ES3050067T3 - Hydraulic expansion chuck and drill feed unit - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un mandril de expansión hidráulico (200) con un receptáculo de sujeción (225) para sujetar de forma liberable una herramienta, en donde el mandril de expansión hidráulico (200) tiene una dimensión de ancho máxima de al menos 5 mm a como máximo 40 mm, preferiblemente al menos 7 mm a como máximo 35 mm, preferiblemente al menos 10 mm a como máximo 30 mm, preferiblemente al menos 15 mm a como máximo 20 mm, perpendicular a un eje longitudinal (A') del mandril de expansión hidráulico (200). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0003] Mandril de expansión hidráulica y unidad de avance de taladrado

[0005] La invención se refiere a un mandril de expansión hidráulica y a una unidad de avance de taladrado.

[0007] En las aplicaciones de herramientas en las que solo hay un pequeño espacio de instalación para alojar o disponer una herramienta en un portaherramientas, existe el problema fundamental de cambiar de herramienta de forma sencilla y económica. Por regla general, para este tipo de aplicaciones están previstas piezas adaptadoras diseñadas específicamente, que están conectadas de manera no liberable a la herramienta, por ejemplo, contraídas sobre la herramienta. Cuando se sustituye la herramienta, la pieza adaptadora que está conectada de manera no liberable a la herramienta desgastada se desecha al mismo tiempo. Por un lado, esto conlleva un aumento de los costes de material y, por otro, la conexión constante y no liberable de las piezas adaptadoras a herramientas requiere mucho tiempo, y normalmente se necesitan piezas y/o materiales adicionales para crear la conexión no liberable.

[0009] Un mandril de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 se conoce por el documento EP 1649 956 A1. Otro mandril es conocido por el documento GB 833048 A.

[0011] Estos problemas surgen en particular en relación con las unidades de avance de taladrado, como las que se utilizan para crear agujeros de remache en la construcción aeronáutica, que están configuradas para desplazar mecánicamente una broca en la dirección axial durante un proceso de perforación. A este respecto, en este tipo de aplicación, solo se dispone de un espacio de instalación muy limitado para la conexión mecánica de la broca a la unidad de avance de taladrado, en donde normalmente se utilizan piezas adaptadoras que se contraen sobre la broca de manera no liberable, con las desventajas mencionadas anteriormente.

[0013] Por lo tanto, existe la necesidad, por un lado, de una forma de sujetar herramientas de forma intercambiable incluso en espacios de instalación reducidos y, por otro lado, de una unidad de avance de taladrado que permita sustituir mejor la broca de forma más sencilla, económica y con ahorro de material.

[0015] La invención se basa, por tanto, en el objetivo de crear un mandril de expansión hidráulica y una unidad de avance de taladrado, en donde se palien o eviten las desventajas mencionadas.

[0017] De acuerdo con la invención, el objetivo se consigue proporcionando un mandril de expansión hidráulica de acuerdo con la reivindicación 1, que presenta un alojamiento de sujeción para la sujeción liberable una herramienta. Otras configuraciones se desprenden de las reivindicaciones dependientes. El mandril de expansión hidráulica tiene una dimensión de anchura máxima en perpendicular a un eje longitudinal del mandril de expansión hidráulica de como mínimo 5 mm a como máximo 40 mm, preferiblemente de como mínimo 7 mm a como máximo 35 mm, preferiblemente de como mínimo 10 mm a como máximo 30 mm, preferiblemente de como mínimo 15 mm a como máximo 20 mm. De este modo se proporciona un mandril de expansión hidráulica especialmente pequeño que puede utilizarse para sujetar una herramienta incluso en espacios de instalación reducidos. Esto significa que el mandril de expansión hidráulica puede utilizarse en lugar de una pieza adaptadora que, de lo contrario, debería fijarse de manera no liberable a la herramienta.

[0019] Un eje longitudinal del mandril de expansión hidráulica es en este caso en particular un eje que se extiende en paralelo a un eje longitudinal según lo previsto de una herramienta que se va a sujetar en el alojamiento de sujeción en el estado sujetado, en donde el eje longitudinal del mandril de expansión hidráulica coincide preferiblemente con el eje longitudinal de la herramienta en el estado sujetado. Alternativa o adicionalmente, el eje longitudinal del mandril de expansión hidráulica es preferiblemente un eje de la expansión más larga del mandril de expansión hidráulica.

[0021] Por lo tanto, la dimensión de anchura máxima se mide preferentemente en perpendicular a una dirección axial de la herramienta sujeta de manera liberable en el alojamiento de sujeción.

[0023] La dimensión de anchura máxima es, en particular, una dimensión de la mayor anchura del mandril de expansión hidráulica en perpendicular al eje longitudinal.

[0025] En particular, la dimensión de anchura máxima es preferentemente un diámetro exterior del mandril de expansión hidráulica, que es preferiblemente al menos por zonas cilíndrico, preferiblemente al menos por zonas cilíndrico circular.

[0026] Las características de diseño del mandril de expansión hidráulica descritas a continuación en relación con las configuraciones preferidas y perfeccionamientos de la invención también son aplicables en el caso de ejemplos de realización preferidos de acuerdo con la invención del mandril de expansión hidráulica, independientemente de las dimensiones del mandril de expansión hidráulica descritas anteriormente. Su combinación con las dimensiones descritas anteriormente se prefiere especialmente.

[0028] De una manera conocidaper se,el mandril de expansión hidráulica presenta un espacio de sujeción rodeado por una pared de sujeción, que está configurado para alojar una herramienta por zonas y sujetar la herramienta en el espacio de sujeción. En la pared de sujeción está formada al menos una cámara de presión, que preferiblemente puede llenarse o está llena de un fluido a presión, en particular un aceite a presión. En una primera posición funcional del mandril de expansión hidráulica, hay un primer valor de presión en la al menos una cámara de presión, en donde una superficie interior de la pared de sujeción se deforma elásticamente hacia el interior del espacio de sujeción al primer valor de presión, de modo que una herramienta dispuesta en el espacio de sujeción queda sujeta de forma segura y firme por la superficie interior deformada de la pared de sujeción. En una segunda posición funcional del mandril de expansión hidráulica prevalece un segundo valor de presión en el al menos un espacio de presión, en donde la superficie interior de la pared de sujeción en la segunda posición funcional no se deforma hacia el interior del espacio de sujeción al segundo valor de presión, sino que se desplaza, en particular elásticamente, a un estado de reposo en el que el espacio de sujeción tiene una dimensión interna mayor, en particular un diámetro interno mayor, que cuando la superficie interior de la pared de sujeción se deforma hacia el interior del espacio de sujeción en la primera posición funcional. A este respecto, el segundo valor de presión es inferior al primer valor de presión. En la segunda posición funcional, la herramienta se puede retirar del espacio de sujeción o se puede desplazar una nueva herramienta al interior del espacio de sujeción. Por lo tanto, la herramienta se libera en la segunda posición funcional. El mandril de expansión hidráulica puede desplazarse a este respecto reversiblemente de la primera posición funcional a la segunda posición funcional y viceversa.

[0030] El mandril de expansión hidráulica está configurado en particular para su uso como mandril intercambiable de una unidad de avance de taladrado de acuerdo con la invención o una unidad de avance de taladrado según una de las formas de realización divulgadas conforme a la presente enseñanza técnica.

[0032] En particular, el alojamiento de sujeción está configurado para la sujeción liberable de una broca, preferiblemente para una unidad de avance de taladrado de este tipo.

[0034] De acuerdo con la invención, está previsto que el mandril de expansión hidráulica presente, orientada en sentido opuesto al alojamiento de sujeción a lo largo del eje longitudinal, una pieza de conexión para la conexión mecánica a un alojamiento para el mandril de expansión hidráulica, así como, además, una superficie de centrado, en donde la superficie de centrado está dispuesta desplazada radialmente hacia fuera con respecto a la pieza de conexión. De este modo, el mandril de expansión hidráulica puede conectarse de forma sencilla, segura, reproducible y estable a un alojamiento para el mandril de expansión hidráulica, en particular a un alojamiento de broca y, muy en particular, a un alojamiento de pieza intermedia de una unidad de avance de taladrado, en particular una unidad de avance de taladrado de acuerdo con la invención o una unidad de avance de taladrado según una de las formas de realización divulgadas conforme a la presente enseñanza técnica. La pieza de conexión permite a este respecto la conexión mecánica, en donde la superficie de centrado permite a la vez centrar y orientar axialmente el mandril de expansión hidráulica con respecto al alojamiento. En particular, esto garantiza que el eje longitudinal del mandril de expansión hidráulica esté alineado o coincida con la dirección axial del alojamiento, en particular con la dirección axial de la unidad de avance de taladrado.

[0036] Preferiblemente, el alojamiento presenta una superficie de centrado complementaria. En particular, el alojamiento de pieza intermedia presenta preferentemente una superficie de centrado complementaria. Cuando el mandril de expansión hidráulica está fijado al alojamiento, la superficie de centrado se apoya en toda su superficie contra la superficie de centrado complementaria, de modo que el mandril de expansión hidráulica queda centrado sobre o en el alojamiento. El hecho de que la superficie de centrado esté dispuesta desplazada radialmente hacia fuera con respecto a la pieza de conexión contribuye de forma especialmente favorable, a este respecto, a un centrado estable y reproducible.

[0038] Preferentemente, la superficie de centrado también está dispuesta desplazada axialmente respecto al alojamiento de sujeción, con respecto a la pieza de conexión. En particular, se sitúa por detrás de la pieza de conexión en la dirección de montaje, de modo que durante una operación de montaje la pieza de conexión encaja primero con el alojamiento y la superficie de centrado entra en contacto con la superficie complementaria en último lugar.

[0040] De acuerdo con un perfeccionamiento de la invención está previsto que la pieza de conexión esté diseñada como un conector roscado. El conector roscado está diseñado preferentemente como una tubuladura cilíndrica con una rosca interna o, de manera particularmente preferente, como una tubuladura roscada con una rosca externa. Se entiende que el conector roscado diseñado como tubuladura cilíndrica no tiene que tener necesariamente una geometría cilíndrica circular. Más bien, la forma de la base del cilindro también puede desviarse de la geometría circular, por ejemplo tener una geometría poligonal o cualquier otra. Por lo tanto, el término "cilindro" se utiliza en este caso en su forma más general para la extrusión de cualquier perfil plano a lo largo de un eje de extrusión. Sin embargo, el eje de extrusión es preferentemente perpendicular a un plano perfilado del perfil.

[0042] De acuerdo con la invención, la superficie de centrado está diseñada como una superficie troncocónica, en particular como una superficie troncocónica externa.

[0044] La superficie de centrado complementaria, en particular la superficie de centrado complementaria de la unidad de avance de taladrado, está diseñada preferentemente como una superficie troncocónica, en particular como una superficie troncocónica interna. En particular, la superficie de centrado y la superficie de centrado complementaria están diseñadas para complementarse mutuamente de modo que, cuando el mandril de expansión hidráulica esté montado, puedan apoyarse una contra otra en toda su superficie y cooperar.

[0046] De acuerdo con la invención, está previsto que la al menos una cámara de presión esté conectada en comunicación de fluidos con al menos un cilindro de presión, en donde un eje longitudinal de cilindro del al menos un cilindro de presión forma con el eje longitudinal del mandril de expansión hidráulica un ángulo que asciende a desde como mínimo 0° hasta como máximo 3°, preferiblemente a desde como mínimo 1° hasta como máximo 2°, preferiblemente a 1,5°. En particular, esto permite el diseño muy pequeño, miniaturizado, del mandril de expansión hidráulica, ya que el cilindro de presión está dispuesto en paralelo al eje longitudinal o con un pequeño ángulo agudo con respecto al eje longitudinal del mandril de expansión hidráulica ahorrando espacio y, por tanto, puede integrarse en el mandril de expansión hidráulica muy cerca del eje longitudinal, en dirección radial. En los mandriles de expansión hidráulica convencionales de mayor tamaño, un eje longitudinal de cilindro de un cilindro de presión suele tener un ángulo mucho mayor con respecto al eje longitudinal del mandril de expansión hidráulica, en donde el eje longitudinal de cilindro del cilindro de presión puede ser, en particular, perpendicular al eje longitudinal del mandril de expansión hidráulica. Esto requiere un espacio de instalación considerablemente mayor.

[0048] Un émbolo de presión está dispuesto preferiblemente en el al menos un cilindro de presión de manera desplazable. Desplazando el émbolo de presión en el cilindro de presión puede modificarse el volumen disponible para el fluido a presión, de modo que el fluido a presión pueda comprimirse en la primera posición funcional y descomprimirse en la segunda posición funcional con respecto a la primera posición funcional. Por lo tanto, el primer valor de presión y el segundo valor de presión pueden proporcionarse en particular mediante el desplazamiento adecuado del émbolo de presión en el cilindro de presión, en donde el émbolo de presión en el cilindro de presión deja libre un volumen menor para el fluido a presión en la primera posición funcional, es decir, se desplaza hacia el interior del cilindro de presión, liberando un volumen mayor para el fluido a presión en la segunda posición funcional, es decir, se desplaza una cierta distancia fuera del cilindro de presión o alejándose de la cámara de presión en el cilindro de presión.

[0050] De acuerdo con la invención, está previsto que un orificio para tornillo de apriete esté asociado con el al menos un cilindro de presión. A este respecto, un eje longitudinal de orificio del orificio para tornillo de apriete está orientado en paralelo al eje longitudinal de cilindro del cilindro de presión. Esto permite un accionamiento especialmente sencillo del émbolo de presión en el cilindro de presión a través del orificio para tornillo de apriete.

[0052] Alternativa o adicionalmente, está previsto que el eje longitudinal de orificio del orificio para tornillo de apriete esté dispuesto perpendicularmente al eje longitudinal de cilindro, desplazado con respecto al eje longitudinal de cilindro. Por tanto, el eje longitudinal de orificio del orificio para tornillo de apriete no está alineado con el eje longitudinal de cilindro, sino que, más bien, está desplazado perpendicularmente a él, en particular paralelamente. Este diseño en particular permite un espacio de instalación especialmente pequeño para el mandril de expansión hidráulica. El orificio para tornillo de apriete tiene un diámetro mayor que el cilindro de presión, de modo que ocupa un espacio de instalación relativamente grande en perpendicular al eje longitudinal o al eje longitudinal de cilindro.

[0054] En particular, el eje longitudinal de orificio del orificio para tornillo de apriete está dispuesto desplazado radialmente hacia el interior hacia el eje longitudinal del mandril de expansión hidráulica con respecto al eje longitudinal de cilindro, de modo que, como resultado, el orificio para tornillo de apriete puede tener como máximo una pequeña sobremedida radialmente hacia el exterior con respecto a la posición más externa del cilindro de presión.

[0056] En particular, el orificio para tornillo de apriete está configurado para alojar un tornillo de apriete, que a su vez está configurado para influir en la presión del cilindro de presión y, por tanto, también en la al menos una cámara de presión. En particular, el orificio para tornillo de apriete está conectado operativamente con el cilindro de presión; de manera especialmente preferente, el tornillo de apriete está conectado operativamente con el émbolo de presión para su accionamiento. En particular, el tornillo de apriete está en contacto físico con el émbolo de presión, de modo que el émbolo de presión puede desplazarse en el cilindro de presión al desplazar el tornillo de apriete, en particular al enroscar y/o desenroscar el tornillo de apriete dentro y/o fuera del orificio para tornillo de apriete.

[0058] El tornillo de apriete está diseñado preferentemente como tornillo prisionero. Dispone preferentemente de un acople de accionamiento a través del cual se puede introducir un par de torsión en el tornillo de apriete. El acople de accionamiento está diseñado en una configuración preferida como un hexágono interior.

[0060] De acuerdo con un perfeccionamiento de la invención, está previsto que la cámara de presión esté conectada en comunicación de fluidos con una pluralidad de cilindros de presión. Esto permite reducir aún más el tamaño del mandril de expansión hidráulica. Normalmente, se requiere un cierto recorrido de desplazamiento del émbolo de presión en el cilindro de presión para conseguir un desplazamiento volumétrico suficiente para una sujeción estable y firme de la herramienta en el espacio de sujeción. Si este desplazamiento volumétrico debe conseguirse con un solo cilindro de presión, se requiere una cierta longitud mínima para el cilindro de presión en dirección axial. Si, por el contrario, se dispone de varios cilindros de presión conectados en comunicación de fluidos con la misma cámara de presión, los distintos cilindros de presión contribuyen conjuntamente al desplazamiento volumétrico, de modo que cada cilindro de presión individual puede ser más corto, ya que debe preverse un recorrido de desplazamiento correspondientemente menor para los émbolos de presión individuales. De este modo, el mandril de expansión hidráulica puede hacerse más pequeño en dirección axial.

[0062] De acuerdo con un perfeccionamiento de la invención, está previsto que el al menos un orificio para tomillo de apriete desemboque en la superficie de centrado. De este modo, la superficie de centrado puede utilizarse de forma ventajosa y, en particular, ahorrando espacio, tanto para centrar el mandril de expansión hidráulica como para accionar el al menos un tornillo de apriete en el al menos un orificio para tornillo de apriete.

[0064] De acuerdo con una configuración preferida, el mandril de expansión hidráulica presenta al menos dos cilindros de presión, en particular exactamente dos cilindros de presión o exactamente tres cilindros de presión. Estos pueden estar previstos, distribuidos simétricamente a lo largo de una línea circunferencial, en el mandril de expansión hidráulica. Sin embargo, también es posible que el mandril de expansión hidráulica presente adicionalmente al menos un orificio de equilibrado, preferiblemente exactamente uno, en cuyo caso los cilindros de presión y los orificios para tornillo de apriete junto con el orificio de equilibrado están dispuestos preferiblemente de forma simétrica a lo largo de la línea circunferencial, en particular a distancias angulares iguales entre sí. En particular, es posible que tres orificios para tornillo de apriete/cilindros de presión estén dispuestos a una distancia angular de en cada caso 90° a lo largo de la línea circunferencial, estando el orificio de equilibrado dispuesto en el cuarto cuadrante resultante a una distancia angular de en cada caso 90° de los orificios para tornillo de apriete/cilindros de presión inmediatamente adyacentes.

[0065] De acuerdo con un perfeccionamiento de la invención, está previsto que el mandril de expansión hidráulica presente al menos dos superficies para llave para introducir un par de torsión en el mandril de expansión hidráulica, estando formadas preferentemente las superficies para llave en una pared circunferencial exterior del mandril de expansión hidráulica, en particular en la región del alojamiento de sujeción. Una herramienta, en particular una llave inglesa, puede actuar sobre las superficies para llave para enroscar el mandril de expansión hidráulica con la pieza de conexión, en particular el conector roscado, en un alojamiento o atornillarlo al alojamiento. De manera especialmente preferente están previstas seis superficies para llave en forma de hexágono exterior, en particular en el extremo del mandril de expansión hidráulica en el que está previsto el alojamiento de sujeción, es decir, de manera opuesta a la pieza de conexión a lo largo del eje longitudinal.

[0067] De acuerdo con una configuración preferida, el mandril de hidrógeno se fabrica de forma aditiva, en particular mediante impresión en 3D, en particular mediante fusión capa por capa de un polvo metálico basada en lecho de polvo, en particular mediante radiación láser, en particular mediante sinterización por láser o fusión por haz láser. De este modo, el mandril de expansión hidráulica puede fabricarse de una sola pieza de forma sencilla a pesar de su geometría relativamente compleja.

[0069] Preferiblemente, el mandril de expansión hidráulica presenta un chaflán de inserción o redondeo de inserción en el alojamiento de sujeción, en particular en una boca del espacio de sujeción. Esto facilita la inserción de una herramienta, en particular una broca, en el alojamiento de sujeción.

[0071] Preferiblemente, una superficie circunferencial del mandril de expansión hidráulica es cilíndrica, en particular cilíndrica circula, al menos por zonas. De manera especialmente preferente, el mandril de expansión hidráulica está diseñado en su conjunto de forma cilíndrica circular, preferiblemente a excepción de la superficie de centrado, la pieza de conexión y/o las superficies para llave. En particular, el mandril de expansión hidráulica está diseñado de forma cilíndrica circular desde la superficie de centrado hasta las superficies para llave -visto en dirección longitudinal- con respecto a la superficie circunferencial exterior, es decir, tiene una superficie circunferencial cilíndrica circular, totalmente cilíndrica. Se trata de una geometría especialmente favorable para espacios de instalación estrechos.

[0072] Además, de acuerdo con la invención, el objetivo se consigue proporcionando una unidad de avance de taladrado de acuerdo con la reivindicación 7. Otras configuraciones se desprenden de las demás reivindicaciones dependientes.

[0073] La unidad de avance de taladrado presenta un alojamiento de broca que está configurado para fijar una broca a la unidad de avance de taladrado. La unidad de avance de taladrado también presenta un dispositivo de avance que está configurado para desplazar mecánicamente el alojamiento de broca con respecto a una carcasa de la unidad de avance de taladrado en la dirección axial. El alojamiento de broca presenta, a este respecto, un mandril intercambiable que está configurado para la fijación liberable -es decir, para sujetar en particular un vástago de broca cilíndrico- de la broca al mandril intercambiable. Con la ayuda del mandril intercambiable es posible cambiar la broca de una manera sencilla y económica, sin que se requieran materiales y/o herramientas adicionales complejos y a veces caros para cambiar la broca, y sin que sea necesario prever una pieza adaptadora unida de manera liberable a la broca y que se desecharía junto con ella. Más bien, la broca puede retirarse fácilmente del mandril intercambiable y puede sujetarse una nueva broca en el mandril intercambiable.

[0075] En particular, el alojamiento de broca está configurado para fijar la broca a la unidad de avance de taladrado de forma desmontable, en donde la broca puede desplazarse mecánicamente con respecto a la carcasa al mismo tiempo que el alojamiento de broca. De este modo, la broca se hace avanzar en dirección axial mediante el dispositivo de avance.

[0076] El alojamiento de broca está configurado en particular para la fijación indirecta de la broca a la unidad de avance de taladrado, por lo que el alojamiento de broca no está diseñado en sí mismo como mandril intercambiable, sino que está configurado para fijar el mandril intercambiable al alojamiento de broca. Sin embargo, también es posible que el propio alojamiento de broca esté diseñado como mandril intercambiable, en cuyo caso se configura para la fijación directa de la broca a la unidad de avance de taladrado.

[0078] Por dirección axial se entiende en este caso en particular una dirección que se extiende a lo largo de una dirección longitudinal de la broca y, en particular, a lo largo de una dirección de avance, que está definida por el dispositivo de avance y por el desplazamiento según lo previsto del alojamiento de broca con respecto a la carcasa, que puede efectuarse mediante el dispositivo de avance. Para taladrar un orificio, la broca se hace girar alrededor de su eje longitudinal de una manera conocida y se desplaza a lo largo de su eje longitudinal, es decir, en la dirección axial. Una dirección radial es perpendicular a la dirección axial, una dirección circunferencial rodea concéntricamente la dirección axial.

[0080] La carcasa aloja preferentemente el alojamiento de broca. Alternativa o adicionalmente, la carcasa aloja el dispositivo de avance. En particular, la carcasa rodea preferentemente el alojamiento de broca y/o el dispositivo de avance al menos por zonas.

[0082] De acuerdo con un perfeccionamiento de la invención, está previsto que el alojamiento de broca presente un alojamiento de pieza intermedia y una pieza intermedia, en donde la pieza intermedia está configurada para conectarse mecánicamente por un extremo, es decir, en un primer extremo, al alojamiento de pieza intermedia y por el otro extremo, es decir, en un segundo extremo opuesto al primer extremo a lo largo de un eje longitudinal de la pieza intermedia, preferiblemente en la dirección axial, a una broca. A este respecto, la pieza intermedia es el mandril intercambiable de la unidad de avance de taladrado para la sujeción liberable -en particular para la sujeción de, en particular, un vástago de broca cilindrico- de la broca. En este caso, el alojamiento de broca está configurado para sujetar la broca indirectamente a la unidad de avance de taladrado, mientras que el alojamiento de pieza intermedia está configurado para sujetar la pieza intermedia al alojamiento de pieza intermedia, estando la pieza intermedia configurada a su vez como un mandril intercambiable para sujetar la broca de manera liberable. En particular, la pieza intermedia está configurada para fijarse por un extremo al alojamiento de pieza intermedia y por el otro extremo para fijar la broca a la pieza intermedia. La pieza intermedia está diseñada como un mandril intercambiable, en particular en el segundo extremo.

[0084] Para sustituir la broca, resulta especialmente sencillo separar primero la pieza intermedia del alojamiento de pieza intermedia y, a continuación, liberar la broca de la pieza intermedia. A continuación, se puede sujetar una nueva broca en la pieza intermedia, que está diseñada como mandril intercambiable, tras lo cual la pieza intermedia se vuelve a fijar al alojamiento de pieza intermedia. En particular, esto hace posible retirar la pieza intermedia del alojamiento de pieza intermedia y, por tanto, del alojamiento de broca para cambiar la broca, proporcionando así más espacio para accionar el mandril intercambiable. De este modo, un usuario de la unidad de avance de taladrado no tiene que trabajar en el reducido espacio de instalación de la región del alojamiento de broca para cambiar la broca. Al mismo tiempo, la pieza intermedia representa una pieza adaptadora que no tiene que desecharse junto con una broca desgastada, sino que puede reutilizarse soltando una broca desgastada del mandril intercambiable y sujetando una nueva broca en el mandril intercambiable.

[0086] De acuerdo con un perfeccionamiento de la invención, está previsto que la pieza intermedia presente por un extremo, en particular en el primer extremo, una pieza de conexión que está configurada para conectar mecánicamente la pieza intermedia al alojamiento de pieza intermedia. Por el otro extremo, en particular en el segundo extremo, la pieza intermedia presenta un alojamiento de sujeción para sujetar la broca de manera liberable. De este modo, está diseñada como un mandril intercambiable en el segundo extremo.

[0088] De acuerdo con una configuración preferida, la pieza de conexión está diseñada como un conector roscado que está configurado para atornillar la pieza intermedia al alojamiento de pieza intermedia.

[0090] El conector roscado en el primer extremo facilita especialmente la conexión de la pieza intermedia al alojamiento de pieza intermedia mediante atornillado o enroscado.

[0092] Preferiblemente, el conector roscado está diseñado como una tubuladura cilindrica con una rosca interna, o de manera particularmente preferida como una tubuladura roscada con una rosca externa. El alojamiento de pieza intermedia presenta, de manera correspondiente, o bien una rosca externa complementaria para enroscar en la tubuladura cilindrica con rosca interna o bien una rosca interna complementaria para enroscar la tubuladura roscada con rosca externa. Se entiende que el conector roscado diseñado como tubuladura cilindrica no tiene que tener necesariamente una geometría cilindrica circular. Más bien, la forma de la base del cilindro también puede desviarse de la geometría circular, por ejemplo tener una geometría poligonal o cualquier otra. Por lo tanto, el término "cilindro" se utiliza en este caso en su forma más general para la extrusión de cualquier perfil plano a lo largo de un eje de extrusión. Sin embargo, el eje de extrusión es preferentemente perpendicular a un plano perfilado del perfil.

[0094] De acuerdo con un perfeccionamiento de la invención, está previsto que el mandril intercambiable se seleccione de un grupo que consiste en un mandril de expansión hidráulica, un mandril de pinza, un mandril poligonal y un mandril de superficie. Todos estos mandriles son adecuados para la fijación liberable de una broca. Un ejemplo de realización adecuado de un mandril de expansión hidráulica se describe con más detalle conforme a la presente enseñanza técnica. Un mandril intercambiable diseñado como mandril de pinza presenta preferiblemente unas lengüetas de sujeción elásticas en la dirección radial, que pueden desplazarse opcionalmente a una posición de sujeción y a una posición de liberación mediante una caperuza de sujeción o tuerca de sujeción. Un mandril poligonal tiene una geometría poligonal que puede ensancharse aplicando una presión o fuerza externa para liberar una herramienta del mandril o para insertar una nueva herramienta en el mandril, en donde la retirada de la presión o fuerza externa hace que el mandril poligonal vuelva a una configuración de sujeción en la que la herramienta queda sujeta en el mandril poligonal. En particular, un mandril de superficie presenta un pasador de sujeción o un tornillo de sujeción que coopera con una superficie de sujeción de una herramienta en una posición de sujeción para sujetar la herramienta en el mandril de superficie, en donde la herramienta se puede liberar del mandril de superficie desplazando el pasador de sujeción o el tornillo de sujeción a una posición de liberación.

[0096] De acuerdo con un perfeccionamiento de la invención, está previsto que el alojamiento de broca esté dispuesto al menos por zonas en una sección de carcasa de la carcasa. Por tanto, el alojamiento de broca está dispuesto en el interior de la carcasa, de modo que en este caso solo se dispone de un espacio de instalación muy limitado para fijar la broca. La sección de carcasa es preferiblemente una sección de carcasa distal, es decir, una sección de carcasa orientada hacia una pieza de trabajo que se va a mecanizar según lo previsto. Preferiblemente, el alojamiento de broca puede desplazarse en la sección de carcasa y con respecto a la sección de carcasa.

[0098] Preferiblemente, el alojamiento de broca está dispuesto con el alojamiento de pieza intermedia y, preferentemente, también con la pieza intermedia en la sección de carcasa, al menos por zonas. El alojamiento de broca con el alojamiento de pieza intermedia, la pieza intermedia y la broca se disponen de manera especialmente preferente al menos por zonas en la sección de carcasa.

[0100] De acuerdo con un perfeccionamiento de la invención, está previsto que el mandril intercambiable, en particular la pieza intermedia, tenga una dimensión de anchura máxima que asciende a desde como mínimo 5 mm hasta como máximo 40 mm, preferiblemente a desde como mínimo 7 mm hasta como máximo 35 mm, preferiblemente a desde como mínimo 10 mm hasta como máximo 30 mm, preferiblemente a desde como mínimo 15 mm hasta como máximo 20 mm. El mandril intercambiable es, por tanto, muy pequeño -especialmente con respecto a las dimensiones de los mandriles intercambiables conocidos- y es adecuado para su uso en espacios de instalación muy estrechos, en particular en una unidad de avance de taladrado. La dimensión de anchura se mide en particular en perpendicular a la dirección axial. A este respecto, se entiende por dimensión de anchura máxima la mayor expansión del mandril intercambiable en perpendicular a la dirección axial. La dimensión de anchura máxima es, de manera especialmente preferente, un diámetro exterior máximo del mandril intercambiable que es preferiblemente cilíndrico circular, preferentemente al menos por zonas con simetría cilíndrica.

[0102] De acuerdo con un perfeccionamiento de la invención, está previsto que la sección de carcasa esté conectada de forma separable a una carcasa superior, en donde la sección de carcasa puede separarse de la carcasa superior para sustituir la broca. La separación de la sección de la carcasa de la carcasa superior permite el acceso al alojamiento de broca y, por lo tanto, en particular, permite sustituir la broca del alojamiento de broca. En particular, separar la sección de carcasa de la carcasa superior permite acceder al alojamiento de pieza intermedia y a la pieza intermedia para separar la pieza intermedia del alojamiento de pieza intermedia. Después de sustituir la broca en la pieza intermedia, la pieza intermedia puede volver a conectarse al alojamiento de pieza intermedia, tras lo cual la sección de carcasa puede volver a conectarse a la carcasa superior.

[0104] Preferiblemente, el dispositivo de avance está dispuesto en la carcasa superior y permanece en ella mientras se sustituye la broca.

[0106] De acuerdo con la invención, está previsto que el mandril intercambiable, en particular la pieza intermedia, esté diseñado como un mandril de expansión hidráulica de acuerdo con la invención.

[0108] A este respecto, las ventajas aquí descritas se materializan de manera especial.

[0110] Un procedimiento para cambiar una broca en una unidad de avance de taladrado presenta las siguientes etapas: Se libera una primera broca de un mandril intercambiable de la unidad de avance de taladrado y se sujeta una segunda broca en el mandril intercambiable de la unidad de avance de taladrado. Con ayuda del procedimiento, es posible cambiar una broca en una unidad de avance de taladrado de forma sencilla, rápida y económica, en particular sin tener que desechar una pieza adaptadora junto con la broca.

[0112] En el marco del procedimiento se utiliza preferentemente una unidad de avance de taladrado de acuerdo con la invención.

[0114] En el marco del procedimiento, como mandril intercambiable se utiliza preferentemente un mandril de expansión hidráulica de acuerdo con la invención. En primer lugar, una pieza intermedia diseñada como mandril intercambiable se desmonta junto con la primera broca de un alojamiento de pieza intermedia y, a continuación, la primera broca se libera de la pieza intermedia una vez separada la pieza intermedia del alojamiento de pieza intermedia. A continuación, primero se sujeta la segunda broca en la pieza intermedia, tras lo cual la pieza intermedia -con la segunda broca- se vuelve a conectar mecánicamente al alojamiento de pieza intermedia.

[0115] Preferentemente, una sección de la carcasa de la unidad de avance de taladrado que rodea la pieza intermedia se separa primero de una carcasa superior, volviéndose la pieza intermedia accesible. A continuación, la pieza intermedia se desmonta del alojamiento de pieza intermedia junto con la primera broca. A continuación, se libera la primera broca de la pieza intermedia. A continuación, la segunda broca se sujeta en la pieza intermedia y la pieza intermedia -con la segunda broca- se vuelve a fijar al alojamiento de pieza intermedia. Por último, la sección de carcasa se vuelve a conectar a la carcasa superior.

[0116] El desmontaje de la pieza intermedia incluye, en particular, desenroscar la pieza intermedia del alojamiento de pieza intermedia o desatornillar la pieza intermedia del alojamiento de pieza intermedia. La conexión mecánica de la pieza intermedia al alojamiento de pieza intermedia incluye, en particular, enroscar o atornillar la pieza intermedia en o al alojamiento de pieza intermedia.

[0117] En una configuración preferida, el mecanismo de sujeción es accesible separando la pieza intermedia, que está diseñada en particular como un mandril de expansión hidráulica, del alojamiento de pieza intermedia; en particular, una herramienta de sujeción, por ejemplo una llave hexagonal, puede encajar en el al menos un tornillo de apriete, en particular si este desemboca en la superficie de centrado, con lo que la superficie de centrado y, por tanto, el orificio para tornillo de apriete quedan accesibles al desmontar la pieza intermedia del alojamiento de pieza intermedia. La invención se explicará más detalladamente a continuación con ayuda del dibujo. A este respecto, muestran: la Figura 1 una representación de un ejemplo de una unidad de avance de taladrado de acuerdo con el estado de la técnica;

[0118] la Figura 2 una representación de detalle de un ejemplo de realización de acuerdo con la invención de una unidad de avance de taladrado;

[0119] la Figura 3 una representación de un ejemplo de realización de acuerdo con la invención de un mandril de expansión hidráulica en sección longitudinal;

[0120] la Figura 4 una vista lateral del mandril de expansión hidráulica de acuerdo con la figura 3;

[0121] la Figura 5 una vista del mandril de expansión hidráulica de acuerdo con las figuras 3 y 4 desde abajo, y la Figura 6 una representación tridimensional del mandril de expansión hidráulica de acuerdo con las figuras 3 a 5.

[0122] La Fig. 1 muestra una representación de un ejemplo de una unidad de avance de taladrado 1 de acuerdo con el estado de la técnica. La unidad de avance de taladrado 1 presenta un alojamiento de broca 3 para fijar una broca 5 a la unidad de avance de taladrado 1, así como de un dispositivo de avance 7, que está configurado para desplazar mecánicamente el alojamiento de broca 3 con respecto a una carcasa 9 de la unidad de avance de taladrado 1 en dirección axial, es decir, en la dirección de un eje longitudinal A.

[0123] Para conectar la broca 5 al alojamiento de broca 3, está previsto en este caso una pieza adaptadora 110, que puede enroscarse con una tubuladura roscada 130 en el alojamiento de broca 3, el cual presenta para ello una rosca interna complementaria a una rosca externa de la tubuladura roscada 130. La pieza adaptadora 110 está conectada de manera no liberable a la broca 5, en particular contraída sobre la broca 5. Para sustituir la broca 5, esta se desenrosca del alojamiento de broca 3 con la pieza adaptadora 110 y se deseche junto con la pieza adaptadora 110. A continuación, se enrosca una nueva broca 5 con una nueva pieza adaptadora 110 en el alojamiento de broca 3. Por un lado, esto es incómodo, porque primero hay que contraer una pieza adaptadora 110 sobre cada broca que se vaya a utilizar, y, por otro lado, gasta material y es caro, porque las piezas adaptadoras 110 se desechan junto con las brocas 5.

[0124] La Fig. 2 muestra una representación detallada de un ejemplo de realización de una unidad de avance de taladrado 1. Los elementos idénticos y funcionalmente idénticos se etiquetan con los mismos signos de referencia que en la figura 1, de modo que se remite a la descripción que allí figura. En el ejemplo de realización de acuerdo con la invención de la unidad de avance de taladrado 1 está previsto que el alojamiento de broca 3 presente un mandril intercambiable 15. La broca 5 está conectada a este respecto de manera liberable al mandril intercambiable 15, en particular sujeta en él, de modo que, para sustituir la broca 5 es posible retirarla del mandril intercambiable 15 y separarla así del mandril intercambiable 15, pudiendo introducirse a continuación una nueva broca 5 en el mandril intercambiable 15 y sujetarse allí. Por lo tanto, a diferencia de la pieza adaptadora 110, ya no es necesario desechar junto con la broca 5 una pieza conectada de manera no liberable a ella. De este modo disminuye el gasto de material y los costes asociados, así como el trabajo adicional que supone asociar una pieza adaptadora 110 propia por separado a cada nueva broca 5 y, en particular, la laboriosa contracción sobre la misma.

[0125] En particular, el alojamiento de broca 3 presenta en este caso un alojamiento de pieza intermedia 17 y una pieza intermedia 11, en donde la pieza intermedia 11 está configurada para conectarse mecánicamente, en un primer extremo 19, al alojamiento de pieza intermedia 17 y, en un segundo extremo 21 opuesto al primer extremo 19 a lo largo del eje longitudinal A, a la broca 5. A este respecto, la pieza intermedia 11 está diseñada en este caso como un mandril intercambiable 15 para la fijación liberable de la broca 5. En particular, la pieza intermedia 11 es el mandril intercambiable 15 o, dicho de otro modo: El mandril intercambiable 15 forma la pieza intermedia 11 o es idéntico a la pieza intermedia 11.

[0127] De este modo, en particular la pieza intermedia 11 ocupa preferentemente el lugar de la pieza adaptadora 110 conocida por el estado de la técnica, aunque puede conectarse de forma liberable a la broca 5 y, por tanto, reutilizarse.

[0129] La pieza intermedia 11 presenta preferentemente una pieza de conexión 22, en este caso un conector roscado 23 en el primer extremo 19, en donde el conector roscado 23 está configurado para atornillar la pieza intermedia 11 al alojamiento de pieza intermedia 17. En una configuración preferida, el conector roscado 23 está diseñado como una tubuladura roscada 13. En este sentido, en una configuración especialmente preferida, la tubuladura roscada 13 está diseñada de forma análoga a la tubuladura roscada 130 de la pieza adaptadora 110 conocida y, por lo tanto, está configurada para encajar en el alojamiento de broca 3 de una unidad de avance de taladrado 1 conocida por lo demás, de modo que la pieza intermedia 11 y, por lo tanto, el mandril intercambiable 15 también se pueden utilizar con unidades de avance de taladrado 1 ya existentes en el sentido de una solución de reequipamiento.

[0131] Como alternativa a una configuración como tubuladura roscada 13 con rosca externa, el conector roscado 23 también puede diseñarse como tubuladura cilíndrica con rosca interna, o de otra manera adecuada. Por supuesto, esto requiere un diseño correspondiente y complementario del alojamiento de broca 3 o la previsión de un adaptador adecuado.

[0132] En el segundo extremo 21, la pieza intermedia 11 presenta un alojamiento de sujeción 25 para sujetar de manera liberable la broca 5.

[0134] El modo de funcionamiento de dicha unidad de avance de taladrado 1 es preferentemente el siguiente: En la unidad de avance de taladrado 1 está formada una superficie de apoyo 27, que sirve para apoyar la unidad de avance de taladrado 1 contra la superficie de una pieza de trabajo con el fin de poder taladrar un orificio en la pieza de trabajo con alta precisión. Mientras se crea el orificio, la superficie de apoyo 27 permanece en contacto constante con la superficie de la pieza de trabajo, mientras la broca 5 se desplaza con respecto a la carcasa 9 y, por tanto, también con respecto a la superficie de apoyo 27 mediante el dispositivo de avance 7. A diferencia de una taladradora a mano alzada que se guía sin contacto con la pieza, es posible así taladrar el orificio de manera alineada con precisión. El dispositivo de avance 7 está diseñado preferiblemente como dispositivo de avance neumático, estando asociada al mismo una toma neumática 29 con referencia a la figura 1. Para taladrar el orificio, la broca 5 se desplaza en un movimiento de rotación alrededor del eje longitudinal A, en donde en particular el alojamiento de broca 3 se desplaza en rotación, arrastrando la broca 5 consigo. De nuevo con referencia a la figura 1, un accionamiento motorizado 31 está asociado al alojamiento de broca 3 para este fin. También puede tratarse en este sentido de un accionamiento neumático. Sin embargo, otros conceptos de accionamiento son, por supuesto, posibles tanto para el accionamiento motorizado 31 como para el dispositivo de avance 7, por ejemplo, un accionamiento eléctrico, un accionamiento hidráulico o cualquier otro tipo de accionamiento adecuado. En particular, también es concebible un accionamiento manual para al menos una de las formas de movimiento. La carcasa 9 también presenta una toma de succión 33, que puede conectarse en comunicación de fluidos con un dispositivo de succión, que no se muestra aquí, para extraer por succión virutas de la zona del orificio resultante. Las virutas se transportan a este respecto preferentemente fuera del orificio resultante en dirección a la toma de succión 33 a través de al menos un espacio para virutas de la broca 5 enrollado a lo largo de una línea helicoidal. La unidad de avance de taladrado 1 puede ser manual o estar acoplada a un brazo robótico. Por supuesto, también son posibles otras opciones para sujetar y/o guiar la unidad de avance de taladrado 1. Dicha unidad de avance de taladrado 1 se utiliza en particular en la construcción aeronáutica, donde se emplea preferentemente para taladrar orificios de remache.

[0136] En este caso, la carcasa 9 aloja el alojamiento de broca 3 y el dispositivo de avance 7. Al mismo tiempo, la carcasa 9 también rodea en gran medida la broca 5, al menos en el estado retraído de esta mostrado en la figura 2.

[0138] Según una configuración preferida de la invención, la pieza intermedia 11 y, por lo tanto, el mandril intercambiable 15, está diseñado como un mandril de expansión hidráulica de conformidad con la invención. En particular, un mandril de expansión hidráulica diseñado de este modo también puede utilizarse, a este respecto, en espacios de instalación estrechos, como el interior de la carcasa 9 de la unidad de avance de taladrado 1.

[0140] Alternativamente, y no dentro del marco de la invención, es posible que la pieza intermedia 11 y, por tanto, también el mandril intercambiable 15 se utilicen como otro mandril de expansión hidráulica diferente, como un

[0142] mandril de pinza, como un mandril poligonal, como un mandril de superficie o de otra forma adecuada, en particular como otro mandril diferente.

[0143] El alojamiento de broca 3 está dispuesto preferentemente, al menos por zonas, en una sección de carcasa 35 de la carcasa 9. La sección de carcasa 35 es a este respecto en particular una sección de carcasa distal, es decir, una sección de carcasa orientada según lo previsto hacia una pieza de trabajo que se va a mecanizar. En particular, el alojamiento de broca 3 puede desplazarse en la sección de carcasa 35. Preferiblemente, el alojamiento de pieza intermedia 17, al menos por zonas, así como la pieza intermedia 11 y la broca 5 también se disponen en la sección de carcasa 35, preferiblemente de manera desplazable en la misma. En este caso, la sección de carcasa 35 está conectada de manera separable a una carcasa superior 37 de la carcasa 9. A este respecto, la sección de la carcasa 35 puede separarse de la carcasa superior 37 para sustituir la broca 5. El dispositivo de avance 7 está dispuesto a este respecto en particular en la carcasa superior 37. Para separar la sección de carcasa 35 de la carcasa superior 37, en el ejemplo de realización mostrado en este caso está previsto un mecanismo de separación 39 accionable manualmente, mediante el cual se puede desbloquear una conexión entre la sección de carcasa 35 y la carcasa superior 37 de modo que la sección de carcasa 35 se pueda separar de la carcasa superior. En una configuración especialmente sencilla, el mecanismo de separación 39 comprende en este caso una palanca de dedo 41 que se empuja a una posición de bloqueo bajo pretensado por resorte y puede desplazarse a una posición de desbloqueo en contra del pretensado por resorte, y que puede ser accionada rápida y fácilmente por un usuario de la unidad de avance de taladrado 1 -en particular con un dedo- de forma similar al gatillo de una pistola.

[0145] Para cambiar la broca 5, el mandril intercambiable 15 y, por tanto, la pieza intermedia 11 se separan preferiblemente primero del alojamiento de broca 3 y, por tanto, del alojamiento de pieza intermedia 17, en particular mediante desenroscado, en donde el mandril intercambiable 15 se retira de la unidad de avance de taladrado 1 junto con la broca 5. A continuación, la broca 5 se libera del mandril intercambiable 15 fuera de la unidad de avance de taladrado 1. A continuación, se inserta una nueva broca 5, en particular se sujeta, en el mandril intercambiable 15. El mandril intercambiable 15 con la nueva broca 5 se fija entonces de nuevo al alojamiento de broca 3 y al mismo tiempo al alojamiento de pieza intermedia 17, en particular mediante atornillado o enroscado. En una configuración especialmente preferida, la sección de carcasa 35 se separa primero de la carcasa superior 37, haciendo que el mandril intercambiable 5 sea accesible para que pueda liberarse del alojamiento de broca 3. Una vez separada la sección de carcasa 35 de la carcasa superior 37, el mandril intercambiable 15 con la nueva broca 5 también se puede fijar al alojamiento de broca 3. A continuación, la sección de carcasa 35 se vuelve a fijar preferiblemente a la carcasa superior 37 o se conecta a la carcasa superior 37.

[0147] La pieza intermedia 11 tiene una dimensión de anchura máxima, en particular un diámetro exterior máximo, de como mínimo 5 mm a como máximo 40 mm, preferiblemente de como mínimo 7 mm a como máximo 35 mm, preferiblemente de como mínimo 10 mm a como máximo 30 mm, preferiblemente de como mínimo 15 mm a como máximo 20 mm. La dimensión de anchura se mide a este respecto en particular perpendicularmente a la extensión del eje longitudinal A. De este modo, la pieza intermedia 11 está dimensionada de forma que pueda utilizarse en el estrecho espacio de instalación en el interior de la carcasa 9 de la unidad de avance de taladrado 1.

[0149] La Fig. 3 muestra una representación de un ejemplo de realización de un mandril de expansión hidráulica 200 en sección longitudinal. El mandril de expansión hidráulica presenta un alojamiento de sujeción 225 para sujetar una herramienta de manera liberable. Además, el mandril de expansión hidráulica 200 tiene una dimensión de anchura máxima, medida perpendicularmente a un eje longitudinal A', de como mínimo 5 mm a como máximo 40 mm, preferiblemente de como mínimo 7 mm a como máximo 35 mm, preferiblemente de como mínimo 10 mm a como máximo 30 mm, preferiblemente de como mínimo 15 mm a como máximo 20 mm. Esto significa que el mandril de expansión hidráulica 200 es muy pequeño en cuanto a su anchura máxima y, por lo tanto, también se puede utilizar en espacios de instalación estrechos. En una configuración preferida, la dimensión de anchura máxima es un diámetro exterior máximo del mandril de expansión hidráulica 200. El eje longitudinal A' se extiende preferentemente en paralelo al eje longitudinal de una herramienta insertada en el alojamiento de sujeción 225.

[0151] El mandril de expansión hidráulica 200 está configurado en particular para su uso como mandril intercambiable 15 de una unidad de avance de taladrado 1 de acuerdo con la enseñanza técnica divulgada en el presente documento. En una configuración preferida, el mandril intercambiable 15 de la unidad de avance de taladrado 1, y por tanto también la pieza intermedia 11, es el mandril de expansión hidráulica 200 divulgado en este caso. En una configuración preferida, el eje longitudinal A' del mandril de expansión hidráulica 200 está alineado con el eje longitudinal A de la unidad de avance de taladrado 1 o coincide con él cuando el mandril de expansión hidráulica 200 está insertado en la unidad de avance de taladrado 1, en particular cuando está fijado al alojamiento de broca 3, es decir, en particular al alojamiento de pieza intermedia 17, como pieza intermedia 11.

[0153] No obstante, el mandril de expansión hidráulica 200 y la unidad de avance de taladrado 1 también pueden utilizarse por separado. En particular, el mandril de expansión hidráulica 200 puede utilizarse en otras aplicaciones independientemente de la unidad de avance de taladrado 1. En particular, la unidad de avance de taladrado 1 puede utilizarse con otro mandril intercambiable, independientemente del mandril de expansión hidráulica 200.

[0155] El alojamiento de sujeción 225 presenta un espacio de sujeción 205 rodeado por una pared de sujeción 203. A este respecto, en la pared de sujeción 203 está formada al menos una cámara de presión 207, que puede llenarse, preferiblemente está llena, de un fluido a presión, en particular un aceite a presión. En una primera posición funcional del mandril de expansión hidráulica 200, prevalece una primera presión en la cámara de presión 207, a la que una superficie interior 209 se deforma elásticamente desde una posición relajada hacia el interior del espacio de sujeción 205, por lo que una herramienta, en particular una broca, dispuesta por zonas en el espacio de sujeción 205 puede ser sujetada por la superficie interior 209 deformada. En una segunda posición funcional del mandril de expansión hidráulica 200, prevalece una segunda presión en la cámara de presión 207, que es inferior a la primera presión, y a la que la superficie interior 209 está dispuesta en su posición relajada, de modo que el diámetro interior libre del espacio de sujeción 205 es mayor que en la primera posición funcional, y la herramienta se libera y puede retirarse así del espacio de sujeción 205. Por supuesto, una nueva herramienta se puede insertar en el espacio de sujeción 205 en la segunda posición funcional de la misma manera, en donde entonces esta se puede sujetar desplazando el mandril de expansión hidráulica 200 de la segunda posición funcional a la primera posición funcional. El modo básico de funcionamiento de un mandril de expansión hidráulica 200 de este tipo es conocido en sí mismo, por lo que no se comentará en detalle aquí.

[0157] El mandril de expansión hidráulica 200 presenta, orientada en sentido opuesto al alojamiento de sujeción 225 a lo largo de su eje longitudinal A', en particular en un primer extremo 219, una pieza de conexión 222 para la conexión mecánica a un alojamiento para el mandril de expansión hidráulica 200, y también presenta una superficie de centrado 211. La superficie de centrado 211 está dispuesta desplazada radialmente hacia fuera con respecto a la pieza de conexión 222. A este respecto, una dirección radial es perpendicular al eje longitudinal A' del mandril de expansión hidráulica 200. Al mismo tiempo, la superficie de centrado 211 también está dispuesta desplazada axialmente con respecto a la pieza de conexión 222, en particular desplazada en dirección al alojamiento de sujeción 225. El alojamiento de sujeción 225 está dispuesto en un segundo extremo 221 opuesto al primer extremo 219 a lo largo del eje longitudinal A'.

[0159] La pieza de conexión 222 está diseñada preferentemente como un conector roscado 223. El conector roscado 223 está diseñado preferentemente como una tubuladura roscada 213 con una rosca externa 231. Alternativamente, el conector roscado 223 también puede estar diseñado como una tubuladura cilíndrica con una rosca interna, o de otra manera adecuada. La pieza de conexión 222 también puede estar diseñada de otra manera adecuada, por ejemplo, como un muñón de sujeción o con otra forma adecuada.

[0161] La superficie de centrado 211 está diseñada como una superficie troncocónica. De forma especialmente preferente, está diseñada de manera complementaria a una superficie de centrado complementaria 43 del alojamiento de broca 3, en particular del alojamiento de pieza intermedia 17, de la unidad de avance de taladrado 1, de modo que el mandril de expansión hidráulica 200 se centra en el alojamiento de broca 3 cuando la superficie de centrado 211 se apoya, en particular por toda su superficie, contra la superficie de centrado complementaria 43. En este sentido, la pieza de conexión 222 sirve para inmovilizar axialmente el mandril de expansión hidráulica 200 en el alojamiento de broca 3, sirviendo la superficie de centrado 211 para la orientación y el centrado.

[0163] Preferentemente, la superficie de centrado complementaria 43 también está diseñada como una superficie troncocónica de un cono interior. La superficie de centrado 211 es correspondientemente la superficie troncocónica de un cono exterior.

[0165] Entre la pieza de conexión 222 y la superficie de centrado 211 se forma un rebaje 233 para un mejor apoyo y centrado.

[0166] La al menos una cámara de presión 207 está conectada en comunicación de fluidos con al menos un cilindro de presión, en este caso con dos cilindros de presión 235, 235'. Un eje longitudinal de cilindro Z del cilindro de presión 235 forma, a este respecto, un ángulo de como mínimo 0° a como máximo 3°, preferiblemente de como mínimo 1° a como máximo 2°, preferiblemente de 1,5°, con el eje longitudinal A' del mandril de expansión hidráulica 200. Esto se aplica preferentemente a cada cilindro de presión 235, 235', en donde, en particular, cada eje longitudinal de cilindro Z de un cilindro de presión 235, 235' forma el mismo ángulo con el eje longitudinal A' del mandril de expansión hidráulica 200. En aras de la claridad, solo se muestra en este caso un eje longitudinal de cilindro Z para el cilindro de presión 235 izquierdo en la figura 3. Esta configuración de los cilindros de presión 235', 235 permite que el mandril de expansión hidráulica 200 sea muy compacto y ocupe poco espacio, especialmente en la dirección perpendicular a su eje longitudinal A', es decir, en la dirección de la anchura.

[0168] En cada uno de los cilindros de presión 235, 235' se puede desplazar un émbolo de presión, no representado en este caso, en donde al desplazar el émbolo de presión a lo largo del respectivo eje longitudinal de cilindro Z, se puede comprimir o descomprimir el fluido a presión en la cámara de presión 207, que también está dispuesta al menos parcialmente en los cilindros de presión 235, 235'.

[0170] A cada cilindro de presión 235, 235' se le asocia en este caso un orificio para tornillo de apriete 237, 237'. El respectivo orificio para tornillo de apriete 237, 237' está conectado operativamente al cilindro de presión 235, 235' asociado para influir en la presión del fluido a presión en el cilindro de presión 235, 235' y, por tanto, también en la cámara de presión 207. En particular, un tornillo de apriete, no representado aquí, está dispuesto en el orificio para tornillo de apriete 237, 237', en donde el cilindro de presión respectivo puede desplazarse en la dirección del eje longitudinal de cilindro Z respectivo enroscando o desenroscando el tornillo de apriete. A este respecto, en una configuración preferida, el tornillo de apriete está diseñado como un tornillo prisionero y preferiblemente presenta un acople de accionamiento, en particular un acople de hexágono interior.

[0171] Un eje longitudinal de orificio B del orificio para tomillo de apriete 237, 237' se extiende en paralelo al eje longitudinal de cilindro Z del cilindro de presión 237, 237' asociado. Alternativa o adicionalmente, en este caso adicionalmente, el eje longitudinal de orificio B está dispuesto perpendicularmente al eje de cilindro Z desplazado con respecto a este último, en particular desplazado en paralelo radialmente hacia el interior en dirección al eje longitudinal A' del mandril de expansión hidráulica 200. Esto permite un diseño especialmente compacto del mandril de expansión hidráulica 200, en particular en la dirección de la anchura. En este sentido, resulta relevante que los tornillos de apriete tengan típicamente un diámetro mayor que el diámetro de los émbolos de presión, de modo que los orificios para tornillo de apriete 237, 237' tengan también un diámetro mayor que los cilindros de presión 235, 235'. Si los ejes longitudinales de cilindro Z y los ejes longitudinales de orificio B coincidieran, habría que proporcionar más espacio de instalación en la dirección de la anchura, es decir, en la dirección radial, para los orificios para tornillo de apriete 237, 237'. Sin embargo, los émbolos de presión también pueden ser accionados por los tornillos de apriete cuando estos no están centrados con respecto a los cilindros de presión. Por lo tanto, puede ahorrarse espacio de instalación en la dirección de la anchura disponiendo los orificios para tornillo de apriete 237, 237' desplazados radialmente hacia dentro con respecto a los cilindros de presión 235, 235' en dirección al eje longitudinal A' del mandril de expansión hidráulica 200.

[0172] Además, la cámara de presión 207 está conectada preferentemente en comunicación de fluidos con una pluralidad de cilindros de presión 235, 235'. El desplazamiento volumétrico y el aumento de presión en la cámara de presión para la primera posición funcional pueden lograrse entonces desplazando una pluralidad de émbolos de presión, con lo que el recorrido de desplazamiento axial para cada émbolo de presión individual se reduce obteniéndose el mismo desplazamiento volumétrico y, en última instancia, la misma diferencia de presión. Así, la conexión en comunicación de fluidos de la cámara de presión 207 con una pluralidad de cilindros de presión 235, 235' contribuye también a un espacio de instalación particularmente reducido para el mandril de expansión hidráulica 200. En particular, el mandril de expansión hidráulica 200 puede diseñarse así más corto -y, al mismo tiempo, más pequeño en la dirección de la anchura debido al ángulo de los ejes longitudinales de cilindro Z con respecto al eje longitudinal A' del mandril de expansión hidráulica 200- que si la cámara de presión 207 solo estuviera conectada en comunicación de fluidos con un cilindro de presión 235, 235'.

[0174] En una configuración preferida, el al menos un orificio para tornillo de apriete 237, 237' desemboca en la superficie de centrado 211. Esto permite un espacio de instalación especialmente compacto para el mandril de expansión hidráulica 200. Al mismo tiempo, puede observarse que, en particular cuando el mandril de expansión hidráulica 200 se utiliza como mandril intercambiable 15, en particular como pieza intermedia 11, en una unidad de avance de taladrado 1, los orificios para tornillo de apriete 237, 237' y, por tanto, también los tornillos de apriete, solo son accesibles cuando la pieza intermedia 11 se separa del alojamiento de pieza intermedia 17 y, por tanto, al mismo tiempo, la superficie de centrado 211 se separa de la superficie de centrado complementaria 43. Por lo tanto, la broca 5 junto con la pieza intermedia 11 se separa primero preferentemente del alojamiento de pieza intermedia 17, liberándose la broca 5 a continuación del mandril intercambiable 15, en este caso el mandril de expansión hidráulica 200. A continuación, puede sujetarse una nueva broca 5 en el mandril intercambiable 15, en este caso el mandril de expansión hidráulica 200, pudiendo inmovilizarse el mandril intercambiable 15 junto con la broca 5 de nuevo al alojamiento de pieza intermedia 17 y, en particular, centrarse a través de la superficie de centrado 211 y la superficie de centrado complementaria 43.

[0175] La Fig. 4 muestra una vista lateral del mandril de expansión hidráulica 200 de acuerdo con la figura 3. Los elementos idénticos y funcionalmente idénticos están provistos de los mismos símbolos de referencia en todas las figuras, de modo que se remite a la descripción previa en cada caso. El mandril de expansión hidráulica 200 presenta, preferentemente, una superficie circunferencial exterior 239 cilíndrica, en particular cilíndrica circular. Preferiblemente, el mandril de expansión hidráulica 200 es totalmente cilíndrico, en particular a excepción de la zona de la pieza de conexión 222, de superficies para llave 241 descritas con más detalle a continuación, de las cuales solo una está etiquetada con el signo de referencia 241 en aras de la claridad, y a excepción de la superficie de centrado 211 cónica. Las superficies para llave 241 sirven en particular para permitir que una herramienta, en particular una llave, se acople al mandril de expansión hidráulica 200 -en particular en la región del segundo extremo 221- para enroscar el mandril de expansión hidráulica 200 con la pieza de conexión 222 en un alojamiento para el mandril de expansión hidráulica 200, en particular en el alojamiento de pieza intermedia 17 de la unidad de avance de taladrado 1.

[0177] El mandril de expansión hidráulica 200 presenta preferentemente más de dos cilindros de presión 235, 235' y correspondientemente también más de dos orificios para tornillo de apriete 237, 237', 237", en el ejemplo de realización mostrado en este caso en particular tres orificios para tornillo de apriete 237, 237', 237", que desembocan en la superficie de centrado 211.

[0179] La Fig. 5 muestra una vista desde abajo del mandril de expansión hidráulica 200 de acuerdo con las figuras 3 y 4. A este respecto se reconocen en este caso los tres orificios para tornillo de apriete 237, 237', 237". En este caso están dispuestos en tres cuadrantes en cada caso a una distancia angular de 90° entre sí. En el cuarto cuadrante, un orificio de equilibrado 243 está dispuesto en consecuencia a una distancia angular de 90° en cada caso con respecto a los orificios para tornillo de apriete 237, 237' inmediatamente adyacentes.

[0181] También se observa en la figura 5 la superficie para llave 241, que está etiquetada con el signo de referencia correspondiente en la figura 4. En conjunto, se puede observar en la figura 5 que el mandril de expansión hidráulica 2 tiene seis superficies para llave 241 que forman un hexágono exterior.

[0182] La Fig. 6 muestra una vista tridimensional del mandril de expansión hidráulica 200 de acuerdo con las figuras 3 a 5. A este respecto se observa en este caso claramente el hexágono exterior formado por las superficies para llave 241, así como la superficie circunferencial exterior 239 cilíndrica. Además, puede verse que el mandril de expansión hidráulica 200 presenta un chaflán de inserción 245 en la región del segundo extremo 221 en la zona de desembocadura hacia el espacio de sujeción 205, que también puede estar diseñado como un redondeo de inserción. El chaflán de inserción 245 o redondeo de inserción facilita la inserción de una pieza de trabajo, en particular una broca 5, en el espacio de sujeción 205.

[0183] El mandril de expansión hidráulica 200 se fabrica preferentemente de forma aditiva, en particular mediante impresión en 3D, en particular mediante sinterización por láser o fusión por haz láser. De este modo, resulta especialmente sencillo diseñar el mandril de expansión hidráulica 200 con las características geométricas descritas en el presente documento.

[0184] Con referencia a la figura 3, el mandril de expansión hidráulica 200 presenta preferiblemente también un canal central 247, a través del cual el espacio de sujeción 205 es accesible desde el primer extremo 219, en particular a través de la pieza de conexión 222. Este canal central 247 está configurado preferentemente para permitir un transporte de refrigerante/lubricante a una herramienta dispuesta en el espacio de sujeción 205.

Claims (12)

1. REIVINDICACIONES

1. Mandril de expansión hidráulica (200), con

- un alojamiento de sujeción (225) para la sujeción liberable una herramienta, en donde

- el alojamiento de sujeción (225) presenta un espacio de sujeción (205) rodeado por una pared de sujeción (203), estando dispuesta al menos una cámara de presión (207) en la pared de sujeción (203), en donde

- la cámara de presión (207) está conectada en comunicación de fluidos con al menos un cilindro de presión (235, 235') del mandril de expansión hidráulica, en donde

- un eje longitudinal de cilindro (Z) del al menos un cilindro de presión (235, 235') forma con el eje longitudinal (A') del mandril de expansión hidráulica (200) un ángulo que asciende a desde como mínimo 0° hasta como máximo 3°, en donde

- el al menos un cilindro de presión (235, 235') tiene asociado un orificio para tornillo de apriete (237, 237', 237"), en donde un eje longitudinal de orificio (B) del orificio para tornillo de apriete (237, 237', 237")

a) está orientado en paralelo al eje longitudinal de cilindro (Z) del cilindro de presión (235, 235'), y/o b) está desplazado en perpendicular al eje longitudinal de cilindro (Z) del cilindro de presión (235, 235') con respecto al eje longitudinal de cilindro (Z),

en donde

- el orificio para tornillo de apriete (237, 237', 237") tiene un diámetro mayor que el cilindro de presión (235, 235'),

caracterizado por que

- el mandril de expansión hidráulica (200) tiene una dimensión de anchura máxima desde como mínimo 5 mm hasta como máximo 40 mm en perpendicular a un eje longitudinal (A') del mandril de expansión hidráulica (200), por que

- el mandril de expansión hidráulica (200) presenta, orientada en sentido opuesto al alojamiento de sujeción (225) a lo largo del eje longitudinal (A'), una pieza de conexión (222) para la conexión mecánica a un alojamiento para el mandril de expansión hidráulica (200) y una superficie de centrado (211), en donde la superficie de centrado (211) está dispuesta desplazada radialmente hacia fuera con respecto a la pieza de conexión (222), y por que - la superficie de centrado (211) está diseñada como una superficie troncocónica.

2. Mandril de expansión hidráulica (200) según reivindicación 1, caracterizado por que la pieza de conexión (222) está diseñada como un conector roscado (223).

3. Mandril de expansión hidráulica (200) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el ángulo que forma el eje longitudinal de cilindro (Z) del al menos un cilindro de presión (235, 235') con el eje longitudinal (A') del mandril de expansión hidráulica (200) asciende a desde como mínimo 1° hasta como máximo 2°, preferiblemente a 1,5°.

4. Mandril de expansión hidráulica (200) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la dimensión de anchura máxima del mandril de expansión hidráulica (200) asciende a desde como mínimo 7 mm hasta como máximo 35 mm, preferiblemente a desde como mínimo 10 mm hasta como máximo 30 mm, preferiblemente a desde como mínimo 15 mm hasta como máximo 20 mm.

5. Mandril de expansión hidráulica (200) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la cámara de presión (207) está conectada en comunicación de fluidos con una pluralidad de cilindros de presión (235, 235').

6. Mandril de expansión hidráulica (200) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el al menos un orificio para tornillo de apriete (237, 237', 237") desemboca en la superficie de centrado (211).

7. Unidad de avance de taladrado (1), con

- un alojamiento de broca (3) para fijar una broca (5) a la unidad de avance de taladrado (1), y con un

- dispositivo de avance (7) para desplazar mecánicamente el alojamiento de broca (3) con respecto a una carcasa (9) de la unidad de avance de taladrado (1) en dirección axial, en donde

- el alojamiento de broca (3) presenta un mandril intercambiable (15) para fijar de manera liberable la broca (5), caracterizada por que

- el mandril intercambiable (15) está diseñado como un mandril de expansión hidráulica (200) según una de las reivindicaciones 1 a 6.

8. Unidad de avance de taladrado (1) según la reivindicación 7, caracterizada por que el alojamiento de broca (3) presenta un alojamiento de pieza intermedia (17) y una pieza intermedia (11), en donde la pieza intermedia (11) está configurada para conectarse mecánicamente, por un extremo, al alojamiento de pieza intermedia (17) y, por el otro extremo, a la broca (5), en donde la pieza intermedia (11) está diseñada como el mandril intercambiable (15) para fijar

de manera liberable la broca (5).

9. Unidad de avance de taladrado (1) según una de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizada por que la pieza intermedia (11) presenta, por un extremo, una pieza de conexión (22) para la conexión mecánica con el alojamiento de pieza intermedia (17) y, por el otro extremo, un alojamiento de sujeción (25) para la sujeción liberable de la broca (5).

10. Unidad de avance de taladrado (1) según una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizada por que el alojamiento de broca (3) está dispuesto al menos por zonas en una sección de carcasa (35) de la carcasa (9), preferiblemente de manera desplazable en la sección de carcasa (35).

11. Unidad de avance de taladrado (1) según una de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizada por que el mandril intercambiable (15) tiene una dimensión de anchura máxima de como mínimo 7 mm a como máximo 35 mm, preferiblemente de como mínimo 10 mm a como máximo 30 mm, preferiblemente de como mínimo 15 mm a como máximo 20 mm.

12. Unidad de avance de taladrado (1) según una de las reivindicaciones 7 a 11, caracterizada por que la sección de carcasa (35) está conectada de manera separable a una carcasa superior (37), en donde la sección de carcasa (35) puede separarse de la carcasa superior (37) para sustituir la broca (5).