ES2205614T3 - Dispositivo de limpieza para mangos conicos portaherramientas. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN DISPOSITIVO PARA LA LIMPIEZA DE LOS VASTAGOS CONICOS DE APOYOS DE HERRAMIENTA, ESPECIALMENTE DE VASTAGOS CONICOS HUECOS CON MECANISMO DE TORNO. PARA LA OBTENCION DE UN EFECTO DE LIMPIEZA ELEVADO, EL DISPOSITIVO PRESENTA, SEGUN LA INVENCION, UNA CARCASA (1) CON UN REBAJO CENTRAL (7), UNA HERRAMIENTA DE LIMPIEZA (8) ACCIONADA POR GIRO EN EL REBAJO DE CARCASA (7) QUE PRESENTA ELEMENTOS DE EXTRACCION (10, 12) Y UN SISTEMA DE CANALES (22 A 24) EN LA CARCASA (1) SOMETIDO A UN FLUIDO DE PRESION, EN EL QUE LA SUPERFICIE A LIMPIAR (16) DEL VASTAGO CONICO (15) CONTIENE CANALES DE LAVADO ORIENTADOS (23A, 23B), ACCIONANDOSE POR GIRO LA HERRAMIENTA DE LIMPIEZA POR MEDIO DEL FLUIDO DE PRESION APORTADO A TRAVES DE ESTE SISTEMA DE CANALES.

Description

Dispositivo de limpieza para mangos cónicos de portaherramientas.

La invención se refiere a un dispositivo para limpiar los mangos cónicos de portaherramientas, en particular de mangos cónicos huecos con asiento plano, según el preámbulo de la reivindicación 1, tal como se conoce por la memoria de la patente DE 4228268 A1.

En las modernas máquinas herramientas controladas por programa, las herramientas se cambian con ayuda de cambiadores de herramientas en ciclos automáticos desde un almacén de herramientas a los cabezales de trabajo de la máquina herramienta y viceversa, transcurriendo estos procesos de cambio dentro de unos períodos de tiempo muy cortos. Para ello es de esencial importancia que los dispositivos de amarre existentes en los campos de trabajo fijen los mangos cónicos de las herramientas o de los portaherramientas, de forma segura y con gran precisión, en los correspondientes alojamientos cónicos en el cabezal de trabajo. La realización de los procesos de mecanizado subsiguientes en la pieza exigen, especialmente en el caso de husillos de trabajo con accionamiento de giro, que se establezca una unión sumamente firme entre el mango cónico y el correspondiente husillo de trabajo, lo que se consigue por la gran superficie de asiento de la superficie envolvente del mango cónico en la superficie periférica interior del alojamiento cónico, en combinación con la fuerza de tracción ofrecida por la cinta de amarre sobre el mango cónico. En los mangos cónicos convencionales, con un ángulo de cono relativamente grande (mangos de cono agudo, ISO, etc.), las impurezas adheridas en las superficies del entremango tales como partículas, virutas, grasa o similares, sólo influyen muy poco en la precisión de firmeza del asiento del mango cónico en el alojamiento cónico, de manera que en determinados ciclos no era necesario proceder a la limpieza de las superficies del mango o ésta se podía hacer al preparar la herramienta, antes de o durante la carga de los almacenes con las herramientas. En los portaherramientas de reciente desarrollo, con mandos cónicos huecos de asiento plano, sin embargo, pueden surgir problemas al amarrar estos mangos cónicos huecos en los alojamientos cónicos del husillo de trabajo, causados por depósitos de, por ejemplo, virutas o partículas sobre las superficies activas de los mangos. En estos casos puede sufrir menoscabo el amarre suficientemente rígido y de alta precisión del mango cónico hueco en el alojamiento cónico del husillo de trabajo. Por este motivo se han propuesto ya dispositivos de limpieza mediante los cuales se puede limpiar de sedimentos y suciedad la superficie envolvente del mango cónico, que es sólo ligeramente cónica, así como la superficie plana de asiento, utilizando para ello herramientas de limpieza especiales, en particular cepillos. Ahora bien, estos dispositivos son técnicamente complicados y no se pueden integrar en un sistema automático de cambio de herramientas.

El objetivo de la invención es el de crear un dispositivo para limpiar los mangos cónicos de los portaherramientas, en particular, los mangos cónicos huecos con asiento plano, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 y que tengan un elevado efecto de limpieza incluso frente a adherencias más firmes y que se pueda integrar de forma técnicamente sencilla en un sistema de cambio de herramientas.

Para resolver este objetivo, el dispositivo de limpieza objeto de la invención presenta en el cuerpo un sistema de canales que puede ser aprovechado por un fluido a presión, que contiene unos canales de barrido dirigidos sobre las superficies del mango cónico que se trata de limpiar, donde el fluido a presión constituye el medio de accionamiento para la herramienta de limpieza.

De acuerdo con la invención se aprovechan diversos efectos de limpieza que son, por una parte, un efecto de barrido mediante la aplicación dirigida de un fluido a presión líquido y/o gaseoso sobre las superficies del mango cónico que se trata de limpiar, mediante el cual se arrastran las partículas y la suciedad que estén poco adheridas sobre las superficies del mango cónico. Al mismo tiempo, los elementos rascadores de la herramienta de limpieza con accionamiento de giro desprenden las impurezas adheridas con mayor solidez en las superficies del mango cónico, de manera que éstas también son arrastradas por el chorro de fluido a presión.

Una ventaja especial del dispositivo objeto de la invención radica en la realización técnicamente sencilla y también rápida de un mango cónico, por cuanto que el cuerpo con su alojamiento central se aproxima axialmente al mango cónico y en cierto modo queda recubierto, a continuación de lo cual el proceso de limpieza transcurre de manera automática, simplemente abriendo las válvulas de las acometidas de fluido a presión.

La herramienta de limpieza comprende convenientemente una rueda de aletas que se apoya girando libremente dentro del cuerpo y que es accionada por los chorros de fluido a presión alimentados a través del sistema de canales. Para esto el buje de la herramienta de limpieza debería presentar preferentemente un alojamiento central cuya forma esté adaptada al contorno del mango cónico y también de su superficie plana. Esta herramienta de limpieza se debería poder desmontar de forma sencilla del cuerpo, con el fin de poder limpiar con el mismo dispositivo mangos cónicos de diferentes dimensiones mediante la correspondiente selección. Los elementos rascadores deberían estar previstos preferentemente en la superficie periférica interior del buje así como en una superficie frontal de la herramienta de limpieza situada frente a la superficie plana, pudiendo elegirse perfiles rascadores continuos o interrumpidos, dispuestos decalados angularmente o también filas de cepillos que se empleen como elementos rascadores. En cuanto a la cinemática del accionamiento y al efecto de limpieza, el material conveniente para una herramienta de limpieza realizada como rueda de aletas puede ser un plástico adecuado, eventualmente con un recubrimiento de PTFE o con inclusiones de PTFE.

En el dispositivo de limpieza objeto de la invención se utilizan de forma especialmente ventajosa fluidos a presión que ya existen en la respectiva máquina herramienta. Así, por ejemplo, se puede emplear el líquido de refrigeración requerido para el mecanizado de la pieza, con unas presiones de trabajo de hasta 40 bar. También se puede utilizar aire comprimido, sólo o alternando con el líquido de refrigeración, como también en forma de emulsión con el líquido de refrigeración, tal como se encuentra disponible también en los modernos sistemas de máquinas. Estos fluidos a presión se pueden introducir en el sistema de canales del cuerpo a través de válvulas de bloqueo o de dosificación adecuadas y conducciones y se pueden devolver al sistema de líquido de la máquina a través de tuberías de retorno.

A continuación se describe con detalle un ejemplo de realización de la invención, sirviéndose del dibujo. En éste puede verse:

Fig. 1 el dispositivo de limpieza, en una sección axial esquemática,

Fig. 2 una herramienta de limpieza del dispositivo según la Fig. 1 realizado como rueda de aletas, visto en planta.

El dispositivo de limpieza representado en la Fig. 1 comprende un cuerpo cilíndrico compuesto de las partes de cuerpo 3 y 4 unidas entre sí por medio de bulones roscados 2. En la cara frontal de la parte 4 del cuerpo va fijada de forma desmontable y por medio de bulones roscados 6 una tapa 5 en forma de cazoleta. En un alojamiento central 7 en la parte 4 del cuerpo apoya de manera flotante y con giro libre una herramienta de limpieza 8 que, en el ejemplo de realización presente, está realizada en forma de rueda de aletas, como está representada en la Fig. 2. Esta rueda de aletas 8 está fabricada convenientemente de un material plástico adecuado y presenta un buje continuo 9 de forma ligeramente cónica, en el cual van conformados unos labios rascadores 10 que señalan radialmente hacia el interior y unas aletas 11 que señalan radialmente hacia el exterior. En la cara frontal del buje 9, que en la Fig. 1 queda en el lado izquierdo, están formados además unos perfiles rascadores 12 de orientación radial.

En el espacio interior rodeado por la rueda de aletas 8 está colocado un mango cónico hueco 15, con una superficie plana radial 16, que se mantiene en la posición representada en la Fig. 1 mediante una pinza 17.

En la parte posterior del cuerpo 3 va fijada una estructura de sujeción móvil 20 mediante la cual se puede situar el cuerpo en la posición representada en la Fig. 1. En la parte 3 del cuerpo está previsto un canal para un fluido a presión 21, que se puede conectar por medio de unas válvulas, no representadas, al sistema de líquido de refrigeración y/o al sistema de aire a presión de la máquina herramienta. Este canal de fluido a presión 21 se ramifica en el interior de la parte 3 del cuerpo en varios canales radiales 22a, 22b, de los cuales derivan a su vez canales de barrido 23a, 23b. Estos canales de barrido 23a, 23b, transcurren esencialmente dentro de la parte 4 del cuerpo y desembocan aproximadamente en la zona de los perfiles rascadores 10, al final de la superficie envolvente del mango cónico hueco 15. Los dos canales 22a, 22b, continúan hacia los canales 24a, 24b en la parte 4 del cuerpo, que desembocan en la zona de las aletas 11 de la herramienta de limpieza 8, de manera que los chorros del líquido que salen de ellos paralelos al eje o también tangenciales inciden sobre las aletas inclinadas o de forma curva 11, impartiendo de esta manera un movimiento de giro a la rueda de aletas 8.

El dispositivo de limpieza representado y antes descrito funciona de la siguiente manera.

El portaherramientas provisto de una herramienta de mecanizado, que no está representada, va fijado en las pinzas o amarres 17 de, por ejemplo, un almacén de herramientas. El dispositivo de limpieza se aproxima al portaherramientas 15, mediante su estructura de soporte 20, de tal manera que el mango cónico hueco penetra en el alojamiento ligeramente cónico formado por la herramienta de limpieza 8. Poco antes de alcanzar la posición que está representada en la Fig. 1 se introduce un primer fluido a presión, por ejemplo, aire comprimido, a través del canal 21 al sistema de canales 22 a 24 del cuerpo, de manera que los chorros producidos en los canales 23a, 23b soplan y desprenden las partículas adheridas sobre la superficie envolvente del mango cónico. Al mismo tiempo, los chorros de aire comprimido en los canales 24a y 24b imparten un movimiento de giro a la rueda de aletas. En esta situación, los intersticios entre la herramienta de limpieza 8 y el mango cónico hueco 15 son todavía suficientemente grandes para que se puedan desprender también virutas de cierto tamaño, transportándolas mediante chorro de fluido a presión al orificio de evacuación 25. Al continuar el movimiento axial del dispositivo de limpieza se alcanza la posición representada en la Fig. 1, en la que los perfiles rascadores 10 asientan de forma más o menos apretada contra la superficie envolvente del mango cónico hueco y los perfiles rascadores radiales 12 sobre la superficie plana 16 del mango cónico hueco. Dado que el chorro de fluido a presión no solamente sale por los canales de barrido 23a, 23b sino también por los canales 24a, 24b en forma de chorros, se imparte un movimiento de giro a la herramienta de limpieza 8, realizada en forma de rueda de aletas, con lo cual sus perfiles rascadores 10, 12 desprenden las partículas adheridas en las correspondientes superficies del mango cónico hueco gracias al elemento rascador mecánico, de manera que éstas se pueden evacuar a continuación, por el efecto de los chorros de barrido, a través del orificio de evacuación 25 y de una tubuladura de retorno 26.

Con el fin de aumentar la intensidad de la limpieza se puede emplear opcionalmente como fluido a presión aire comprimido o también el líquido de refrigeración del sistema de la máquina, que está a una presión relativamente alta. Estos fluidos a presión se introducen en la tubería a presión 21 del soporte 20 a través de conductos y válvulas de pendientes adecuados. Los fluidos a presión pueden alimentarse también al sistema de canales 23, 24 a través de tubuladuras de conexión posicionadas de otra manera.

Mediante el trazado adecuado de los canales de barrido y accionamiento 23, 24 se consigue que sobre la herramienta de limpieza se ejerza una fuerza dirigida hacia la izquierda en la Fig. 1, que comprime los perfiles rascadores radiales 12 contra la superficie plana 16, de manera que es precisamente esta zona crítica de la superficie del mango la que sufre una limpieza intensiva.

La invención no está limitada a la realización antes descrita. Así, por ejemplo, en lugar de los perfiles rascadores representados se pueden utilizar también otros elementos rascadores distintos, como por ejemplo, cepillos. Igualmente cabe también que la herramienta de limpieza esté apoyada sobre cojinetes de rodamiento o de fricción en la parte 4 del cuerpo o en la tapa 5. Según la forma de las paletas conductoras, los canales 24a, 24b pueden estar dirigidos axialmente o también tangencialmente hacia la rueda de aletas 8.

Claims (12)

1. Dispositivo para limpiar los mangos cónicos de portaherramientas (15), en particular de mangos cónicos huecos con asiento plano, con un cuerpo con un alojamiento central (7) y una herramienta de limpieza (8) con accionamiento de giro dentro del alojamiento del cuerpo (7), que presenta unos elementos rascadores (10, 12) caracterizado por un sistema de canales (22 a 24) en el cuerpo, atravesados por un fluido a presión, que lleva unos canales de barrido (23a, 23b) dirigidos sobre las superficies (16) del mango cónico (15) que se trata de limpiar, teniendo la herramienta de limpieza un accionamiento de giro por medio del fluido a presión alimentado a través de este sistema de canales.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la herramienta de limpieza comprende una rueda de aletas (8) que apoya giratoria en el cuerpo y que es accionada por chorros de fluido a presión.

3. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque la rueda de aletas (8) tiene apoyo flotante en el cuerpo.

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la herramienta de limpieza (8) lleva un buje (9) con un alojamiento central, cuya forma está adaptada al contorno del mango cónico (15) incluida su superficie plana (16).

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque están previstos varios elementos rascadores (11, 12) que actúan sobre las superficies del mango cónico que se trata de limpiar, dispuestos decalados angularmente en la herramienta de limpieza (8).

6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque los elementos rascadores (10, 12) están realizados en forma de perfiles o cepillos.

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la herramienta de limpieza (8) es de plástico.

8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la herramienta de limpieza está dispuesta de forma intercambiable en el cuerpo.

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el fluido a presión es el propio fluido de refrigeración de la máquina.

10. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el fluido a presión es el propio aire comprimido de la máquina.

11. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el fluido a presión es una emulsión a base del fluido de refrigeración y de aire comprimido.

12. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cuerpo va montado en una estructura de soporte (20) móvil.