BR112014030488B1

BR112014030488B1 - Dispositivo de aperto

Info

Publication number: BR112014030488B1
Application number: BR112014030488-2A
Authority: BR
Inventors: Matthias Breitwieser; Andreas Buschbeck; Dieter Peiter; Angelika Stork
Original assignee: Schenck Rotec Gmbh
Priority date: 2012-08-30
Filing date: 2013-08-28
Publication date: 2021-10-13
Also published as: RU2638872C2; CN104379282A; CA2875061A1; EP2890512B1; MX2015002356A; WO2014033148A1; DE102012108066A1; EP2890512A1; CA2875061C; DE102012108066B4; US9610638B2; MX353918B; BR112014030488A2; JP6203845B2; RU2015111191A; ES2594878T3; CN104379282B; PL2890512T3; US20150202694A1; JP2015528396A

Abstract

dispositivo de aperto. a invenção refere-se a um dispositivo de aperto (1) para o aperto de um suporte de ferramenta de uma furadeira, fresa ou esmerilhadeira em uma máquina de balanceamento, compreendendo uma unidade de recepção (2) com uma abertura de recepção (9), para a haste de acoplamento do suporte de ferramenta, e com um mandril de aperto (10). no dispositivo de aperto a haste (20) de uma unidade de acionamento (18) para o acionamento do mandril de aperto (10) é guiada deslizando em um furo (19) central da unidade de recepção (2). em uma extremidade a haste (20) apresenta um corpo de introdução de força (22) no qual estão dispostas várias molas de pressão (30, 31), por meio das quais o mandril de aperto (10) pode ser apertado. as molas de pressão (30, 31) estão dispostas e/ou são projetadas, de tal modo que as forças de mola que atuam sobre o corpo de introdução de força (22) carregam o corpo de introdução de força (22) assimetricamente em relação a eixo da haste (20).

Description

[001] A invenção refere-se a um dispositivo de aperto para o aperto de uma parte de máquina determinada para a rotação em torno de um eixo de rotação, em particular de um suporte de máquina de uma furadeira, fresa ou esmerilhadeira em uma máquina de balanceamento.

[002] Dispositivos de aperto do tipo indicado são utilizados pre ponderantemente para o aperto de ferramentas acionáveis com alta rotação em uma máquina de balanceamento. Altas exigências são apresentadas ao balanceamento da ferramenta desse tipo, uma vez que as ferramentas balanceadas de modo insuficiente podem levar à diminuição da qualidade de processamento. A fim de poder preencher as altas exigências à qualidade de balanceamento é necessário um aperto central exato das ferramentas a serem balanceadas com auxílio de um dispositivo de aperto disposto no fuso da máquina de balanceamento.

[003] Do documento WO 00/45983 A1 é conhecido um dispositi vo de aperto previsto em uma máquina de balanceamento para o aperto de uma recepção de ferramenta, no qual uma unidade do corpo de base, que está fixada em um fuso da máquina acionado girando em torno de um eixo de rotação apresenta uma abertura de recepção central para o eixo de rotação, na qual pode ser inserida axialmente uma haste de acoplamento da recepção da máquina. Na abertura de recepção está disposto um mandril de aperto, que atua na haste de acoplamento, e pode ser acionado através de uma unidade de acionamento do mandril, guiado nessa abertura axialmente móvel em relação à unidade do corpo de base. A unidade de acionamento do mandril é guiada através de dois acoplamentos de superfície deslizante duplamente na unidade de acionamento do mandril. A fim de obter uma alta precisão de guia esses acoplamentos são executados como ajustes de passagem, contudo com a consequência que a unidade de acionamento do mandril pode ser ajustada somente com muita dificuldade em relação à unidade de acionamento do mandril. Tolerâncias maiores permitem um ajuste mais fácil da recepção da unidade de acionamento do mandril. Falhas de rotação causadas por essas tolerâncias, porém podem influenciar nos resultados de medição, e afetar consideravelmente a capacidade de reprodução das medições.

[004] Para evitar essas desvantagens, além disso, da publicação mencionada é conhecido guiar a unidade de acionamento do mandril axialmente por meio de uma disposição de corpos de rolamento, cujos corpos de rolamento rolam em superfícies de rolamento da unidade do corpo de base e da unidade de acionamento do mandril. A disposição de corpos de rolamento deve possibilitar uma guia axial fácil, não obstante precisa, especialmente se os corpos de rolamento forem montados com tensão prévia entre a unidade do corpo de base e a unidade de acionamento do mandril.

[005] À invenção cabe a tarefa de criar um dispositivo de aperto do tipo indicado, que possa ser acionado facilmente e possa ser fabricado com baixo custo.

[006] De acordo com a invenção essa tarefa é solucionada por um dispositivo de aperto com as características indicadas na reivindicação 1. Execuções vantajosas do dispositivo de aperto são indicadas nas outras reivindicações.

[007] O dispositivo de aperto de acordo com a invenção compre ende uma unidade de recepção com uma abertura de recepção central, na qual pode ser inserida axialmente uma haste de acoplamento de uma parte de máquina, um mandril de aperto disposto na abertura de recepção, e uma unidade de acionamento para o acionamento do mandril de aperto, guiado nessa abertura axialmente móvel em relação à unidade de recepção, sendo que, a unidade de acionamento apresenta uma haste guiada deslizando axialmente em um furo central da unidade de recepção, em uma extremidade da haste apresenta um corpo de aperto que aciona o mandril de aperto, na outra extremidade da haste apresenta um corpo de introdução de força e várias molas de pressão, que estão dispostas entre a unidade de recepção e o corpo de introdução de força, e sendo que, as molas de pressão estão dispostas e/ ou são projetadas, de tal modo que com o mandril de aperto apertado, as forças de mola que atuam sobre o corpo de introdução de força carregam assimetricamente o corpo de introdução de força em relação a eixo da haste.

[008] A invenção se baseia no reconhecimento que uma alta qua lidade de balanceamento também pode ser obtida então se o dispositivo de aperto na posição de aperto, na qual é realizada a medição de desbalanceamento, apresentar um desbalanceamento limitado. Pois esse desbalanceamento pode ser medido exatamente e no caso da detecção do desbalanceamento total do dispositivo de aperto e da parte de máquina a ser balanceada pode ser separada de forma calculada da parte de desbalanceamento da parte de máquina. Essencial para uma forma de procedimento desse tipo certamente é o fato de que o desbalanceamento medido do dispositivo de aperto, que, por exemplo, pode ser causado por uma excentricidade da unidade de acionamento deslizando facilmente e, por isso, guiada não completamente sem folganão se altera depois de cada processo de aperto, mas mantém sua posição e tamanho depois de cada processo de aperto.

[009] De acordo com a invenção isso é obtido em relação à carga assimétrica sobre a haste do corpo de introdução de força com auxílio das molas de pressão. As molas de pressão dispostas estacionárias entre a unidade de recepção e o corpo de introdução de força deste modo geram um momento de torção que atua sobre o corpo de intro- dução de força e a haste, o qual está empenhado em girar o corpo de introdução de força e a haste em torno de um eixo, que está perpendicular a um plano definido que passa através do eixo da haste. Por meio desse momento de torção a haste é comprimida em uma direção que fica nesse plano, na parede do furo central da unidade de recepção, na qual ela é guiada, de tal modo que em consequência da folga existente na guia ela assuma uma posição excêntrica definida no furo da unidade de recepção. De modo correspondente também o corpo de introdução de força ligado fixamente com a haste mantém uma posição excêntrica da mesma maneira. Essa excentricidade estável através da atuação de força assimétrica das molas de pressão causa um desbalanceamento definido, que pode ser registrado em uma operação de teste e pode ser compensado matematicamente em medições de desbalanceamento seguintes. A excentricidade que se ajusta em seu tamanho através da folga da guia deslizante e em sua direção é determinada através da disposição e/ ou projeto das molas de pressão e, por isso, pode ser reproduzida em cada processo de aperto. Por isso pode ser renunciado a uma guia sem folga da unidade de acionamentoatravés de disposições de corpo de rolamento e ajustes estreitos, pelo qual pode ser obtida uma redução nítida dos custos de fabricação para o dispositivo de aperto.

[010] Normalmente, as molas de pressão do dispositivo de aperto são tensionadas previamente durante sua montagem. Se a unidade de acionamento do dispositivo de aperto for movimentada para a posição de aperto, as molas de pressão são apertadas ainda acima da tensão prévia inicial. A fim de obter de forma simples uma carga assimétrica do corpo de introdução de força, de acordo com a invenção, pelo menos uma das molas de pressão pode ser tensionada previamente mais forte do que as outras. A força de mola maior da mola de pressão ten- sionada previamente mais forte pode ser obtida através de um com- primento de montagem menor ou através de um comprimento de mola maior com comprimento de montagem especificado.

[011] Uma outra possibilidade vantajosa para a obtenção da car gaassimétrica também pode existir no emprego de pelo menos, uma mola de pressão com uma curva característica de mola mais íngreme em relação às outras molas de pressão.

[012] De acordo com uma outra sugestão da invenção, a carga assimétrica do corpo de introdução de força pode ser obtida através de uma disposição assimétrica de várias molas de pressão no corpo de introdução de força. Neste caso, as molas de pressão podem ser iguais e podem ser montadas com tensão prévia igual.

[013] O número das molas de pressão pode ser par ou impar. Como particularmente vantajoso tem-se comprovado um emprego de cinco molas de pressão, que são dispostas no corpo de introdução de força em intervalo regular, sendo que duas molas de pressão não adjacentestêm uma tensão prévia igual mais alta e as outras molas de pressão têm uma tensão prévia igual mais baixa. Com uma disposição desse tipo das molas de pressão é obtido um alinhamento bem confiável das forças do momento de torção e, com isso, uma excentricidade que pode ser reproduzida em limites estreitos da unidade de acionamento em relação à unidade de recepção.

[014] No dispositivo de aperto de acordo com a invenção as mo las de pressão podem ser dispostas em furos do corpo de introdução de força e da unidade de recepção, sendo que, através das diferentes profundidades do furo a diferença pode ser causada na tensão prévia das molas de pressão.

[015] A haste da unidade de acionamento pode ser apoiada de forma vantajosa com uma folga que garante um movimento fácil nas buchas deslizantes, que estão dispostas no furo da unidade de recepção. Como buchas deslizantes podem ser utilizadas buchas deslizan- tes autolubrificantes.

[016] A fim de poder movimentar a unidade de acionamento con tra a força das molas de pressão pneumaticamente ou hidraulicamente para uma posição solta, o corpo de introdução de força é um pistão de uma disposição de cilindro e pistão, que está disposta coaxialmente no fuso giratório de uma máquina de balanceamento.

[017] A invenção será descrita em mais detalhes a seguir com auxílio de um exemplo de execução representado no desenho. O desenho mostra um corte longitudinal através de um dispositivo de aperto de acordo com a invenção.

[018] O dispositivo de aperto 1 representado é determinado para o propósito de ser inserido na extremidade aberta de um fuso oco de uma máquina de balanceamento. O dispositivo de aperto 1 apresenta uma unidade de recepção 2, que é composta de duas partes ligadas entre si através de parafusos, de uma parte de recepção 3 e de uma parte de mancal 4. Um flange 5 com furos de fixação 6 na parte de recepção 3 serve para a fixação da unidade de recepção 2 no lado frontal do fuso oco. Para a centragem exata em relação ao fuso oco a parte de recepção 3 em seu lado externo está provida de uma superfície de centragem 7. Através da parte de recepção 3 um furo de passagem 8, a primeira abertura de recepção 9 centrada se estende na direção axial, que é determinada para a recepção de uma haste de acopla-mento de cone inclinado oco, padronizada de uma ferramenta. Naturalmente a parte de recepção 3 também pode ser executada com uma abertura de recepção formada de outro modo, para a recepção de hastes de acoplamento de outra forma.

[019] No furo de passagem 8 encontra-se um mandril de aperto 10, que está fixado com um flange 11 em um recesso anelar 12 formado na parte de mancal por meio de parafusos. Em uma parte de seu comprimento o mandril de aperto 10 apresenta uma seção de luva 13 fendida várias vezes na direção longitudinal, a qual se projeta para dentro da abertura de recepção 9, e em sua extremidade fendida está provida de um flange de aperto 14. Durante o aperto de uma haste de acoplamento inserida na abertura de recepção 9 o flange de aperto 14 abrange um rebordo de aperto com uma superfície de aperto 15 executada na abertura da haste de acoplamento.

[020] O acionamento do mandril de aperto 10 ocorre por meio de uma unidade de acionamento 18, que apresenta uma haste 20 disposta em um furo central 19 da parte de mancal 4, que suporta em sua extremidade coordenada à pinça de aperto 10 um corpo de aperto 21, e em sua extremidade oposta, que se projeta para fora da parte de mancal 4 está ligada fixamente com um corpo de introdução de força 22 em forma de disco. Entre o corpo de aperto 21 e o corpo de introdução de força 22 a haste 20 está provida de uma seção de guia cilíndrica, e é guiada em buchas deslizantes 23, 24, que estão dispostas no furo 19. A seção de guia da haste 20 tem nas buchas deslizantes 23, 24 uma folga da ordem de grandeza de 30 a 50 μm, pelo que é garantida uma mobilidade axial fácil da haste 20. O corpo de aperto 21 tem uma superfície de aperto 25 cônica, que coopera com superfícies de aperto 26 cônicas na extremidade fendida da seção de luva 13, a fim de expandir separando o flange de aperto 14. Em sua extremidade voltada para a haste 20 o corpo de aperto 21 forma um encosto 27, que limita o movimento da unidade de acionamento 18 em uma direção que amplia o intervalo entre a parte de mancal 4 e o corpo de introdução de força 22.

[021] Nas superfícies da parte de mancal 4 voltadas uma para a outra e do corpo de introdução de força 22 encontram-se em igual disposição furos de recepção 28, 29 que ficam opostos um ao outro, nos quais estão dispostas molas de pressão 30, 31 executadas como molas de pressão helicoidal. Através das molas de pressão 30, 31 a uni- dade de acionamento 18 é mantida na posição de encosto representada no desenho, na qual o corpo de aperto 21 se apoia com o encosto 27 na parte de mancal 4.

[022] A mola de pressão 30 tem um número de espiras maior e um comprimento de aperto menor do que a mola de pressão 31. Por isso a mola de pressão 30 produz uma força de tensão prévia mais alta, através da qual no corpo de introdução de força 22 é gerado um momento de torção, que é efetivo em torno de um plano perpendicular ao plano do desenho no sentido anti-horário. O momento de torção é apoiado com auxílio da haste 20 nas buchas deslizantes 23, 24. Isto tem como consequência que a haste 20 seja pressionada na direção da mola de pressão 31 na bucha deslizante 24, e na direção da mola de pressão 30 na bucha deslizante 23. A haste 20 mantém deste modo na situação de aperto descrita uma posição sem folga, inequivocamente definida apesar da folga deslizante existente, dentro das buchas deslizantes 23, 24, que é determinada exclusivamente através da car-gaassimétrica do corpo de introdução de força 22 com auxílio das molas de pressão 30, 31 e por isso pode ser repetida em cada processo de aperto.

[023] A posição de aperto esclarecida acima e representada no desenho da unidade de acionamento 18 correspondente não exatamenteà posição de aperto durante o aperto de uma haste de acoplamento. Pelo contrário durante o aperto de uma haste de acoplamento a unidade de acionamento 18 é deslocada primeiramente na direção da abertura de recepção 9 sob tensão das molas de pressão 30, 31, até que o corpo de aperto 21 com sua extremidade grossa saia do mandril de aperto 10, de tal modo que o mandril de aperto 10 se recolhe elasticamente, e pode reduzir o diâmetro externo do flange de aperto 14, a fim de possibilitar a inserção da haste de acoplamento na abertura de recepção 9. Esse movimento de soltura da unidade de acionamento 18 é produzido normalmente através da atuação de pressão pneumática sobre o corpo de introdução de força 22 disposto em um cilindro. Para o aperto em seguida do flange de acoplamento inserido a pressão atuante sobre o corpo de introdução de força 22 é abaixada e através da força das molas de pressão 30, 31 o corpo de aperto 21 com sua superfície de aperto 25 é pressionado contra as superfícies de aperto 26 do mandril de aperto 10. Deste modo o mandril de aperto 10 é expandido e a haste de acoplamento é apertada fixamente na abertura de recepção 9. Na posição final apertada da unidade de acionamento 18, na qual todas as forças estão em equilíbrio com as forças geradas pelas molas de pressão 30, 31, o corpo de aperto 21 está apoiado no mandril de aperto 10, sendo que, o encosto 27 se encontra ainda em um intervalo da extremidade adjacente da parte de mancal 4. A força de mola das molas de pressão 30, 31 nessaposição de aperto é mais alta do que na posição de encosto descrita acima, mas também a diferença entre as forças das molas de pressão 30, 31 e o momento de torção provocado por elas é correspondentemente mais alta, de tal modo que a compressão radial da haste 20 descrita acima nas buchas deslizantes 23, 24 ocorre da mesma maneira. Dessa forma o dispositivo de aperto 1 encontra-se no estado aperto em uma posição definida de modo inequívoco com excentricidade definida da haste 20 e do corpo de introdução de força 22. Um desbalan- ceamento resultante disso pode ser registrado e compensado durante a mediação do desbalanceamento.

[024] No caso do exemplo de execução descrito acima, por moti vos de simplificação são mostradas somente duas molas de pressão. Normalmente em dispositivos de aperto do tipo descrito, contudo, é usado um número maior de molas de pressão. Por isso, a fim de obter a carga assimétrica do corpo de introdução de força, necessária de acordo com a invenção é apropriado prover várias das molas de pres- são existentes com uma tensão prévia mais alta. Como particularmente vantajosa tem-se comprovado uma disposição de cinco molas de pressão, que estão dispostas em intervalo regular e no mesmo intervalo do eixo da haste entre a unidade de recepção e o corpo de introdução de força, sendo que pelo menos duas molas de pressão não diretamente adjacentes produzem uma força de mola mais alta em comparação com as outras molas de pressão. As duas molas de pressão mais fortes e a terceira mola de pressão que fica entre elas geram, neste caso, um momento de torção alinhado de modo inequívoco, através do qual a unidade de acionamento pode ser levada para uma posição excêntrica sem folga repetida exatamente na posição de aperto.

Claims

1. Dispositivo de aperto (1) para o aperto de uma determinada parte de máquina, para a rotação em torno de um eixo de rotação em uma máquina de balanceamento compreendendo: uma unidade de recepção (2) com uma abertura de recepção (9) centrada em relação ao eixo de rotação, na qual pode ser inserida axialmente uma haste de acoplamento da parte de máquina, um mandril de aperto (10) disposta na abertura de recepção (9), e uma unidade de acionamento (18) para o acionamento do mandril de aperto (10), guiada nessa abertura axialmente móvel em relação à unidade de recepção (2), sendo que, a unidade de acionamento (18) apresenta uma haste (20) guiada deslizando axialmente em um furo (19) da unidade de recepção (2), em uma extremidade da haste (20) apresenta um corpo de aperto (21) que aciona o mandril de aperto (10), na outra extremidade da haste apresenta um corpo de introdução de força (22) e várias molas de pressão (30, 31), que estão dispostas no corpo de introdução de força (22), caracterizado pelo fato de que as molas de pressão (30, 31) estão dispostas e/ ou são projetadas, de tal modo que com o mandril de aperto (10) apertada, as forças de mola que atuam sobre o corpo de introdução de força (22) carregam assimetricamente o corpo de introdução de força (22) em relação ao eixo da haste (20).

2. Dispositivo de aperto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as molas de pressão (30, 31) são tensionadas previamente, sendo que, pelo menos uma das molas de pressão (30, 31) é tensionada previamente mais forte do que as outras.

3. Dispositivo de aperto de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a curva característica de mola de pelo menos uma das molas de pressão (30, 31) é diferente das curva característica de mola das outras das molas de pressão (30, 31).

4. Dispositivo de aperto de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que as molas de pressão (30, 31) estão dispostas assimetricamente no corpo de introdução de força (22).

5. Dispositivo de aperto de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o número das molas de pressão (30, 31) é ímpar.

6. Dispositivo de aperto de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que as cinco molas de pressão estão dispostas em intervalos regulares no corpo de introdução de força (22), sendo que, duas molas de pressão não adjacentes possuem uma mesma tensão prévia mais alta, as outras possuem uma mesma tensão prévia mais baixa.

7. Dispositivo de aperto de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que as extremidades das molas de pressão (30, 31) estão dispostas em furos de recepção (28, 29) do corpo de introdução de força (22) e da unidade de recepção (2).

8. Dispositivo de aperto de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a haste (20) está apoiada com folga nas buchas deslizantes.

9. Dispositivo de aperto de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o corpo de introdução de força (22) é um pistão de uma disposição de cilindro e pistão, que é executada para o movimento pneumático da unidade de acionamento (18) para uma posição solta.