ES2634517T3 - Dispositivo de sujeción - Google Patents

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Abstract

Dispositivo de sujeción (1) para sujetar una pieza de trabajo o una herramienta o un alojamiento de herramienta (3) en una pieza de máquina (2) de una máquina-herramienta, con una barra de tracción (7) que se puede desplazar de manera axial, un conjunto de sujeción (11) que puede moverse mediante la barra de tracción (7) entre una posición de sujeción y una posición de aflojamiento, una disposición de resorte (17) asignada a la barra de tracción (7) para generar una fuerza de sujeción o de atracción del conjunto de sujeción (11) y una unidad de aflojamiento (23), por medio de la cual el conjunto de sujeción (11) se puede mover mediante la barra de tracción (7) en contra de la fuerza de la disposición de resorte (17) hasta la posición de aflojamiento, caracterizado por que la disposición de resorte (17) contiene varios elementos de resorte (27) que se componen de un material compuesto de fibras.

Description

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DESCRIPCION
Dispositivo de sujecion
La invencion se refiere a un dispositivo de sujecion para sujetar una pieza de trabajo o una herramienta o un alojamiento de herramienta en una pieza de maquina de una maquina-herramienta segun el preambulo de la reivindicacion 1. La invencion ademas se refiere a una unidad de mecanizado de una maquina-herramienta con un dispositivo de sujecion de este tipo.
Las maquinas-herramienta o centros de mecanizado por norma general presentan un dispositivo de sujecion integrado en su husillo de trabajo para sujetar y aflojar de manera automatica herramientas de mecanizado. En el caso de dispositivos de sujecion conocidos, las herramientas de mecanizado se sostienen por un conjunto de sujecion dispuesto en el husillo de trabajo, que esta dispuesto en el extremo delantero de una barra de traccion pretensada por una disposicion de resorte. El conjunto de sujecion habitualmente contiene varios elementos de tenaza moviles radialmente, por los que la herramienta de mecanizado se atrae hacia dentro del husillo de trabajo. Para aflojar la herramienta de mecanizado la barra de traccion se desplaza por una as! llamada unidad de aflojamiento contra la fuerza de la disposicion de resorte, de modo que el conjunto de sujecion se abre con los elementos de tenaza y libera la herramienta de mecanizado.
Por el documento DE 10 2004 051 031 B3 se conoce un dispositivo de sujecion de este tipo. En el caso de este dispositivo de sujecion, la disposicion de resorte esta realizada como grupo de muelles Belleville con una multitud de muelles Belleville en yuxtaposicion. Tales grupos de muelles Belleville, sin embargo, presentan una masa relativamente grande y debido a su alta carga tambien solo una vida util limitada. Ademas, el montaje de los grupos de muelles Belleville de este tipo va unido con un esfuerzo relativamente grande.
En el documento DE 40 15 261 A1 se revela un dispositivo para generar un movimiento de sujecion y una fuerza de sujecion para el accionamiento de un medio de sujecion en un husillo de trabajo de una maquina-herramienta que se puede girar por un motor de husillo. El dispositivo contiene un accionamiento roscado para el desplazamiento axial de un tubo de traccion/presion con un anillo de apoyo que esta unido con un almacenador de resorte para la proteccion contra torsion. Este almacenador de resorte, que en el caso de una compresion de resorte axial tambien puede transmitir un par de fuerzas al husillo de trabajo, se compone de un elemento de resorte y un engranaje de movimiento-transformacion, comprendiendo el elemento de resorte un cuerpo de bobinado de un material compuesto de fibras.
Es objetivo de la invencion, crear un dispositivo de sujecion y una unidad de mecanizado con un dispositivo de sujecion de este tipo, en los que la disposicion de resorte usada para la generation de fuerza de sujecion o atraccion se pueda montar de manera facil y sencilla.
Este objetivo se consigue mediante un dispositivo de sujecion con las caracterlsticas de la reivindicacion 1 y por una unidad de mecanizado con las caracterlsticas de la reivindicacion 9. Perfeccionamientos apropiados y configuraciones ventajosas de la invencion estan indicadas en las reivindicaciones dependientes.
En el caso del dispositivo de sujecion de acuerdo con la invencion, la disposicion de resorte usada para la generacion de la fuerza de sujecion o atraccion del conjunto de sujecion presenta varios elementos de resorte que se componen de un material compuesto de fibras. Por ello se crea un dispositivo de sujecion con un resorte de estructura ligera de union de fibras de vida larga, que esta estructurado de manera compacta y contiene una curva caracterlstica de elasticidad optima para la generacion de la fuerza de sujecion. La disposicion de resorte ademas se puede producir de manera sencilla y tambien se puede montar sin gran esfuerzo. Ademas, una disposicion de resorte de este tipo no es sensible frente a la corrosion y presenta una vida util elevada.
La disposicion de resorte puede contener de manera adecuada una o varias unidades de resorte provistas de los elementos de resorte de un material compuesto de fibras. Por una selection o composition adecuada de varias unidades de resorte se pueden cambiar las propiedades de resorte deseadas de manera sencilla y se pueden adaptar a las respectivas exigencias.
En una realization especialmente adecuada, la disposicion de resorte, por ejemplo, puede estar configurada como resorte de barra expuesta a pandeo con varios elementos de resorte con forma de barra, separados unos de otros en la direction perimetral.
En otra realizacion ventajosa, los elementos de resorte separados unos de otros en la direccion perimetral pueden estar dispuestos inclinados con un angulo con respecto a una llnea de union entre el punto central y el borde de un anillo de apoyo. Mediante una alineacion de este tipo de los elementos de resorte se puede asegurar que los elementos de resorte tampoco esten en contacto en estado comprimido de la unidad de resorte. Los elementos de resorte, sin embargo, tambien podrlan estar dispuestos, desde el centro, en forma de estrella a lo largo de los radios.
En una realizacion producida de manera sencilla, los elementos de resorte que preferentemente se componen de
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GFK o CFK, estan realizados como barras con una seccion transversal rectangular. Sin embargo, tambien son posibles otras formas de elementos de resorte. Los elementos de resorte tambien pueden ser segmentos de anillo curvados en forma semicircular, que estan dispuestos en el lado exterior de un anillo de apoyo.
La unidad de aflojamiento, por la que el conjunto de sujecion se puede mover contra la disposicion de resorte a la posicion de aflojamiento, se puede accionar de manera hidraulica, neumatica o electrica. En el caso de un accionamiento electrico, tambien se puede prescindir de unidades hidraulicas o neumaticas separadas y tambien de medidas de obturacion laboriosas. El accionamiento electrico puede ser un motor, cuyo estator y rotor estan colocados en una carcasa de la unidad de aflojamiento.
La invencion ademas se refiere a una unidad de mecanizado de una maquina-herramienta, en la que el dispositivo de sujecion descrito anteriormente esta integrado en un husillo de trabajo o en otra pieza de maquina.
Preferentemente, en el caso de la pieza de maquina se trata de un husillo de trabajo montado de manera giratoria y que puede hacerse girar por un accionamiento.
Otras particularidades y ventajas de la invencion se deducen de la siguiente descripcion de un ejemplo de realizacion preferente mediante el dibujo. Muestran:
la figura 1
la figura 2 la figura 3 la figura 4
una unidad de mecanizado de una maquina-herramienta con un dispositivo de sujecion en un corte longitudinal;
una unidad de resorte del dispositivo de sujecion mostrado en la figura 1 en una perspectiva; una vista lateral de la unidad de resorte de la figura 2 en un estado no comprimido y una vista lateral de la unidad de resorte de la figura 2 en un estado comprimido.
En la figura 1 esta representada de manera esquematica una unidad de mecanizado de una maquina-herramienta con un dispositivo de sujecion 1 integrado en una pieza de maquina 2 para sujetar una pieza de trabajo o una herramienta o un alojamiento de herramienta 3. En la realizacion mostrada, la pieza de maquina 2 representada solo en parte es un husillo de trabajo montado de manera giratoria dentro de una carcasa de husillo y accionado de manera rotativa por un accionamiento, que en su extremo exterior dispuesto abajo en la figura 1, contiene un cono interior 4 para el alojamiento de un cono de herramienta 5 configurado en este caso como cono de vastago hueco del alojamiento de herramienta 3 o de una fresadora, taladradora u otra herramienta de mecanizado. Por el dispositivo de sujecion 1 tambien se puede sujetar una pieza de trabajo que rota durante el mecanizado. La pieza de maquina 2 ademas tambien puede ser una mesa de mecanizado o similar, en la que el dispositivo de sujecion 1 esta montado para sujetar una pieza de trabajo o herramienta.
El dispositivo de sujecion 1 contiene una barra de traccion 7 que se puede desplazar de manera axial dentro de una perforacion 6 de la pieza de maquina 2, que en el caso de la realizacion mostrada esta provista de una perforacion de paso 8 para la gula de un lubricante refrigerante al alojamiento de herramienta 3 o a la herramienta. En el extremo 9 exterior dirigido al alojamiento de herramienta 3 de la barra de traccion 7 esta fijado un cono de sujecion 10 de un conjunto de sujecion 11 conocido en si. El conjunto de sujecion 11 contiene una tenaza de fijacion dispuesta alrededor del cono de sujecion 10 con varios elementos de tenaza 12, que se pueden mover radialmente por el desplazamiento axial del cono de sujecion 10 para apretar o liberar el cono de herramienta 5.
Los elementos de tenaza 12 del conjunto de sujecion 11 engranan con sus extremos 13 exteriores en la muesca anular 14 del alojamiento de herramienta 3. Con sus extremos 15 interiores los elementos de tenaza 12 estan apoyados en un manguito de apoyo 16. La barra de traccion 7 esta pretensada hacia atras por una disposicion de resorte 17 concentrica dispuesta alrededor de esta. La disposicion de resorte 17 que en el caso de la realizacion mostrada se compone de dos unidades de resorte 18 explicadas mas en detalle a continuacion, esta apoyada en uno de los lados en un disco de contacto 19 apoyado en el interior de la pieza de maquina 2 y en el otro lado en un collar 20 en el extremo 21 trasero mas extendido de la barra de traccion 7. El disco de contacto 19 es adyacente a un collar anular 22 de la perforacion 6 de la pieza de maquina 2 configurada en este caso como husillo de trabajo.
En el extremo 17 interior de la barra de traccion 7 apartado del alojamiento de herramienta 3 esta dispuesta una unidad de aflojamiento 23, por la que la barra de traccion 7 se puede empujar hacia delante contra la fuerza de la disposicion de resorte 17. La unidad de aflojamiento 23 contiene un manguito de presion 24 adyacente al extremo 21 trasero de la barra de traccion 7, que se puede desplazar mediante un accionamiento hidraulico, neumatico o tambien electrico. Cuando la barra de traccion 7 se empuja en direccion al alojamiento de herramienta 3 con ayuda de la unidad de aflojamiento 23, el conjunto de sujecion 11 dispuesto en el extremo delantero del husillo de trabajo 6 libera el cono de herramienta 5 del alojamiento de herramienta 3 o herramienta. Cuando en cambio la barra de traccion 7 se vuelve a atraer hacia atras por la fuerza de la disposicion de resorte 17, el cono de herramienta 5 se atrae hacia dentro y se aprieta en la pieza de maquina 2. La estructura y el modo de funcionamiento del conjunto de sujecion 11 son conocidos como tales, de modo que en este caso se puede prescindir de una descripcion detallada.
Como ya se ha explicado anteriormente, la disposicion de resorte 17 se compone de una o varias unidades de resorte 18 dispuestas en fila, que estan representadas por separado en diferentes vistas en las figuras 2 a 4.
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Como esta mostrado en la figura 2, las unidades de resorte 18 presentan varios elementos de resorte 27 sujetos entre dos anillos de apoyo 25 o 26 y configurados como barras expuestas a pandeo. Los elementos de resorte 27 en forma de barra estan producidos de GFK, CFK o de otro material compuesto de fibras y presentan una seccion transversal rectangular. Cuando la unidad de resorte 18 se comprime, los elementos de resorte 27 en forma de barra se doblan con respecto a la posicion inicial mostrada en la figura 3 y se doblan de la manera mostrada en la figura 4. En la realizacion mostrada los elementos de resorte 27 en forma de barra estan separados unos de otros en direccion perimetral y dispuestos inclinados debajo de un angulo entre el punto central y el borde del anillo de apoyo 25 o 26. Por una alineacion de este tipo de los elementos de resorte 27 se asegura, que los elementos de resorte 27 tampoco esten en contacto en estado comprimido de la unidad de resorte 18.
El modo de funcionamiento del dispositivo de sujecion descrito anteriormente se explica a continuacion mediante la figura 1.
En la posicion de aflojamiento del dispositivo de sujecion mostrada en la figura 1 la barra de traccion 7 se empuja por la unidad de aflojamiento 23 accionada, por ejemplo, de manera hidraulica, neumatica o electrica contra la fuerza de la disposicion de resorte 17 en direccion al alojamiento de herramienta 3. A este respecto los dos elementos de resorte 18 se comprimen de manera correspondiente a la figura 4 y los elementos de tenaza 12 del conjunto de sujecion 11 pueden tomar por el cono de sujecion 10 y el manguito de apoyo 16 la posicion de aflojamiento empujada radialmente hacia dentro, mostrada en la figura 1. En esta posicion de aflojamiento los extremos 13 exteriores de los elementos de tenaza 12 estan sin engranaje con la muesca anular 14 en el alojamiento de herramienta 3 y los elementos de tenaza 12 liberan el alojamiento de herramienta 3 para el cambio de herramienta.
Cuando, por el contrario, el manguito de presion 24 de la unidad de aflojamiento 23 se retira, la barra de traccion 7 se atrae hacia dentro por la disposicion de resorte 17, por lo que los elementos de tenaza 12 se empujan radialmente hacia fuera por el cono de sujecion 10 y el cono de herramienta 5 del alojamiento de herramienta 3 se atrae hacia dentro por los elementos de tenaza 12 al cono interior 4 de la pieza de maquina 2 y se sujeta.
El dispositivo de sujecion de acuerdo con la invencion no esta limitado a los ejemplos de realizacion anteriormente descritos. De esta manera el sistema de sujecion de acuerdo con la invencion no solo se puede emplear para sistemas de sujecion por cono hueco, sino tambien en sistemas de sujecion por cono de gran inclination. El conjunto de sujecion puede estar realizado tanto para mantener herramientas con cono de vastago hueco (HSK), como tambien para mantener herramientas con cono de gran inclinacion (SK) a modo de una tenaza de fijacion o similar. El dispositivo de sujecion tambien es adecuado para fijar de manera separable piezas de trabajo. Ademas, se pueden emplear diferentes accionamientos para accionar la unidad de aflojamiento.

Claims (10)

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    REIVINDICACIONES
    1. Dispositivo de sujecion (1) para sujetar una pieza de trabajo o una herramienta o un alojamiento de herramienta (3) en una pieza de maquina (2) de una maquina-herramienta, con una barra de traccion (7) que se puede desplazar de manera axial, un conjunto de sujecion (11) que puede moverse mediante la barra de traccion (7) entre una posicion de sujecion y una posicion de aflojamiento, una disposicion de resorte (17) asignada a la barra de traccion (7) para generar una fuerza de sujecion o de atraccion del conjunto de sujecion (11) y una unidad de aflojamiento (23), por medio de la cual el conjunto de sujecion (11) se puede mover mediante la barra de traccion (7) en contra de la fuerza de la disposicion de resorte (17) hasta la posicion de aflojamiento, caracterizado por que la disposicion de resorte (17) contiene varios elementos de resorte (27) que se componen de un material compuesto de fibras.
  2. 2. Dispositivo de sujecion segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la disposicion de resorte (17) contiene una o varias unidades de resorte (18), de un material compuesto de fibras, provistas de elementos de resorte (27).
  3. 3. Dispositivo de sujecion segun las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que la disposicion de resorte (17) esta configurada como resorte de barra expuesta a pandeo con varios elementos de resorte (27) en forma de barra, separados unos de otros en direccion perimetral.
  4. 4. Dispositivo de sujecion segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que los elementos de resorte (27) estan sujetados entre dos anillos de apoyo (25, 26) separados uno del otro.
  5. 5. Dispositivo de sujecion segun la reivindicacion 4, caracterizado por que los elementos de resorte (27) individuales estan dispuestos inclinados con un angulo con respecto a una llnea de union entre el punto central y el borde de un anillo de apoyo (25, 26).
  6. 6. Dispositivo de sujecion segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que los elementos de resorte (27) presentan una seccion transversal rectangular.
  7. 7. Dispositivo de sujecion segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que los elementos de resorte (27) se componen de GFK o CFK.
  8. 8. Dispositivo de sujecion segun una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que la unidad de aflojamiento (23) se puede accionar de manera hidraulica, neumatica o electrica.
  9. 9. Unidad de mecanizado de una maquina-herramienta con un dispositivo de sujecion (1) integrado en una pieza de maquina (2), caracterizado por que el dispositivo de sujecion esta configurado segun una de las reivindicaciones 1 a 8.
  10. 10. Unidad de mecanizado segun la reivindicacion 9, caracterizado por que la pieza de maquina (2) es un husillo de trabajo montado de manera giratoria y que se puede girar mediante un accionamiento.
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