BRPI0708292B1

BRPI0708292B1 - Dispositivo prendedor

Info

Publication number: BRPI0708292B1
Application number: BRPI0708292-4A
Authority: BR
Inventors: Ralph Peter
Original assignee: Schunk Gmbh & Co. Kg Spann-Und Greiftechnik
Priority date: 2006-04-13
Filing date: 2007-04-10
Publication date: 2019-03-26
Also published as: WO2007118635A8; RU2008102983A; KR101032267B1; ATE439930T1; EP1844886B1; KR20080097996A; WO2007118635A1; CN101356032B; US20080277886A1; DE502006004584D1; JP2009513374A; EP1844886A1; BRPI0708292A2; CN101356032A

Abstract

dispositivo prendedor. a presente invenção refere-se a um dispositivo prendedor para ferramentas prendedoras, tendo um receptáculo (2) que é circundado por um espaço anular (3). o espaço anular (3) é aberto para a superfície da extremidade lateral da peça de trabalho (la) do corpo de mandril (1) e para o receptáculo (2), e é fechado por uma coberta (5). configurado na parede interna lateral do receptáculo da coberta (5) está um sulco anular 13 no qual um anel de vedação 12 é disposto; um líquido pode ser enviado ao sulco anular (13) a fim de pressionar para dentro do anel de vedação (12) que é inserido no sulco anular (13) e assim ativamente vedar uma folga formada entre a coberta (5) e uma ferramenta w inserida no receptáculo (2).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para DISPOSITIVO PRENDEDOR.

A presente invenção refere-se a um dispositivo prendedor para prender ferramentas tendo um corpo básico, no qual é configurado um receptáculo central para o eixo de uma ferramenta a ser presa, bem como um espaço anular circundando o receptáculo, o espaço anular sendo aberto para a superfície da extremidade lateral da peça de trabalho do corpo de mandril e para o receptáculo.

Os dispositivos prendedores deste tipo são conhecidos, por exemplo da WO 00/76703 e servem para imobilizar um eixo de ferramenta tal como,por exemplo, uma broca ou um eixo fresagem-cortador, no fuso mestre de trabalho de uma correspondente máquina - ferramenta. Eles são usados em particular para prender pequenas ferramentas.

No contexto dos dispositivos prendedores conhecidos da WO 00/76703, as ferramentas são presas por meio de ajuste embutido. Para este propósito, eles são usualmente feitos de um corpo básico feito de metal, que compreende um receptáculo central para o eixo da ferramenta a ser presa. O diâmetro do receptáculo é dimensionado de modo que seja algo menor que o diâmetro do eixo de ferramenta. Para prender a ferramenta, o corpo básico é aquecido, pelo menos na região do receptáculo, até o último ter termalmente expandido de modo suficiente que o eixo de ferramenta possa ser inserido nele. No resfriamento subseqüente, o receptáculo contraise novamente de modo que o eixo da ferramenta é imobilizado no receptáculo com uma prensagem ou ajuste embutido.

Alternativamente, outros mecanismos podem ser usados. As possibilidades são, por exemplo, os mecanismos prendedores dos mandris prendedores chamados Tribos da Requerente,que são descritos na Patente Alemã DE 198 27 101 C1 e Patente Alemã DE 198 34 739 A1.

Os dispositivos prendedores deste tipo têm provado inteiro êxito no uso prático. Devido a sujeição dura do eixo, todavia, os efeitos de flexão podem ocorrer durante o uso que pode por final causar o rompimento do eixo de carbeto todo da ferramenta. WO 00/76703 propõe, por tal razão, prover um espaço amortecedor em tomo do receptáculo. Esta configuração toma a sujeição do eixo da ferramenta mais macia, com a consequência que os efeitos do eixo propulsor que, como resultado da sujeição dura do eixo pode conduzir ao rompimento da ferramenta, podem ser impedidos ou largamente prevenidos.

O fato que chips etc podem reunir-se nas cavidades amortecedores é, todavia, considerado como desvantajoso. Uma vez que os aumentos de tal chip ocorrem na maneira irregular nas cavidades amortecedores, inevitavelmente resulta em um desequilíbrio, o que é desvantajoso no contexto das velocidades de rotação ocasionalmente muito altas das máquinasferramentas.

Também visto como desvantajoso é o fato que, quando as ferramentas tendo distribuição de refrigerante interno são usadas, em particular com os mecanismos prendedores que operam de acordo com a tecnologia de Tribos da Requerente, o líquido refrigerante pode deslocar-se através das folgas que se formam entre o receptáculo e a ferramenta presa na superfície da extremidade lateral da ferramenta do dispositivo prendedor e ser descarregado.

É, portanto, o objetivo da presente invenção configurar um dispositivo prendedor do tipo acima citado em tal modo que os desequilíbrios sejam substancialmente evitados e uma descarga do líquido refrigerantes seja ainda mais prevenida.

Este objetivo é atingido, de acordo com a presente invenção, em que a extremidade aberta do espaço anular é fechada por uma coberta anular que é inserida no espaço anular a partir da face da extremidade aberta do último e é imobilizada no espaço anular; e que há configurado na parede interna do lado do receptáculo da coberta um sulco anular em que um anel de vedação é disposto, o sulco anular sendo conectado a um conduíte de distribuição de líquido através do qual um líquido pode ser enviado para o sulco anular, a fim de pressionar para dentro o anel de vedação que é inserido no sulco anular e assim vedar ativamente uma folga formada entre a coberta e uma ferramenta inserida no receptáculo.

A invenção é assim baseada na idéia de pelo menos fechar parcialmente o espaço anular e assim contra-atuar a entrada dos chips etc.

A coberta inserida para este propósito no espaço anular adicionalmente compreende o meio de vedação na forma pelo menos de um anel de vedação inserido no sulco anular da coberta, cujo anel pode ser ativamente comprimido em tal modo que se topeje contra a periferia de um eixo de ferramenta inserido no receptáculo e em tal forma que vede a folga anular do lado de receptáculo pelo fato que o sulco anular é atuado por um líquido. Quando a pressão do líquido é reduzida novamente, o anel de vedação é reimpulsionado para sua posição inicial por causa da sua força de retorno elástica. Esta configuração torna possível prevenir de modo eficaz qualquer descarga do refrigerante na superfície da extremidade lateral da ferramenta do dispositivo prendedor durante a operação, especialmente quando as ferramentas com distribuição de refrigerante interna são usadas. As ferramentas podem ser inseridas no receptáculo sem danificar o anel de vedação porque o diâmetro interno do anel de vedação pode ser maior que o diâmetro do eixo da ferramenta.

Em uma concretização da invenção, a provisão pode ser feita em que o sulco anular configurado na parede interna lateral do receptáculo da coberta seja suprido, via o conduíte de distribuição de líquido, com um líquido refrigerante que é enviado ao dispositivo prendedor a fim de resfriar a ferramenta. Esta concretização é particularmente apropriada quando o dispositivo prendedor é projetado para o uso de ferramentas tendo distribuição de refrigerante interna e é correspondentemente equipado com dutos de fornecimento de refrigerante internos.

De acordo com uma concretização da invenção, a provisão é feita em que o conduíte de distribuição de líquido compreende uma porção de conduítes configurada no corpo básico e que se abrem aberturas para a superfície da extremidade lateral do corpo básico da coberta e uma porção de conduítes adjacentes à mesma e configurada na coberta, cuja porção última é aberta para o espaço anular e pode ser concretizada, por exemplo, como um furo cego. Os múltiplos conduítes de distribuição de líquido podem também ser providos a fim de fornecer o líquido ao sulco anular configurado na parede interna do lado do receptáculo da coberta. Neste caso, os conduítes de distribuição de líquido são usualmente dispostos com uma distribuição regular na direção circunferencial da coberta.

De acordo com uma concretização preferida da invenção, a provisão é feita neste contexto em que a coberta é configurada e imobilizada no espaço anular, em tal modo que a tenacidade estática do dispositivo prendedor não seja substancialmente influenciada.

Em uma outra concretização da invenção,a provisão é feita em que a coberta seja concretizada como um elemento amortecedor e de preferência seja suspensa na maneira livremente oscilante no espaço anular. É possível, por exemplo, reter a coberta na maneira livremente oscilante no espaço anular por meio de um anel em O ou múltiplos anéis. Esta concretização da invenção é baseada na idéia de efetuar o amortecimento especificamente na região mais externa do sistema prendedor da ferramenta onde as velocidades de oscilação altíssimas ocorrem durante a operação, especificamente acima da coberta, que é montada no espaço anular em maneira oscilante, isto é, com uma folga e com molejo elástico, de modo que um movimento relativo pode ocorrer entre a coberta e o corpo básico. O dispositivo prendedor de acordo com a presente invenção constitui assim um oscilador de massa múltiplo, cujas propriedades amortecedores podem ser modificadas pelo uso de cobertas diferentemente configuradas, com a conseqüência que o amortecimento pode ser conseguido por uma ampla variedade de freqüências, e a freqüência ressonante do dispositivo prendedor pode assim ser ajustada. O amortecimento pode ser preajustado pela variação da extensão L da coberta (quando visto na direção axial do dispositivo prendedor).

Uma extensão curta L produz menos amortecimento, enquanto uma extensão mais longa L produz amortecimento maior. Ainda, as capacidades de influenciar resultam da densidade de material da coberta. Experiências têm mostrado que bons resultados podem ser conseguidos mesmo com pequenas massas amortecedores. As pequenas massas são importantes para o sistema de rotação, uma vez que as forças de inércia durante a aceleração e desaceleração podem ser mantidas baixas.

Quando os anéis em O são usados para imobilizar a coberta no espaço anular, os sulcos para receber os anéis em O podem ser providos na parede externa da coberta e/ou na parede interna do espaço anular. Em adição é útil prender a tampa no espaço anular por meio das conexões engatadas fricionalmente de modo positivo e/ou friccional, para prevenir quedas.

De acordo com uma concretização preferida, a provisão é feita em que a coberta é presa no espaço anular por um anel de fixação que se engata nos correspondentes sulcos anulares na parede externa da coberta e na parede interna do espaço anular.

Com relação a outras concretizações vantajosas da invenção, a referência é feita às reivindicações dependentes e à descrição que se segue, com referência aos desenhos anexos em que:

a figura 1 é uma vista frontal parcialmente seccionada de uma concretização de um dispositivo prendedor de acordo com a presente invenção;

a figura 2 é uma vista frontal ampliada de uma coberta para fechar o espaço anular do dispositivo prendedor de acordo com a figura 1; e a figura 3 mostra a coberta em seção tomada ao longo da linha A -A na figura 2.

A figura 1 representa uma concretização de um dispositivo prendedor de acordo com a presente invenção para ferramentas prendedoras, que é concretizada aqui como um mandril prendedor, porém pode também, por exemplo, ser integrado diretamente no fuso mestre de trabalho de uma máquina-ferramenta. O mandril prendedor inclui um corpo básico 1 feito de um material dimensionalmente estável tal como, por exemplo, aço, cujo corpo compreende em uma região da extremidade um receptáculo central 2 para o eixo cilíndrico de uma ferramentas W (neste caso uma broca) a ser presa. Na sua outra região da extremidade, um corpo básico 1 compreende, em uma maneira conhecida por si, uma interface 4 para prender no fuso mestre de trabalho de uma máquina-ferramenta.

Provido em um corpo básico 1 encontra-se um espaço anular 3 que circunda a região frontal do receptáculo 2 e fica aberto para a superfície da extremidade lateral da ferramenta 1a do corpo básico e para o receptáculo 2. Uma coberta anular 5 é inserida em um espaço anular 3 e é axialmente imobilizada por um anel de fixação 6 que se engata nos correspondentes sulcos anulares 7, 8 na parede externa da coberta 5 e na parede interna do espaço anular 3. A folga anular formada entre a parede externa da coberta 5 e parede interna do espaço anular 3 é vedada por um anel em O 10 que é retido em um outro sulco anular 11 na parede externa da coberta 5.

Adicionalmente configurada na parede interna da coberta 5 fica um espaço anular 13 no qual é inserido um anel de vedação que é concretizado aqui como anel em O 12. O anel em O 12 possui um diâmetro interno que é algo maior do que o diâmetro do receptáculo 2 e do eixo de ferramenta a ser ajustado. O anel em O pode, todavia, ser elasticamente comprimido pela aplicação de uma pressão hidráulica e desta maneira comprimido contra o eixo de uma ferramenta presa W a fim de vedar a folga formada entre a parede da coberta interna e ferramenta W. O Sulco anular 13 é conectado para este propósito, via três conduítes de distribuição de refrigerante 9 a um conduíte de distribuição de refrigerante central (não representado em detalhes) através do qual o dispositivo prendedor é conectado a uma fonte de refrigerante externa a fim de fornecer o refrigerante ao dispositivo prendedor, quando as ferramentas com distribuição de refrigerante interna são usadas. Como é claramente evidenciado nas figuras, os três conduítes de distribuição de líquido 9 são dispostos em torno do sulco anular 13 com uma distribuição regular, isto é, com um desvio de aproximadamente de 120° um do outro, e estendem-se substancialmente de modo axial através do dispositivo prendedor. Eles, cada qual possui uma porção de conduíte 9a provida na coberta 5, cuja porção é concretizada na forma de um furo cego introduzido na face da extremidade da coberta 5 e intersectando com sulco anular 13 na sua região circunferencial externa; e uma porção de conduíte 9a, adjacente a mesma, que é configurada no corpo básico 1 e abre-se para o conduíte de fornecimento de refrigerante central do dispositivo prendedor.

Quando uma ferramenta W é imobilizada no dispositivo prende7 dor durante a operação e a distribuição do refrigerante ao dispositivo prendedor é ativada, uma pressão forma-se em um sulco anular 13 com a conseqüência que o anel em O 12 é pressionado elasticamente contra o eixo de ferramenta preso e, nesta maneira, a folga anular entre a coberta 5 e ferra5 menta é vedada.

No contexto do dispositivo prendedor descrito, a coberta 5 constitui um elemento amortecedor que pode realizar movimentos relativos com respeito ao corpo básico 1. O dispositivo prendedor 1 de acordo com a presente invenção assim constitui um oscilador de massa cujas propriedades 10 amortecedoras podem ser modificadas pelo uso de diferentes cobertas 5, com as conseqüências que o amortecimento pode ocorrer nas diferentes freqüências e a freqüência ressonante do dispositivo prendedor pode assim ser ajustada . As possibilidades para variação existe em termos da extensão L, densidade e dureza da coberta 5. O amortecimento é efetuado especifi15 camente na região externa do sistema prendedor de ferramenta, em que as velocidades de oscilação altíssimas ocorrem durante a operação.

Claims

1. Dispositivo prendedor para ferramentas prendedoras, tendo um corpo básico (1) no qual são configurados um receptáculo central (2) para o eixo de uma ferramenta W a ser presa, bem como um espaço anular (3) circundando o receptáculo (2), o espaço anular (3) sendo aberto para a superfície da extremidade lateral da peça de trabalho (1a) do corpo de mandril (1) e para o receptáculo (2), caracterizado pelo fato de que um espaço anular (3) é fechado por uma coberta (5) que é inserida no espaço anular (3) da face da extremidade aberta (1a) e é imobilizada no espaço anular (3); e há configurado na parede interna do lado do receptáculo da coberta (5) um sulco anular (13) no qual um anel de vedação (12) é disposto, o sulco anular (13) sendo conectado a um conduíte de distribuição de líquido (9a, 9b) através do qual o líquido pode ser enviado ao sulco anular (13) a fim de pressionar contra o anel de vedação (12) que é inserido no sulco anular (13) e assim vedar ativamente uma folga formada entre a coberta (5) e uma ferramenta (W) inserida no receptáculo (2).

2. Dispositivo prendedor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sulco anular (13) configurado na parede interna do lado do receptáculo da coberta (5) é suprido via o conduíte de distribuição de líquido (9a, 9b) com um líquido refrigerante que é enviado ao dispositivo prendedor a fim de resfriar a ferramenta (W).

3. Dispositivo prendedor de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o conduíte de distribuição de líquido (9a, 9b) compreende uma porção de conduíte (9b) configurada no corpo básico (1) e que se abre para a superfície da extremidade lateral do corpo básico da coberta (5) e uma porção de conduítes (9a) adjacentes à mesma e configurada na coberta (5).

4. Dispositivo prendedor de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que os múltiplos conduítes de distribuição de líquido (9a, 9b) são providos a fim de fornecer o líquido ao sulco anular (13) configurado na parede interna lateral do receptáculo da coberta

Petição 870180166298, de 21/12/2018, pág. 4/9 (5).

5. Dispositivo prendedor de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que os conduítes de distribuição de líquido (9a, 9b) são dispostos com uma distribuição regular na direção circunferencial da coberta (5).

6. Dispositivo prendedor de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a coberta (5) é configurada e imobilizada no espaço anular (3), em tal modo que a tenacidade estática do corpo básico é substancialmente não prejudicada.

7. Dispositivo prendedor de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que a coberta (5) é concretizada como um elemento amortecedor e é suspensa na maneira livremente oscilante no espaço anular (3).

8. Dispositivo prendedor de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a coberta (5) é retida na maneira livremente oscilante no espaço anular (3) por meio pelo menos de um anel em O (10).

9. Dispositivo prendedor de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que um sulco (13) para receber pelo menos um anel em O (10) é provido na parede externa da coberta (5) e/ou na parede do espaço anular (3).

10. Dispositivo prendedor de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a coberta (5) é presa no espaço anular (3) por um anel de fixação (6).