ES2642721T3

ES2642721T3 - Mandril de sujeción de potencia

Info

Publication number: ES2642721T3
Application number: ES13150512.5T
Authority: ES
Inventors: Peter Helm; Harald Deininger
Original assignee: SMW Autoblok Spannsysteme GmbH
Current assignee: SMW Autoblok Spannsysteme GmbH
Priority date: 2012-06-20
Filing date: 2013-01-08
Publication date: 2017-11-17
Anticipated expiration: 2033-01-08
Also published as: US20140001712A1; EP2676755A1; EP2676756A1; EP2676756B1; US9321109B2

Description

DESCRIPCION

Mandril de sujecion de potencia

5 La invencion se refiere a un mandril de sujecion de potencia para el apoyo de piezas de trabajo cilindricas, que se deben mecanizar mediante una maquina-herramienta en la zona de los extremos libres, segun el preambulo de la reivindicacion 1.

Mandriles de sujecion de potencia semejantes se fabrican y colocan en el mercado por la solicitante de la patente 10 desde hace decadas de forma exitosa bajo la designacion Big Bore®. Estos mandriles de sujecion de potencia presentan una abertura de paso, que se extiende en el eje longitudinal del mandril de sujecion de potencia, para la recepcion de la pieza de trabajo a mecanizar.

Para posicionar la pieza de trabajo cilindrica lo mas exactamente posible de forma centrada respecto al eje 15 longitudinal del mandril de sujecion, en el cuerpo de mandril del mandril de sujecion estan previstas tres mordazas de centrado, que estan dispuestas en la direccion circunferencial de la pieza de trabajo respectivamente a una distancia de 120° y que se aproximan de forma sincrona con la ayuda de un piston de accionamiento en la direccion de la pieza de trabajo, de modo que las mordazas de centrado entran simultaneamente en contacto activo con la pieza de trabajo o modifican la posicion de la pieza de trabajo, de manera que esta, despues de que se han 20 aproximado completamente las mordazas de centrado, esta orientada de forma centrada exactamente respecto al eje longitudinal del mandril de sujecion de potencia.

Con esta finalidad las tres mordazas de centrado estan montadas de forma desplazable radialmente en una ranura de guiado, ya que el movimiento de aproximacion axial del medio de accionamiento en forma de un vastago de 25 piston se invierte con ayuda de un vastago de cuna, cuando ha finalizado el movimiento de aproximacion axial. En consecuencia, se origina un movimiento de aproximacion axial del vastago de piston sobre el vastago de cuna, y a saber a ser posible en la zona del extremo libre de la pieza de trabajo a mecanizar, a fin de fijar esta en el espacio de forma centrada respecto al eje longitudinal, dado que en esta zona se realiza un mecanizado de la pieza de trabajo. A continuacion, las mordazas de centrado resbalan sobre el vastago de cuna en la direccion radial y entran 30 en contacto activo con la pieza de trabajo.

Despues de que la pieza de trabajo esta posicionada de forma centrada con la ayuda de las tres mordazas de centrado, se aproximan tres mordazas de sujecion insertadas en el mandril de sujecion en la direccion de la pieza de trabajo, que estan dispuestas entre las mordazas de centrado en el mandril de sujecion. En cuanto las mordazas de 35 sujecion agarran la pieza de trabajo posicionada, las mordazas de centrado se pueden soltar de la pieza de trabajo a fin de liberarla para el mecanizado. Mientras que las mordazas de entrado influyen a saber sobre la pieza de trabajo, esta no es accesible para el mecanizado. Las mordazas de sujecion discurren por ello en un plano que esta espaciado del plano formado por las mordazas de centrado.

40 Del documento EP 1 407 845 A y el EP 1 642 662 A1 se pueden desprender mandriles de sujecion de potencia, sin embargo, estos mandriles de sujecion de potencia estan construidos desventajosamente de forma muy grande, ya que esta prevista una conexion desfavorable entre un medio de accionamiento y las mordazas de sujecion de los mandriles de sujecion de potencia. Estas zonas de conexion tienen una necesidad de espacio considerable y ademas el movimiento relativo, que se debe convertir en el caso de una aproximacion lineal del medio de 45 accionamiento, no esta resuelto de forma ventajosa en las mordazas de sujecion a aproximar de forma oblicua.

Tales mandriles de sujecion de potencia han demostrado su eficacia en la practica; no obstante, ha resultado desventajoso que para los diametros dimensionados de distinto tamano de las piezas de trabajo se debe efectuar un intercambio de las mordazas de centrado o de todo el mandril de sujecion de potencia, ya que el recorrido de 50 aproximacion axial asi como el movimiento radial de las mordazas de centrado sobre el plano oblicuo del vastago de cuna se debe seleccionar de manera que las mordazas de centrado entren en contacto efectivo con la pieza de trabajo lo mas cerca posible del extremo libre de la pieza de trabajo a mecanizar. Tales medidas de reequipamiento son costosas y requieren mucho tiempo, ya que por ello la maquina-herramienta esta detenida durante la duracion del reequipamiento.

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Una mordaza de sujecion de potencia modificada constructivamente se puede desprender del documento DE 10 2006 027 988 A1, que presenta en conjunto tres mordazas de sujecion aproximables radialmente, que entran en contacto activo con la pieza de trabajo a sujetar y la centran en el espacio. Para la actuacion de las mordazas de sujecion, estas estan conectadas con un medio de accionamiento a traves de un perno de actuacion. Con esta 60 finalidad en el cuerpo de mandril esta incorporada una ranura de guiado inclinada en la direccion de la pieza de

trabajo o de las mordazas de sujecion, en la que esta montado de forma desplazable axialmente el perno de actuacion correspondiente.

Del documento DE 3304876 A1 se puede desprender igualmente un mandril de sujecion semejante.

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Desventajosamente el medio de accionamiento necesita un espacio fuera del cuerpo de mandril, dado que este influye directamente sobre el perno de actuacion, ya que la transmision de fuerza se realiza sobre el perno de actuacion mediante un medio de accionamiento en la direccion axial. A este respecto, en este caso a traves de una carcasa de cilindro del medio de accionamiento se genera la fuerza de aproximacion que actua a lo largo de un 10 vastago de piston axial. La carcasa de cilindro presenta una escotadura que esta dispuesta radialmente hacia fuera y sirve para la recepcion de un pivote del arrastrador. No obstante, una configuracion constructiva semejante aumenta considerablemente el espacio constructivo del mandril de sujecion hacia fuera. No obstante, dado que los mandriles de sujecion de potencia semejantes se montan con frecuencia en maquinas-herramienta cuya oferta de espacio esta dimensionada reducida, no se pueden usar tales mandriles de sujecion de potencia amplios.

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Por ello el objetivo de la invencion es poner a disposicion un mandril de sujecion de potencia del genero mencionado al inicio, que por un lado necesite un espacio constructivo dimensionado lo mas pequeno posible en las maquinas- herramienta y mediante el que, por otro lado, las piezas de trabajo esten retenidas de forma centrada en una maquina-herramienta con una fuerza de sujecion predeterminada, sin que se deterioren o deformen las piezas de 20 trabajo por la fuerza de sujecion.

Estos objetivos se consiguen segun la invencion mediante las caracteristicas de la parte caracterizadora de la reivindicacion 1.

25 Otros perfeccionamientos de la invencion se deducen de las reivindicaciones dependientes.

Dado que entre los medios de accionamiento y el perno de actuacion esta dispuesto un rodamiento de rodadura, que se compone por ejemplo de un rodillo, o cojinete de deslizamiento, las fuerzas de actuacion se pueden transmitir del medio de accionamiento hacia el perno de actuacion en la direccion longitudinal del cuerpo de mandril, ya que la 30 fuerza de actuacion que actua axialmente se divide en dos componentes a traves del rodamiento de rodadura o el cojinete de deslizamiento, que discurren en la direccion longitudinal como tambien perpendicularmente a ella del cuerpo de mandril. Esto se lleva a cabo en particular porque en primer lugar la ranura de guiado, en la que esta montado el perno de actuacion de forma desplazable, esta inclinada respecto al eje longitudinal del cuerpo de mandril y en la direccion de las mordazas de centrado o de la pieza de trabajo a sujetar. Por otro lado, la disposicion 35 constructiva del rodamiento de rodadura o del cojinete de deslizamiento produce un movimiento relativo perpendicularmente respecto al eje longitudinal del cuerpo de mandril entre el medio de accionamiento, que es movil en paralelo respecto al eje longitudinal del cuerpo de mandril, y el perno de actuacion, que realiza tanto un movimiento que discurre en paralelo respecto al eje longitudinal del cuerpo de mandril, como tambien perpendicularmente a el. La colocacion del rodamiento de rodadura o del cojinete de deslizamiento, en el medio de 40 accionamiento o en el perno de actuacion, y la superficie de contacto a prever, en el medio de accionamiento o en el perno de actuacion, representa una medida de igual efecto mecanicamente.

Para la generacion de la fuerza de actuacion, el medio de accionamiento esta configurado ventajosamente como piston accionado de forma hidraulica o neumatica. La fuerza de actuacion ejercida o generado por el piston depende 45 esencialmente del diametro del piston y el estado de presion del medio vertido en la camara de piston. Dado que estas dimensiones geometricas y el estado de presion no se pueden modificar de forma variable durante el funcionamiento del medio de accionamiento, por lo tanto, es identica la fuerza de actuacion a la fuerza de sujecion que influye en la pieza de trabajo mediante las tres mordazas de centrado.

50 No obstante, con frecuencia esta fuerza de centrado esta dimensionada demasiado grande, por lo que la pieza de trabajo se deforma o destruye. Por ello es especialmente ventajoso que la fuerza de actuacion se reduzca durante la aproximacion de tres mordazas de centrado, a fin de poner a disposicion una fuerza de centrado menor, que se transmite por las mordazas de centrado sobre la pieza de trabajo. Con esta finalidad el medio de accionamiento esta formado por dos pistones de aproximacion y de sujecion montados uno en otro de forma telescopica.

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El piston de aproximacion presenta una superficie dimensionada esencialmente mayor, que esta dirigida hacia la presion de presion, que el piston de sujecion que esta montado ademas en el piston de aproximacion. El movimiento de carrera axial del piston de aproximacion se limita mediante una superficie de tope labrada en el cuerpo de mandril, de modo que la carrera del piston de sujecion tiene lugar en un espacio predeterminado exactamente.

Ademas, la elevada fuerza de actuacion aplicada en el piston de aproximacion posibilita una aproximacion o movimiento rapido de las tres mordazas de centrado. Solo cuando el movimiento del piston de aproximacion se para por la superficie de tope del cuerpo de mandril, mediante el piston de sujecion se realiza el movimiento adicional de las mordazas de centrado radialmente en la direccion hacia la pieza de trabajo a sujetar.

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Por consiguiente, con un resultado de presion identico se puede obtener tanto la aproximacion rapida como tambien la fuerza de centrado necesaria exactamente de las mordazas de centrado.

Si se constatase que la fuerza de centras que se aplica en las mordazas de centrado esta dimensionada demasiado 10 grande para la pieza de trabajo a sujetar, se pueden usar otras medidas constructivas para la reduccion de la superficie del piston de sujecion. Asi, por ejemplo, la superficie del piston de sujecion puede estar configurada en forma de una estructura poligonal, para reducir su superficie y/o en la superficie del piston de sujecion estan incorporadas aberturas de paso, en las que los vastagos de guiado, que se corresponden con el contorno y que discurren en paralelo a la direccion de movimiento, estan colocadas de forma orientada en posicion. A este respecto, 15 estos vastagos de guiado y sus aberturas de paso correspondientes pueden presentar una seccion transversal redonda o curvada en forma de rinon. El piston de sujecion se desliza por tanto a lo largo del vastago de guiado.

Es especialmente ventajoso que el perno de actuacion este montado de forma parcialmente desplazable en un casquillo de estabilizacion respecto a este, que se apoya en la pared interior del orificio de guiado y lleva a cabo 20 parcialmente el movimiento del perno de actuacion hasta un tope predeterminado, a fin de ser detenido a continuacion, de modo que se origina un movimiento relativo entre el perno de actuacion y el casquillo de estabilizacion. Mediante el casquillo de estabilizacion se puede eleva precisamente el recorrido de salida del perno de actuacion del cuerpo de mandril, por lo que se aumenta la libertad de movimiento del perno de actuacion y por consiguiente de las mordazas de centrado. Esto da como resultado que las mordazas de centrado, referido a la 25 superficie envolvente de la pieza de trabajo a centrar, pueden influir sobre la pieza de trabajo en un intervalo de centrado aumentado, y que el posicionamiento de las mordazas de centrado, referido a la pieza de trabajo, se pueden ajustar en funcion del diametro de la pieza de trabajo.

En el dibujo se representa un mandril de sujecion de potencia segun la invencion, que presenta distintas 30 configuraciones constructivas, que se pueden combinar entre si a voluntad y estan explicados mas en detalle a continuacion. En detalle muestra:

Figura 1 un mandril de sujecion de potencia con tres mordazas de centrada y tres mordazas de sujecion, que estan dispuestas adyacentes entre si en un cuerpo de mandril para el centrado o apoyo de una pieza de trabajo cilindrica, 35 en vista frontal,

Figura 2 el mandril de sujecion de potencia segun la figura 1 con dos pistones de aproximacion y de sujecion montados uno en otro de forma telescopica en el estado de partida y en seccion,

40 Figura 3a el mandril de sujecion de potencia segun la figura 2, en representacion aumentada,

Figura 3b el mandril de sujecion de potencia segun la figura 3a, en el estado centrado,

Figura 4a el mandril de sujecion de potencia segun la figura 2 con un casquillo de estabilizacion montado de forma 45 desplazable axialmente y en una ranura de guiado, en el estado de partida,

Figura 4b el mandril de sujecion de potencia segun la figura 4a en el estado de sujecion, respectivamente en seccion,

50 Figura 5a el mandril de sujecion de potencia segun la figura 2 en vista en perspectiva, estando fijado en el extremo libre del medio de accionamiento, en forma de un piston de sujecion, un rodamiento de rodadura en forma de un rodillo, que descansa sobre una superficie de contacto labrada en el perno de actuacion, que esta en contacto activo con el rodamiento de rodadura,

55 Figura 5b el mandril de sujecion de potencia segun la figura 2 en la vista en perspectiva, estando fijado en el extremo libre del medio de accionamiento, en forma de un piston de sujecion y de un piston de aproximacion, un rodamiento de rodadura en forma de un rodillo, que descansa sobre una superficie de contacto labrada en el perno de actuacion, que esta en contacto activo con el rodamiento de rodadura,

60 Figura 5c el mandril de sujecion de potencia segun la figura 5b con un piston de sujecion, que presenta una

superficie reducida en forma de una estructura poligonal,

Figura 5d el mandril de sujecion de potencia segun la figura 2 en vista en perspectiva, estando labrado en el extremo libre del medio de accionamiento en forma de un piston de sujecion una superficie de contacto, sobre la que 5 descansa un rodamiento de rodadura montado en un perno de actuacion en forma de un rodillo,

Figura 5d, figura 5e el mandril de sujecion de potencia segun la figura 5c con un piston de sujecion, en cuya superficie estan incorporadas tres aberturas de paso curvadas en forma de rinon, en las que estan dispuestos respectivamente los vastagos de guiado fijados en la superficie de contacto,

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Figura 5f el mandril de sujecion de potencia segun la figura 5c con un piston de sujecion, en cuya superficie estan incorporadas una pluralidad de aberturas de paso redondas, en las que estan dispuestos los vastagos de piston fijados en la superficie de contacto.

15 De la figura 1 se puede deducir un mandril de sujecion de potencia 1, a traves del que estan soportadas las piezas de trabajo cilindricas 4, mientras que estas se mecanizan por una maquina-herramienta. Para la recepcion de la pieza de trabajo 4 correspondiente, en un cuerpo de mandril 3 del mandril de sujecion de potencia 1 esta incorporada una abertura de paso 5, cuyo centro discurre alineado con el eje longitudinal 2 del mandril de sujecion de potencia 1 o del cuerpo de mandril 3. La pieza de trabajo 4 se debe proveer en particular en sus lados frontales 20 libres, por ejemplo, con una rosca exterior o interior.

Se requiere posicionar la pieza de trabajo 4 en primer lugar en una posicion centrada, referido al eje longitudinal 2 del cuerpo de mandril 3, a fin de conseguir un mecanizado lo mas libre de errores posible de la pieza de trabajo 4. Con esta finalidad en el cuerpo de mandril 3 se usan tres mordazas de centrado 6, que estan montadas 25 respectivamente de forma movil radialmente en una ranura de guiado 7 incorporada en el cuerpo de mandril 3. En cuanto se alcanza la posicion centrada de la pieza de trabajo 4 por la aproximacion de tres mordazas de centrado 6, las tres mordazas de sujecion 8 dispuestas adyacentes a las mordazas de centrado 6 se aproximan radialmente en la direccion de la pieza de trabajo 4 a sujetar. La mordaza de sujecion 8 correspondiente esta montada de forma desplazable radialmente en una ranura de guiado 9 incorporada en el cuerpo de mordaza 3. En cuanto las tres 30 mordazas de sujecion 8 asen la pieza de trabajo 4 centrada y la retienen, las tres mordazas de centrado 6 se pueden llevar de vuelta a la posicion de partida, a fin de liberar la zona de la pieza de trabajo 4 que se debe mecanizar.

En las figuras 2 y 3a se muestra la posicion de partida de las mordazas de centrado 6. Las tres mordazas de 35 centrado 6 estan conectadas en accionamiento con un medio de accionamiento 10, que en el ejemplo de realizacion se compone de dos pistones de aproximacion y de sujecion 33, 34 accionados de forma neumatica o hidraulica, que se pueden regular en la direccion axial, es decir, en paralelo al eje longitudinal 2. De este modo las mordazas de centrado 6 se actuan de forma sincrona y sobre la pieza de trabajo 4 a centrar ejercen una fuerza de centrado distribuida uniformemente en la direccion circunferencial sobre esta, de modo que la pieza de trabajo 4 esta 40 posicionada al menos en el plano de centrado y de forma adyacente a el, de manera que el eje longitudinal de la pieza de trabajo 4 esta orientado de forma alineada respecto al eje longitudinal 2 del cuerpo de mandril 3.

Entre la mordaza de centrado 6 correspondiente y el medio de accionamiento 10 esta previsto ademas un perno de actuacion 11 como organo intermedio, que esta insertado en un orificio de guiado 12 incorporado en el cuerpo de 45 mandril 3. A este respecto, el orificio de guiado 12 discurre de forma inclinada respecto al eje longitudinal 2 y a saber de manera que la distancia del eje longitudinal 13 del orificio de guiado 12 en la zona de las mordazas de centrado 6 esta dimensionada menor que la distancia entre el orificio de guiado 13 y el eje longitudinal 12, que esta dirigido hacia el piston 10. Por consiguiente, los tres orificios de guiado 12 incorporados en el cuerpo de mordaza 3 estan dispuestos en forma de embudo o de V en el plano de seccion transversal. El angulo de inclinacion del eje 50 longitudinal 13 del orificio de guiado 12 correspondiente y del eje longitudinal 2 esta entre 20° y 45°.

El piston de aproximacion 34 esta montado de forma desplazable axial en una camara de presion 36. A traves de la linea de alimentacion 37 se introduce a presion un medio, por ejemplo, un gas o un liquido en la camara de presion 38 mediante una bomba, de modo que por ello la superficie del piston de aproximacion 34 esta sometida a una 55 presion. En funcion del estado de presion en la camara de presion 38 y en funcion del tamano de la superficie del piston de aproximacion 34 se origina una fuerza de actuacion F, que influye en el perno de actuacion 11 y por consiguiente en las mordazas de centrado 6. Dado que el piston de aproximacion 34 discurre en paralelo respecto al eje longitudinal 2 del cuerpo de mordaza 3, no son necesarias conformaciones adicionales que sobresalgan radialmente hacia fuera en el cuerpo de mordaza 3, de modo que las dimensiones del cuerpo de mordaza 3 se 60 pueden mantener de forma inalterada respecto a otros cuerpos de mandril de los mandriles de sujecion de potencia.

Para reducir la fuerza de actuacion F y a saber a una magnitud predeterminada exactamente, a traves de la que se pueda evitar un deterioro de la pieza de trabajo 4 a sujetar, en el piston de aproximacion 34 se usa un piston de sujecion 35. Por consiguiente, el piston de aproximacion 34 y el piston de sujecion 35 estan montados uno en otro 5 de forma telescopica. En cuanto se alcanza la carrera del piston de aproximacion 34, el piston de aproximacion 34 esta en contacto con un tope 36 conformado en el cuerpo de mandril 3, de modo que esta inmovilizado. Entre el piston de aproximacion 34 y el piston de sujecion 35 esta prevista otra camara de presion 39, que se comunica con la camara de presion 38 a traves de la linea de alimentacion 37, de modo que en estas camaras de presion 38 y 39 reinan relaciones de presion identicas. Por consiguiente, no se requieren una modificacion de presion en la bomba o 10 mediante a otras medidas de reduccion, ya que la superficie del piston de sujecion 35 esta dimensionada esencialmente menor en comparacion con la superficie del piston de aproximacion 34, de modo que se reduce considerablemente la fuerza de actuacion o de centrado generada por el piston de sujecion 35, que actua sobre las mordazas de centrado 6 a traves del piston de actuacion 11 correspondiente.

15 En la figura 3b se muestra la posicion final que adoptan el piston de aproximacion 34 y el piston de sujecion 35, cuando se alcanza el estado de centrado. La linea de alimentacion 37 puede estar configurada, por ejemplo, como canal anular o como junta de obturacion permeable dentro del cuerpo de mandril 3, a traves del que fluye el medio introducido a presion en las camaras de presion 38 y 39 o durante el regreso el perno de actuacion 11 es presionado fuera de este. Los pistones de aproximacion y de sujecion 34 y 35 se pueden someter a saber en ambos lados al 20 medio correspondiente.

Debido a la geometria predeterminada del piston de sujecion 35 y del estado de presion ajustado en las camaras de presion 38 y 39 se ajusta una fuerza de actuacion F prevista exactamente, que influye sobre las piezas de trabajo 4 a sujetar, de modo que estas ni se pueden deformar ni deteriorar.

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Debido a la mayor dimension de superficie del piston de aproximacion 34 en comparacion con el piston de sujecion 35 menor se consigue ventajosamente que se origine una carrera rapida del medio de accionamiento 10, ya que debido a las relaciones de fuerzas mas elevadas que predominan en el piston de aproximacion 34, este se mueve axialmente mas rapido, de modo que de este modo tambien se desplazan los pernos de actuacion 11 y por 30 consiguiente las mordazas de centrado 6.

Para poder ajustar la distancia entre el extremo libre de la mordaza de centrado 6 y la pieza de trabajo 4 a centrar, en la mordaza de centrado 6 correspondiente esta incorporado un agujero oblongo 14, en el que estan insertados los tornillos de fijacion 15 que estan enroscados en orificios roscados 16 incorporados en el perno de actuacion 11. 35 La longitud del agujero oblongo 14 correspondiente se situa aproximadamente entre un tercio y dos tercios de la longitud de las mordazas de centrado 6, de modo que en esta zona la mordaza de centrado 6 esta posicionada de forma variable en el perno de actuacion 11. Mediante el perno de actuacion 11 se retiene de forma guiada la mordaza de centrado 6 correspondiente.

40 Ademas, segun las figuras 4a y 4b entre el perno de actuacion 11 y la pared interior del orificio de guiado 12 esta insertado un casquillo de estabilizacion 21, que sirve para soportar el perno de actuacion 11 retraido del cuerpo de mandril 3, de modo que se puede aumentar el recorrido de retraccion del perno de actuacion 11 del cuerpo de mandril 3, dado que mediante los casquillos de estabilizacion 21 se puede soportar en el estado en voladizo.

45 El casquillo de estabilizacion 21 sale por tanto parcialmente del plano formado por el cuerpo de mandril 3.

El movimiento del casquillo de estabilizacion 21 con respecto al cuerpo de mandril 3 y el perno de actuacion 11 se lleva a cabo mediante dos pasadores de retencion 24 y 25. A este respecto, el pasador de retencion 24 esta insertado en un orificio 22 incorporado en el cuerpo de mandril 3 y descansa sobre la superficie del casquillo de 50 estabilizacion 21. En el orificio 22 esta insertado ademas un resorte helicoidal de compresion 26, a traves del que el pasador de retencion 24 esta bajo pretension en el orificio 22.

Opuestamente, no obstante, decalado lateralmente respecto al pasador de retencion 24, el pasador de retencion 25 esta insertado en un orificio 23 incorporado en el perno de actuacion 11. El pasador de retencion 25 se pone en 55 contacto bajo pretension sobre la superficie envolvente interior del casquillo de estabilizacion 21 mediante el resorte helicoidal de compresion 26 del perno de actuacion 11. En la superficie envolvente interior del casquillo de estabilizacion 21 esta incorporada una muesca 28, en la que engrana el pasador de retencion 25 en la posicion de partida de las mordazas de centrado 6, de modo que esta presente una conexion activa en arrastre de forma o de fuerza entre el pasador de retencion 25 y el casquillo de estabilizacion 21. El pasador de retencion 24 que influye en 60 la superficie envolvente exterior del casquillo de estabilizacion 21 descansa de forma deslizante sobre esta, de modo

que una fuerza de aproximacion axial que influye sobe el perno de actuacion 11 conduce a que el perno de actuacion 11 y el casquillo de estabilizacion 21 se desplacen simultaneamente. Solo cuando el pasador de retencion 24 insertado en el cuerpo de mandril 3 se sumerge en una muesca 27 incorporada en la superficie envolvente exterior del casquillo de estabilizacion 21, alli se origina una conexion activa en arrastre de forma o de fuerza entre 5 el casquillo de estabilizacion 21 y el cuerpo de mandril 3, que conduce a que se inmovilice el movimiento del casquillo de estabilizacion 21 y a continuacion tenga lugar un movimiento relativo entre el piston de actuacion 11 y el casquillo de estabilizacion 21, a fin de alejar el perno de actuacion 11 y por consiguiente la mordaza de centrado 6 aun mas del cuerpo de mandril 3. La conexion efectiva entre el pasador de retencion 25 y el casquillo de estabilizacion se suelta luego de modo que el pasador 25 se desliza a lo largo de la superficie envolvente interior del 10 casquillo de estabilizacion.

En las figuras 2 a 5c esta enroscado en un cuerpo de transmision 20 asociado al extremo libre del perno de actuacion 11, que, no obstante tambien se puede fabricar con el perno de actuacion 11 de un material comun, de modo que el perno de actuacion 11 y el cuerpo de transmision 20 estan configurados como componente en una 15 pieza. El cuerpo de transmision 20 presenta una superficie de contacto 33 dirigida hacia el piston de sujecion 34 del medio de accionamiento 10, que esta orientada perpendicularmente al eje longitudinal 2. Entre la superficie de contacto 33 y el piston de sujecion 34 esta dispuesto un rodamiento de rodadura 31 en forma de un rodillo 32, a traves del que se transmite la fuerza de actuacion axial F del medio de accionamiento 10 hacia la superficie de contacto 33, pudiendose realizar simultaneamente durante la regulacion axial del perno de actuacion 11 un 20 movimiento relativo compensador entre la superficie de contacto 33 en el plano que discurre perpendicularmente al eje longitudinal 2, pues la superficie de contacto 33 se mueve segun esta representado en particular en la figura 5a, durante el movimiento de aproximacion del medio de accionamiento 10 en la direccion del eje longitudinal 2. El rodamiento de rodadura 31 tambien puede estar configurado como cojinete de deslizamiento.

25 Ademas, en la figura 4b se puede reconocer que el pasador de retencion 25 se sumerge ahora en la muesca 27 y ha inmovilizado el casquillo de estabilizacion 21. Las mordazas de centrado 6 estan ahora en contacto activo con la pieza de trabajo 4 y la centran.

Ademas, de la figura 5a se puede desprender como se hacen volver las mordazas de centrado 6 desde la posicion 30 centrada con la ayuda del medio de accionamiento 10 y como esta fijado el rodillo 32. En primer lugar, entre el extremo libre del piston de sujecion 35 y el perno de actuacion 11 esta previsto un taco deslizante 17, que esta dispuesto de forma deslizante en el interior del cuerpo de mandril 3. El taco deslizante 17 presenta dos orificios de guiado 18 que discurren espaciados y en paralelo entre si, que estan configurados ventajosamente en forma de U en seccion transversal. En el piston de sujecion 35 y el perno de sujecion 11 esta conformada respectivamente una 35 nariz rectangular 19, que esta montada de forma desplazable axialmente en los orificios de guiado 18 del taco deslizante 17.

El rodillo 32 del rodamiento de rodadura 31 esta dispuesto de forma giratoria en el taco deslizante 17 y descansa sobre la superficie de contacto 33 del perno de actuacion 11 o del cuerpo de transmision 20. En cuanto ahora se 40 produce el retorno del piston de sujecion 35, la conexion activa en arrastre de forma en cuestion entre el piston de sujecion 35 y el perno de actuacion 11 conduce a que el movimiento de retorno del piston de sujecion 35 produce el retorno del perno de actuacion 11.

En cuanto las mordazas de centrado 6 chocan con el lado frontal libre que sobresale hacia fuera del casquillo de 45 estabilizacion 21 o desde el cuerpo de mandril 3, tambien se hace volver el casquillo de estabilizacion 21 a traves de la fuerza de retorno del piston de sujecion 35, de modo que se elimina la conexion de retencion entre el casquillo de estabilizacion 21 y el cuerpo de mandril 3 por el pasador de retencion 24 y el casquillo de estabilizacion 21 se vuelve de nuevo conjuntamente con el piston de actuacion 11.

50 La variante de realizacion del mandril de sujecion de potencia 1 representada en la figura 2 parte del principio de la invencion de que el perno de actuacion 11 tambien se puede apoyar directamente en el orifico de guiado 12 del cuerpo de mandril 3 de forma movil con respecto a este. El casquillo de estabilizacion 21 previsto en particular en las figuras 4a y 4b no se requiere en esta variante de realizacion. Mejor dicho, el perno de actuacion 11 se desliza o resbala de un lado a otro directamente al interior del orificio de guiado 12 en funcion del movimiento del piston 10, 55 segun se ha explicado ya anteriormente en detalle.

La limitacion del recorrido de regulacion del perno de actuacion 11 se realiza para todas las variantes de realizacion mediante la limitacion de la carrera axial del medio de accionamiento 10.

60 En la figura 5d esta la conexion en arrastre de forma entre el perno de actuacion 11 y el medio de accionamiento de

forma mecanica a la inversa en comparacion a la figura 5a, dado que en esta variante de realizacion el rodillo 32 del rodamiento de rodadura 31 esta colocado en el perno de actuacion 11 que esta dirigido hacia el extremo libre del medio de accionamiento 10. El rodillo 32 descansa sobre una superficie de contacto 33 labrada en el extremo libre del medio de accionamiento 10. El taco deslizante 17 asi como las narices 19 conformadas en el piston de sujecion 5 35 y el perno de actuacion 11 engranan, segun se ha descrito ya, en el taco deslizante 17, de modo que entre el piston de actuacion 11 y el piston de sujecion 35 se transmiten en arrastre de forma las fuerzas que discurren en paralelo respecto al eje longitudinal 2 y simultaneamente se puede realizar un movimiento relativo que se origina perpendicularmente respecto al eje longitudinal 2.

10 Por las figuras 5b y 5c se ve ademas que el piston de sujecion 35 esta rodeado completamente por el piston de aproximacion 34 y por consiguiente se forma la camara de presion 39 del piston de aproximacion 34.

De la fig. 5c se puede desprender que la superficie del piston de sujecion 35 se puede reducir aun mas con ayuda de una estructura poligonal 35’ en comparacion a un contorno redondo o anular, de modo que por ello se reducen 15 aun mas las fuerzas de actuacion F a transmitir todavia. A este respecto, la estructura poligonal del piston de sujecion 35 esta dirigida hacia el piston de aproximacion 34 y discurre en el interior de la camara de presion 39.

En las figuras 5e y 5f se muestra que la superficie del piston de sujecion 35 esta disminuida con ayuda de las aberturas de paso 40, que estan incorporadas en un vastago de guiado 41 para la recepcion respectivamente de 20 este 41, de modo que se reduce la superficie a disposicion del piston de sujecion 35. La forma de seccion transversal de las aberturas de paso 40 y su piston de guiado 41 adaptado a ellas pueden estar curvadas en forma de rinon o redondas. El vastago de guiado 41 correspondiente esta fijado de forma orientada en posicion en la superficie de contacto 36 del cuerpo de mandril 3 y el piston de sujecion 35 se mueve con respecto a los vastagos de guiado 41 fijos que discurren en paralelo a su direccion de movimiento.

25

Claims

REIVINDICACIONES

1. Mandril de sujecion de potencia (1) para el apoyo de piezas de trabajo cilindricas (4), que se deben mecanizar mediante una maquina-herramienta en la zona de los extremos libres, que se compone de

5

- un cuerpo de mandril (3), en el que en su eje longitudinal (2) esta incorporada una abertura de paso (5) para la recepcion de la pieza de trabajo (4),

- de un medio de accionamiento (10), a traves del que se genera una fuerza de actuacion, que es absorbida por al menos un perno de actuacion (11) montado de forma movil axialmente en el cuerpo de mandril (3),

10 - de un orificio de guiado (12) incorporado en el cuerpo de mandril (3), que esta inclinado en la direccion del extremo libre de la pieza de trabajo (4) a mecanizar y en el que esta insertado el perno de actuacion (11), y

- de al menos tres mordazas de centrado (6), que estan montadas de forma movil radialmente en la direccion de la pieza de trabajo (4) en respectivamente una ranura de guiado (7) prevista en el cuerpo de mandril (3) y que cooperan en accionamiento con respectivamente un perno de actuacion (11),

15

caracterizado porque

en el medio de accionamiento (10) en su extremo dirigido hacia el perno de actuacion (11) esta previsto un rodamiento de rodadura (31), preferentemente en forma de un rodillo (32), o un cojinete de deslizamiento, porque en 20 el extremo libre del perno de actuacion (11) esta labrada una superficie de contacto (33), que discurre perpendicularmente al eje longitudinal (2) del cuerpo de mandril (3), porque la superficie de contacto (33) y el rodillo (32) o el cojinete de deslizamiento cooperan de manera que las fuerzas de actuacion del medio de accionamiento (10) se transmiten en la direccion axial desde el rodillo (32) o el cojinete de deslizamiento hacia la superficie de contacto (33) del perno de actuacion (11) y porque simultaneamente se libera un movimiento relativo orientado 25 perpendicularmente respecto al eje longitudinal (2) del cuerpo de mandril (3) entre la superficie de contacto (33) del perno de actuacion (11) y del rodillo (32) del rodamiento de rodadura (31) o cojinete de deslizamiento, o

porque en el extremo libre del perno de actuacion (11) dirigido hacia el medio de accionamiento (10) esta previsto 30 un rodamiento de rodadura (31), preferentemente en forma de un rodillo (32), o un cojinete de deslizamiento, porque en el extremo libre del medio de accionamiento (10) dirigido hacia el perno de actuacion (11) esta labrada una superficie de contacto (33), que discurre perpendicularmente respecto al eje longitudinal (2) del cuerpo de mandril (3), porque la superficie de contacto (33) y el rodillo (32) del rodamiento de rodadura (31) o el cojinete de deslizamiento cooperan de manera que la fuerza de actuacion del medio de accionamiento (10) se trasfiere en la 35 direccion axial a traves de su superficie de contacto (33) hacia el rodillo (32) del rodamiento de rodadura (31) o del cojinete de deslizamiento colocado en el perno de actuacion (11), porque simultaneamente se libera un movimiento relativo dirigido perpendicularmente respecto al eje longitudinal (2) del cuerpo de mandril (3) entre la superficie de contacto (33) del medio de accionamiento (10) y del rodillo (32) del rodamiento de rodadura (31) o del cojinete de deslizamiento del perno de actuacion (11), porque el medio de accionamiento (10) esta formado por al menos dos 40 pistones de aproximacion (34) y pernos de sujecion (35) montados uno en otro de forma telescopica y porque el piston de sujecion (35) se puede mover axialmente con respecto al piston de aproximacion (34) para la generacion de la fuerza de sujecion.
2. Mandril de sujecion de potencia segun la reivindicacion 1,

45

caracterizado porque

la carrera axial del piston de aproximacion (34) esta limitada mediante una superficie de tope (36) labrada en el cuerpo de mandril (3).

50 3. Mandril de sujecion de potencia segun la reivindicacion 1 o 2,

caracterizado porque

el piston de aproximacion y de sujecion (34, 35) se pueden actuar de forma neumatica o hidraulica.
4. Mandril de sujecion de potencia segun la reivindicacion 1,

55

caracterizado porque

la superficie del piston de sujecion (35) dirigida hacia el piston de aproximacion (34) esta configurada en forma de una estructura poligonal (35’) y/o porque en la superficie del piston de sujecion (35) estan incorporadas una o varias aberturas de paso (40), que presentan una seccion transversal de paso redonda y/o curvada en forma de rinon, en 60 las que esta dispuesto respectivamente un vastago de guiado (41) fijada en la superficie de contacto (36).
5. Mandril de sujecion de potencia segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

5 la mordaza de centrado (6) correspondiente se puede regular en el perno de actuacion (11) en la direccion radial con respecto a este.
6. Mandril de sujecion de potencia segun una de las reivindicaciones anteriores,

10 caracterizado porque

el recorrido de regulacion axial del perno de actuacion (11) esta limitado mediante un tope (21,25).
7. Mandril de sujecion de potencia segun una de las reivindicaciones anteriores,

15 caracterizado porque

entre el piston de actuacion (11) y el orificio de guiado (12) esta previsto un casquillo de estabilizacion (21), y porque la longitud del casquillo de estabilizacion (21) esta dimensionada referido a la longitud del perno de actuacion (11) menor que esta.

20 8. Mandril de sujecion de potencia segun una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque

en el perno de actuacion (11) esta incorporado un orificio (22), que discurre perpendicularmente al eje longitudinal (13) del perno de actuacion (11), porque en el orificio (22) esta insertado un pasador de retencion (24) y un resorte 25 helicoidal de compresion (26), mediante el que esta presionado el pasador de retencion (24) en la direccion hacia la superficie envolvente interior del casquillo de estabilizacion (21) y porque en la superficie envolvente del casquillo de estabilizacion (21) esta incorporada una muesca (27) en la que engrana el pasador de retencion (24), de manera que se forma una conexion activa en arrastre de forma o de fuerza entre el perno de actuacion (11) y el casquillo de estabilizacion (21).

30
9. Mandril de sujecion de potencia segun la reivindicacion 7 u 8,

caracterizado porque

en el cuerpo de mandril (3) esta incorporado un orificio (23), que discurre perpendicularmente respecto al eje 35 longitudinal (13) del perno de actuacion (11), porque en el orificio (23) esta insertado un pasador de retencion (25) y un resorte helicoidal de compresion (26) y porque en la superficie envolvente exterior del casquillo de estabilizacion (21) esta incorporada una muesca (28) en la que engrana el pasador de retencion (25), de manera que se forma una conexion activa en arrastre de forma y de fuerza entre el casquillo de estabilizacion (21) y el cuerpo de mandril (3).

40 10. Mandril de sujecion de potencia segun una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque

en cada una de las mordazas de centrado (6) esta incorporado un agujero oblongo (14), que en el estado montado discurre perpendicularmente respecto al eje longitudinal (2) del cuerpo de mandril (3), porque las mordazas de 45 centrado (6) se pueden bloquear en el perno de actuacion (11) mediante uno o varios tornillos de fijacion (15) y porque los tornillos de fijacion (15) penetran en el agujero oblongo (14) y que estan apoyados en un orificio roscado

(16) incorporado en el perno de actuacion (11).
11. Mandril de sujecion de potencia segun la reivindicacion 10,

50

caracterizado porque

la longitud del agujero oblongo (14) de la mordaza de centrado (6) correspondiente se corresponde entre 1/3 y 2/3 de la longitud de la mordaza de centrado (6).

55 12. Mandril de sujecion de potencia segun una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque

entre el piston (10) y el perno de actuacion (11) esta previsto un taco deslizante (17), porque en el taco deslizante

(17) estan incorporadas dos aberturas de guiado (18) que discurren de forma espaciada y en paralelo y porque 60 narices (19) conformadas en el piston (10) y el perno de actuacion (11) estan insertadas en el orificio de guiado (18)

correspondiente y estan montadas de forma desplazable en este.
13. Mandril de sujecion de potencia segun la reivindicacion 12,

5 caracterizado porque

el rodillo (32) esta dispuesto en el taco deslizante (17) entre las dos aberturas de guiado (18).