ES2237235A1 - Dispositivo de sujecion rapida. - Google Patents
Dispositivo de sujecion rapida.Info
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Abstract
Dispositivo de sujeción rápida (1), especialmente tornillo portapieza (1) con una base (2), una mordaza fija (3) dispuesta en él y una mordaza móvil enfrentada, habiéndose previsto una barra de tracción (4) para su regulación, siendo que el vástago de tracción (4) presenta un soporte de apoyo, a través del cual se apoya la mordaza móvil mediante un vástago de presión y que la mordaza móvil está conformada de modo bloqueable en diferentes secciones con el vástago de presión y que se ha previsto un reforzador (5) que actúa sobre el husillo.
Description
Dispositivo de sujeción rápida.
La invención refiere a un dispositivo de
sujeción, especialmente tornillo portapieza con una base, una
mordaza fija dispuesta en él y una mordaza móvil enfrentada,
habiéndose previsto una barra de tracción para su regulación, siendo
que el vástago de tracción presenta un soporte de apoyo, a través
del cual se apoya la mordaza móvil mediante una varilla de presión
y que la mordaza móvil está conformada de modo bloqueable en
diferentes secciones con la varilla de presión y que se ha previsto
un reforzador.
En el estado de la técnica ya se conoce un
tornillo portapieza con reforzador. La mordaza móvil se acerca a la
pieza de trabajo a sujetar girando un manguito, sobre el que se
dispuso una rosca externa.
Luego un husillo situado en posición coaxial
acciona un reforzador que produce la fuerza de sujeción requerida
entre la mordaza fija y la mordaza móvil. El reforzador hidráulico
está dispuesto en la base debajo de la mordaza fija. El extremo
libre del vástago de presión forma el pistón primario que asoma a un
espacio interno cargado con líquido hidráulico. Al moverse el
pistón primario hacia la izquierda, el líquido hidráulico del
espacio interno es desplazado a un espacio del cilindro, empujando
así un pistón secundario hacia la izquierda. El pistón secundario
presenta una superficie considerablemente mayor que el pistón
primario, por lo que se produce una transmisión de fuerza. La fuerza
del pistón secundario dirigida hacia la izquierda se transmite al
husillo, por lo que se induce una elevada fuerza de tracción al
husillo. Los pistones primario y secundario están dispuestos
consecutivamente y siempre se mueven en el mismo sentido. De ello
resulta una desventajosa construcción alargada del tornillo
portapieza.
Objeto de la invención es indicar un dispositivo
de sujeción conformado del modo más compacto posible.
Este objeto se cumple en un dispositivo de
sujeción de este tipo, porque el reforzador se compone de al menos
un cilindro y al menos dos pistones móviles guiados en dos
cilindros concéntricos, un pistón impelente exterior y un pistón
tensor preferentemente unido a través de un vástago del pistón con
el vástago de tracción y porque se ha previsto dos cámaras de
presión, una cámara externa de baja presión y una cámara de alta
presión que actúa del lado del vástago de tracción sobre el pistón
tensor, habiéndose previsto una unión de transferencia entre ambos
pistones de modo tal, que al menos un vástago de diámetro inferior
al de los pistones, unido con el pistón impelente exterior actúe
sobre la cámara de alta presión cargada con el agente de presión,
preferentemente aceite o grasa fluida. A través de la construcción
propuesta resulta posible una ejecución muy corta del tornillo
portapieza.
Una simplificación técnica de fabricación puede
lograrse ventajosamente estableciendo que los pistones presenten el
mismo diámetro. De allí resulta necesariamente que también los
cilindros deben presentar el mismo diámetro, pudiendo así
racionalizarse la fabricación.
Conforme a una ventajosa forma de realización se
previó que los pistones estén dispuestos en un mismo cilindro. El
único cilindro cumple así la función de guía para ambos pistones.
Ello conlleva el ahorro de un componente completo.
Una notable reducción de longitud en la ejecución
del tomillo portapieza se logra ventajosamente al estar los
pistones conformados de modo tal que se muevan en sentido
contrapuesto. Durante el proceso de sujeción el pistón impelente
movido por la cámara de baja presión se desplaza en dirección al
pistón tensor, el que a su vez también se desplaza hacia el pistón
impelente. El espacio intermedio entre el pistón impelente y el
pistón tensor está unido a través de una perforación con la
atmósfera, de modo que ventajosamente se evita una acumulación de
presión.
En forma ventajosa el reforzador está dispuesto
debajo de la mordaza fija, actuando así como reforzador tractor. La
disposición del reforzador en el sector de la mordaza móvil traería
aparejada una mayor longitud de construcción del tornillo
portapieza.
Conforme a un ventajoso desarrollo ulterior de la
invención se previó que el reforzador junto con el dispositivo de
sujeción esté conformado de modo desmontable en dirección a la
mordaza fija. Para ello es necesario que el diámetro de los
distintos componentes del lado externo izquierdo del tornillo
portapieza hasta el lado opuesto sea cada vez menor.
Para el caso que se requiera presiones de
sujeción muy elevadas se previó ventajosamente que el agente de
presión en la cámara de alta presión sea aceite o grasa fluida. La
grasa fluida presenta la ventaja que puede sellarse con mucho mayor
facilidad respecto de los demás componentes y de la atmósfera.
Dado que en cualquier taller se dispone de
compresores con una presión de aire inicial de hasta 10 bar, se
previó ventajosamente que el agente de presión en la cámara de baja
presión sea gas, preferentemente aire o aire comprimido.
Para la automatización del tornillo portapieza de
la invención se previó ventajosamente que el agente de presión en
la cámara de baja presión sea aceite o grasa fluida. Una
posibilidad de aumentar la presión es el empleo de bombas. A través
del rendimiento de bombeo es posible regular la presión de aceite en
la cámara de baja presión.
A fin de posibilitar una conformación lo más
sencilla posible del tornillo portapieza de la invención se previó
ventajosamente que el pistón tensor del lado del vástago de
tracción presenta una perforación de preferencia central, a través
de la que el vástago unido al pistón impelente exterior y a través
del cual se produce la unión de transferencia, sobresale dentro de
la cámara de alta presión. En cuanto la cámara de baja presión es
sometida a presión, el pistón impelente con el vástago unido a él
se desplaza en dirección al pistón tensor. El vástago que presenta
un diámetro considerablemente menor que el pistón tensor es
desplazado aún más al interior de la cámara de alta presión, por lo
que aumenta la presión en la cámara de alta presión y el pistón
tensor se desplaza en dirección al pistón impelente. En ello el
pistón tensor ejerce una correspondiente fuerza tractor sobre el
vástago de tracción. Mediante la disposición central de la
perforación ventajosamente se evitan los efectos de basculamiento y
torsión. Además, guiando el vástago a través de la perforación
central, simultáneamente se asegura la guía del pistón
impelente.
Resulta especialmente ventajoso que el vástago
esté conformado como vástago hueco con un dispositivo regulador de
presión en su interior, a los efectos de regular la presión en la
cámara de alta presión. A causa del constante movimiento del pistón
tensor se producen mermas de arrastre en el sector de las juntas.
De ello resulta la necesidad de reajustar la presión en la cámara de
alta presión. Este dispositivo regulador de presión ventajosamente
se compone de un pistón ajustable que puede girarse a través de una
rosca en dirección a la cámara de alta presión. Con ello se produce
un aumento de presión del agente de presión en la cámara de alta
presión.
Una ventajosa condición para evitar efectos
resorte al aumentar la presión de la cámara de alta presión es un
tornillo de ventilación, previsto para ventilar la. cámara de alta
presión. Sólo con una cámara de alta presión totalmente al vacío
pueden obtenerse las máximas presiones.
A fin de colocar el tornillo de ventilación en
una ubicación economizadora de espacio, se previó ventajosamente
que el tornillo de ventilación esté dispuesto entre una cámara
conectada con la atmósfera, entre los dos pistones y la cámara de
alta presión. Para la carga de la cámara de alta presión se traslada
el tornillo portapieza en su totalidad desde su posición operativa
horizontal a una posición vertical. El tomillo de ventilación se
ubica entonces en el extremo superior de la cámara de alta presión,
por lo que se garantiza una completa ventilación.
Dado que al operar el tornillo portapieza se
producen efectos de fricción, se previó ventajosamente disponer al
menos un muelle de reajuste que retorna los pistones exentos de
presión a su posición inicial. Para ello el muelle de reajuste
ventajosamente apoya con un extremo en el pistón tractor y con el
extremo opuesto en la carcasa. De especial ventaja es disponer
varios muelles de reajuste en un círculo.
Una realización de ventaja del tornillo
portapieza prevé que el reforzador se componga de un cilindro y un
pistón tensor móvil guiado dentro del cilindro y que se disponga de
una cámara de alta presión que actúa del lado del vástago de
tracción sobre el pistón tensor, pudiendo cargarse dicha cámara
directamente con el agente de presión, preferentemente aceite o
grasa fluida. Esta forma de realización es especialmente adecuada
para la automatización del tornillo portapieza. La presión de
sujeción requerida se provee a través de un equipo hidráulico que
hace llegar el agente de presión directamente a través de una
conexión de presión a la cámara de alta presión.
Ventajosamente se previó que en la cámara de alta
presión se haya dispuesto un dispositivo para medir la presión en
la cámara de alta presión. A través de la determinación de la
presión en la cámara de alta presión, puede definirse la presión de
sujeción del tornillo portapieza y automatizarse así la alimentación
del agente de presión. Mediante una correspondiente electrónica
puede compararse la presión real con la presión teórica y así
detectar fallas que por ejemplo tornan necesaria la inmediata
desconexión de la máquina herramienta.
Sobre la base de dibujos se explica en mayor
detalle un ejemplo de realización de la invención.
Se muestra:
Figura 1: una representación en corte del
tornillo portapieza conforme a la invención con reforzador;
Figura 2: una vista según plano de corte
B-B en figura 1 y
Figura 3: una representación en corte del
tornillo portapieza sin pistón impelente.
En la figura 1, el tornillo portapieza de la
invención es indicado con el número 1. Se compone de una base 2, en
cuyo primer extremo se dispuso una mordaza de sujeción fija 3.
Adicionalmente en la base 2 se ubica de modo desplazable una
mordaza de sujeción móvil 32. Una pieza de trabajo no representada
aquí es aprisionada entre las superficies de las mordazas de
sujeción. Las fuerzas de sujeción así producidas son absorbidas por
un vástago de tracción 4.
El vástago de tracción 4 está unido con su
extremo izquierdo a un reforzador 5. La mordaza móvil 32 a través
de una conexión continua se encuentra firmemente unida a un
elemento portante 31. El elemento portante 31 presenta ranuras que
encastran en nervios 6 de un manguito 7. a través de este encastre
se produce una unión continua entre el manguito 7 y el elemento
portante unido a la mordaza móvil de sujeción 32.
El manguito 7 contacta axialmente con el vástago
de tracción 4, apoyándose el manguito 7 en el sector del extremo
libre del vástago de tracción 4 sobre éste, de modo que el manguito
7 actúa como vástago de presión.
El manguito 7 y el vástago de tracción 4 pueden
girarse relativamente entre sí. Al manguito 7 se encuentra
firmemente unido un asidero 8, de modo que al girar el asidero 8
puede regularse la posición angular del manguito 7.
Así las fuerzas de sujeción que actúan sobre la
mordaza móvil 32 son transmitidas a un elemento portante 31 y de
allí a través de las superficies de las ranuras del lado de las
mordazas fijas hacia las superficies de apoyo de los nervios 6. El
manguito 7 luego transmite éstas fuerzas al vástago de tracción 4.
El circuito de fuerza es cerrado por el vástago de tracción 4 a
través del reforzador 5 y la mordaza fija de sujeción 3.
El reforzador 5 se compone de un cilindro 9 y dos
pistones móviles guiados dentro del mismo, un pistón impelente
exterior 10 y un pistón tensor 11. El pistón tensor está unido a
través del dispositivo regulador de presión 26 con el vástago de
tracción 4.
Además el reforzador 5 incluye una cámara externa
de baja presión 12 que actúa externamente sobre el pistón impelente
10. En el lado externo del tornillo portapieza hay una abertura 13
para la carga con un agente de presión. En este ejemplo de
realización, el agente de presión del lado de baja presión es aire.
Éste se aplica en un rango de presión de 1-7
bar.
Adicionalmente, se previó una cámara de alta
presión 14 que actúa sobre el pistón tensor 11 del lado del vástago
de tracción. La cámara de alta presión se compone de una cámara de
aceite 15 realizada como perforación y unida a ella a través de
aberturas laterales 16 una cámara del émbolo anular 17. En este
ejemplo de realización se previó grasa fluida como agente de
presión de la cámara de alta presión 14.
Entre el pistón impelente 10 y el pistón tensor
11 existe una unión de transferencia. Esta unión de transferencia
está conformada como vástago hueco 18. El vástago hueco presenta un
menor diámetro que los diámetros de vástago de la misma medida del
pistón tensor y del pistón impelente. El vástago hueco 18 está
firmemente unido al pistón impelente 10 y sobresale con su extremo
libre dentro de la cámara de alta presión 14.
En cuanto la cámara de baja presión 12 es
alimentada con un agente de presión a través de la abertura 13, el
pistón impelente 10 se desplaza en dirección al pistón tensor 11.
Así el vástago hueco 18 es desplazado al interior de la cámara de
alta presión 14, especialmente a la cámara de aceite 15. El agente
de presión es desplazado de la cámara de aceite 15 a la cámara del
émbolo anular 17 a través de aberturas laterales. Con ello se
produce un movimiento del pistón tensor 11 en dirección al pistón
impelente 10. Necesariamente el pistón tensor 11 ejerce sobre el
vástago de tracción 4 una fuerza tractor, la que a su vez a través
del manguito 7 y la mordaza móvil de sujeción no representada es
trasladada a la pieza de trabajo. Es decir que ambos pistones se
mueven en sentido contrapuesto dentro de un tubo cilíndrico. Esto
conlleva una ejecución economizada de espacio del tornillo
portapiezas completo.
El pistón tensor 11 del lado del vástago de
tracción presenta una perforación centrada 19 que conforma la
cámara de aceite. A través de esa perforación centrada 19 asoma
dentro de la cámara de alta presión 14 el vástago hueco 18 unido al
pistón impelente 10 externo. En el interior del vástago hueco 18 se
encuentra un dispositivo regulador de presión 20 para ajustar la
presión en la cámara de alta presión 14. El dispositivo regulador
de presión 20 está conformado como pistón ajustable. Este pistón
ajustable puede regularse dentro del vástago hueco 18 mediante una
rosca 21.
El reforzador 5 completo está conformado de modo
tal que puede extraerse hacia el lado de la mordaza fija del
tornillo portapieza. Ello se torna posible a través de los
idénticos diámetros de ambos pistones. Simultáneamente también
puede extraerse hacia el mismo lado y debido a su escaso diámetro el
vástago de tracción 4 completo. Esto es especialmente ventajoso
para las tareas de mantenimiento.
Una condición necesaria para un funcionamiento
perfecto del tornillo portapiezas es que la cámara de alta presión
esté al vacío. A este fin se previó un tornillo de ventilación 22.
Este tornillo de ventilación 22 conecta una cámara interna 23 entre
el pistón impelente 10 y el pistón tensor 11 con la cámara de alta
presión 14 o la cámara del émbolo anular 17. La cámara interna 23
está unida con su entorno a través de una abertura atmosférica.
Ventajosamente se han previsto muelles de
reajuste 25 en el tornillo portapiezas 1. Éstos por un lado apoyan
sobre el vástago de tracción 4 y por el otro sobre el lado externo
del cilindro 9. Los muelles de reajuste 25 aseguran el retorno de
los pistones a la posición inicial y superan con ello las eventuales
mermas de arrastre. La posición inicial de ambos pistones se
representa en el dibujo. Dado que los intervalos del manguito de
ajuste rápido 7 son mayores que la carrera de sujeción del
reforzador, se previó un ajuste de precisión 26 entre el vástago del
pistón 27 del pistón tensor 11 y el vástago de tracción 4. Con ello
se crea un continuo estado de sujeción. Al girar el vástago de
tracción 4 puede ajustarse con precisión la distancia entre la
mordaza móvil de sujeción y la pieza de trabajo. A fin de impedir
que el vástago de tracción 4 se desenrosque de la rosca del ajuste
de precisión 26, se integró al vástago de tracción 4 un tope 28 con
un vástago tope 29.
En la figura 2 se representa el pistón tensor 11
en corte. Se reconocen con claridad 3 canales tangenciales 30 que
aseguran que el vástago hueco 18 del émbolo impelente 10 que
penetra en la cámara de aceite 15 no obture las aberturas laterales
16 entre la cámara de aceite 15 y la cámara del émbolo anular
17.
La figura 3 muestra otro ejemplo de realización.
El reforzador 5 se compone de un tubo cilíndrico 9 y un pistón
tensor móvil 11 guiado dentro del cilindro 9. En este ulterior
desarrollo se prescindió del pistón neumático que cumple la función
del pistón impelente. La cámara de alta presión 14 que actúa sobre
el pistón tensor 11 del lado del vástago de tracción, directamente
se carga con el agente de presión. Para ello se previó una conexión
de presión 33 que termina directamente en la cámara de alta presión
14 por detrás del pistón tensor 11. Está previsto que un manómetro
no representado esté conectado a la cámara de alta presión 14.
Mediante este manómetro puede determinarse indirectamente la fuerza
de sujeción que actúa sobre la pieza de trabajo. A través de esta
ventajosa ejecución se torna posible una operación totalmente
automática del tornillo portapieza.
| 01 | tornillo portapieza | 18 | vástago hueco | |
| 02 | base | 19 | perforación | |
| 03 | mordaza fija de sujeción | 20 | dispositivo regulador de presión | |
| 04 | vástago de tracción | 21 | rosca | |
| 05 | reforzador | 22 | tornillo de ventilación | |
| 06 | nervios | 23 | cámara interna | |
| 07 | manguito | 24 | abertura atmosférica | |
| 08 | asidero | 25 | muelles de reajuste | |
| 09 | cilindro | 26 | ajuste de precisión | |
| 10 | pistón impelente | 27 | vástago del pistón | |
| 11 | pistón tensor | 28 | tope | |
| 12 | cámara de baja presión | 29 | vástago tope | |
| 13 | abertura | 30 | perforaciones del canal | |
| 14 | cámara de alta presión | 31 | elemento portante | |
| 15 | cámara de aceite | 32 | mordaza móvil | |
| 16 | aberturas laterales | 33 | conexión de presión | |
| 17 | cámara del émbolo anular |
Claims (16)
1. Dispositivo de sujeción, especialmente
tornillo portapieza (1) con una base (2), una mordaza fija (3)
dispuesta en él y una mordaza móvil (32) enfrentada, habiéndose
previsto un vástago de tracción (4) para su regulación, siendo que
el vástago de tracción (4) presenta un soporte de apoyo, a través
del cual se apoya la mordaza móvil mediante un vástago de presión
(7) y que la mordaza móvil (32) está conformada de modo bloqueable
en diferentes secciones con el vástago de presión y que se ha
previsto un reforzador, caracterizado porque el reforzador
(5) se compone de al menos un cilindro (9) y al menos dos pistones
móviles guiados en dos cilindros concéntricos, un pistón impelente
exterior (10) y un pistón tensor (11) preferentemente unido a
través de un vástago del pistón con el vástago de tracción (4) y
porque se han previsto dos cámaras de presión (12, 14), una cámara
externa de baja presión (12) y una cámara de alta presión (14) que
actúa del lado del vástago de tracción sobre el pistón tensor (11),
habiéndose previsto una unión de transferencia entre ambos pistones
(10, 11) de modo tal que al menos un vástago (18) de diámetro
inferior al de los pistones, unido con el pistón impelente exterior
(10) actúe sobre la cámara de alta presión (14) cargada con el
agente de presión, preferentemente aceite o grasa fluida.
2. Dispositivo de sujeción de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque los pistones (10, 11)
presentan el mismo diámetro.
3. Dispositivo de sujeción de acuerdo con una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los
pistones (10, 11) están dispuestos en un mismo cilindro (9).
4. Dispositivo de sujeción de acuerdo con una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los
pistones (10, 11) están conformados de modo que su movimiento es
contrapuesto.
5. Dispositivo de sujeción de acuerdo con una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
reforzador (5) está dispuesto del lado de las mordazas fijas.
6. Dispositivo de sujeción de acuerdo con una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
reforzador (5) junto con el dispositivo de sujeción está conformado
de modo desmontable en dirección a la mordaza fija (3).
7. Dispositivo de sujeción de acuerdo con una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
agente de presión en la cámara de alta presión (14) es aceite o
grasa fluida.
8. Dispositivo de sujeción de acuerdo con una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
agente de presión en la cámara de baja presión (12) es gas, de
preferencia, aire.
9. Dispositivo de sujeción de acuerdo con una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
agente de presión en la cámara de baja presión (12) es aceite o
grasa fluida.
10. Dispositivo de sujeción de acuerdo con una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
pistón tensor (10) del lado del vástago de tracción presenta una
perforación (19) de preferencia central, a través de la que el
vástago (18) unido al pistón impelente exterior (10) y que produce
la unión de transferencia, sobresale dentro de la cámara de alta
presión (14).
11. Dispositivo de sujeción de acuerdo con una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
vástago (18) está conformado como vástago hueco con un dispositivo
regulador de presión (20) en su interior para regular la presión en
la cámara de alta presión (14).
12. Dispositivo de sujeción de acuerdo con una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se ha
previsto un tornillo de ventilación (22) para ventilar la cámara de
alta presión (14).
13. Dispositivo de sujeción de acuerdo con una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
tornillo de ventilación (22) está previsto entre una cámara
conectada con la atmósfera (23), entre los dos pistones (10, 11) y
la cámara de alta presión (14).
14. Dispositivo de sujeción de acuerdo con una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se ha
previsto al menos un muelle de reajuste (25), que hace retroceder
los pistones (10, 11) no estando bajo presión, a una posición
inicial.
15. Dispositivo de sujeción, especialmente
tornillo portapieza (1) con una base (2), una mordaza fija (3)
dispuesta en él y una mordaza móvil (32) enfrentada, habiéndose
previsto un vástago de tracción (4) para su regulación, donde el
vástago de tracción (4) presenta un soporte de apoyo, a través del
cual se apoya la mordaza móvil mediante una varilla de presión (7)
y que la mordaza móvil (32) está conformada de modo bloqueable en
diferentes secciones con la varilla de presión y que se ha previsto
un reforzador, caracterizado porque el reforzador (5) se
compone de un cilindro (9) y un pistón tensor (11) móvil dentro del
cilindro (9), y porque se ha previsto una cámara de alta presión
(14) que actúa del lado del vástago de tracción sobre el pistón
tensor (11), pudiendo cargarse dicha cámara directamente con el
agente de presión, preferentemente aceite o grasa fluida.
16. Dispositivo de sujeción de acuerdo con la
reivindicación 15, caracterizado porque se ha previsto un
dispositivo para medir la presión en la cámara de alta presión
14.
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