligero, como aluminio p sus aleaciones.

A continuacion se describen, en particular, ejemplos de realizacion de la invencion con la ayuda del dibujo. En este 20 caso:

Las figuras 1a, b muestran un primer ejemplo de realizacion del sistema de gma de acuerdo con la invencion en representacion en perspectiva y en la seccion transversal.

Las figuras 2a, b muestran otro ejemplo de realizacion del sistema de gma de acuerdo con la invencion en representacion en perspectiva parcialmente en seccion y en la seccion transversal.

25 Las figuras 3a, b muestran otro ejemplo de realizacion del sistema de gma de acuerdo con la invencion en representacion en perspectiva parcialmente en seccion y en la seccion transversal.

En las figuras 1 a 3 del dibujo, las partes iguales de la maquina estan identificadas con los mismos signos de referencia.

La maquina herramienta presenta una pluralidad de partes de la maquina, cuya primera parte de la maquina 1 puede 30 ser un carro, una parte del montante de la maquina o del lecho de la maquina. En esta parte de la maquina 1 representada en el dibujo esta fijado un carril de gma 2 perfilado, en el que esta guiada una segunda parte de la maquina por medio de zapatas de gma 8, solamente una de las cuales se muestra de forma esquematica en la figura 1b. Como se muestra, cada carril de gma 2 tiene una pata ensanchada 3, una pieza central mas estrecha 4 y una cabeza 5 de nuevo ensanchada y esta fijada por medio de tornillos de cabeza avellanada 6, distanciados unos 35 de los otros en direccion longitudinal, en la parte de la maquina 1. Para la fijacion del carril de gma 2, la parte de la maquina 1 presenta un avellanado 7 longitudinal plano continuo, en el que esta encajado el carril de gma 2 con su pata ensanchada 3. El avellanado 7 tiene una superficie de base plana, en la que la superficie del fondo del carril de gma entre en contacto de presion estrecho.

El carril de gma 2 respectivo esta retenido y amarrado lateralmente por medio de una barra de sujecion y de 40 refrigeracion 10 rectangular en la seccion transversal, en cuyas dos zonas laterales esta configurado, respectivamente un canal longitudinal 11, 12. Cada barra de refrigeracion 10 esta fijada por medio de tornillos de sujecion distanciados unos de los otros en direccion longitudinal en un alojamiento 14 que se extiende longitudinalmente en la parte de la maquina 1. La dimension de la seccion transversal de la barra de refrigeracion 10, del alojamiento 14 en la parte de la maquina 1 y de la pata 3 del carril de gma 2 esta seleccionada de tal forma 45 que a traves del apriete de los tornillos de sujecion 13 se consigue un contacto de presion en gran medida uniforme sobre toda la longitud efectiva, con lo que resulta una transmision de calor alta desde la zona caliente de la para 5 del carril de gma 2 hasta el liston de refrigeracion 10. Los dos canales de refrigeracion 11, 12 en la barra de refrigeracion estan conectados en un extremo de la barra, respectivamente, con una conexion 15, 16, a traves del cual se introduce un refrigerante, con preferencia un lfquido de refrigeracion, en los canales longitudinales 10, 11. 50 Para la consecucion de una circulacion continua, los dos canales longitudinales 10, 12 estan conectados entre sf en la barra de refrigeracion 10 por medio de un canal transversal o similar.

Como se muestra en las figuras 1 a 3 del dibujo, las barras de refrigeracion 10 pueden estar posicionadas de forma diferente. Asf, por ejemplo, en la forma de realizacion de acuerdo con las figuras 1a, 1b, la barra de refrigeracion 10 descansa horizontal plana sobre la parte de la maquina 1 y esta empotrada libre de juego en su alojamiento 14, 55 mientras que adopta una posicion vertical en las figuras 2a, 2b. En la forma de realizacion de acuerdo con las figuras 3a, 3b, la barra de refrigeracion 10 posicionada de la misma manera vertical tiene una superficie inclinada superior

17 que actua en forma de cuna, que colabora con una superficie oblicua 18 inclinada de forma correspondiente, que delimita una escotadura en la parte de la maquina 1. Para la consecucion de una accion de sujecion intensiva, la barra de refrigeracion 10 en forma de cuna en esta forma de realizacion esta distanciada frente al fondo de la escotadura 19 bajo la configuracion de un espacio de intersticio.

5 En todos los ejemplos de realizacion descritos anteriormente, la barra de refrigeracion 10 tiene la funcion de un amarre lateral del carril de grna 2 asociado en cada caso y, ademas, tambien la accion de una refrigeracion intensiva no solo de la zona de la pata del carril de grna correspondiente, sino tambien de la zona adyacente de la parte de la maquina, con lo que se reduce la transmision de calor desde la parte de la maquina sobre el carril de grna, en particular la cabeza 5 del carril de grna.

10 Para garantizar las acciones de refrigeracion altas pretendidas, los carriles de grna estan constituidos con preferencia de materiales altamente conductores de calor. Con respecto a la capacidad de procesamiento y la conductividad termica, son especialmente adecuados perfiles fundidos por extrusion de metales ligeros, en particular aluminio y sus aleaciones, en los que los canales longitudinales 11, 12 se pueden deformar al mismo tiempo durante el proceso de prensado practicamente sin gasto adicional.

15 La invencion no esta limitada a los ejemplos de realizacion representados. Asf, por ejemplo, en lugar de barras de refrigeracion y de sujecion que se extiende en la direccion longitudinal del carril de grna, se pueden prever tambien barras de refrigeracion y de sujecion mas cortas y en concreto con preferencia en las secciones longitudinales especialmente termicas de los carriles de grna.

20

Claims

5

10

15

20

25

REIVINDICACIONES

1. - Sistema de gma para maquinas herramientas, con

- carriles de gma (2) refrigerados, atomillados en una primera parte de la maquina (1), que presentan una pieza de base (3) ensanchada, y

- zapatas (8) fijadas en la segunda parte de la maquina, que estan apoyadas de forma desplazable sobre los carriles de gma (2) de la primera parte de la maquina (3),

caracterizado por que

- un liston de refrigeracion (10) esta fijado por medio de tornillos de sujecion (13) distanciados unos de los otros en direccion longitudinal en un alojamiento (14) que se extiende longitudinalmente en la primera parte de la maquina (1) y esta retenido por medio de sujecion de cuna en contacto de presion directo en la pieza de base (3) del carril de gwa (2), y

- en las dos zonas laterales del liston de refrigeracion (10) lateralmente junto a los tornillos de sujecion (13) estan configurados unos canales longitudinales (11, 12), que estan impulsados con un lfquido de refrigeracion a traves de conexiones de entrada y conexiones de salida (15, 16).
2. - Sistema de gma de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque los dos canales longitudinales (11, 12) se comunican en el lado extremo entre sf y las conexiones de entrada y de salida (15, 16) estan previstas en comun en el otro extremo del liston de refrigeracion (10).
3. - Sistema de gma de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, caracterizado porque el liston de refrigeracion (10) presenta una superficie inclinada (17) que actua en forma de cuna, que colabora con una superficie inclinada (18) en la parte de la maquina (1).
4. - Sistema de gma de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los listones de refrigeracion (10) son perfiles fundidos por extrusion de un conductor de calor, con preferencia de aluminio o sus aleaciones.