ES2237724T3 - Dispositivo portaherramientas. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo portaherramientas capaz de acoplar una herramienta (11) al árbol de un motor, que comprende un cuerpo principal (12) para sujetar dicha herramienta (11) y una serie de elementos de sujeción (19) para fijar dicha herramienta (11) a dicho cuerpo principal (12); también dispone de elementos en forma de cuña (27) capaces de desplazarse radialmente para actuar en las caras inclinadas correspondientes de unos rebajes (28) hechos en dicho cuerpo principal (12), caracterizándose porque dichos elementos de sujeción (19) están emparejados axialmente con unos elementos elásticos (33) que se comprimen o expanden a conveniencia cuando se gradúa el plano de trabajo de dicha herramienta (11) accionando en uno u otro de dichos elementos en forma de cuña (27).

Description

Dispositivo portaherramientas.

La invención presente se refiere a un dispositivo portaherramientas apto para acoplar una herramienta de tipo circular al eje de un motor capaz de hacerla girar, con arreglo al preámbulo de la reivindicación 1, como p. ej. en EP-A-592694.

El dispositivo portaherramientas con arreglo a la invención se aplica en especial, pero no exclusivamente, a las herramientas para elaborar madera o plásticos, como p. ej. sierras circulares o similares.

Las herramientas de tipo circular consisten normalmente en un disco con los elementos activos, tales como dientes, muescas o algo similar en la periferia, y un orificio axial para montar el disco, sostenerlo y acoplarlo al eje de un motor que lo hace girar.

Para que el funcionamiento de las herramientas de este tipo sea perfecto, es de suma importancia asegurar que la posición del plano de trabajo esté perfectamente ortogonal respecto al eje de giro, y permanezca así incluso en funcionamiento continuo. De echo, si la herramienta no trabaja en un plano ortogonal al eje de giro, no se desgasta lo mismo en distintas zonas y, por consiguiente, la vida útil de la herramienta en estas condiciones se reduce considerablemente, exigiendo intervenciones más frecuentes de reparación o sustitución. Además, el efecto de la herramienta en la pieza que se elabora es menos eficaz y uniforme.

Para evitar estos inconvenientes, se conoce la existencia de portaherramientas capaces de realizar operaciones de ajuste para asegurar la posición correcta y constante en un plano ortogonal al eje de giro. Las configuraciones conocidas disponen de una serie de tornillos de ajuste dispuestos en paralelo al eje de giro de la herramienta, pero estas soluciones no han resultado eficaces por cuanto no garantizan la graduación exacta y hay riesgo de que, con el tiempo, se aflojen y pierdan sujeción. Ha de considerarse que dichas herramientas están expuestas a las altísimas velocidades de rotación que alcanzan en servicio, que llegan a 6.000 rpm.

El solicitante ha configurado y patentado una solución que se vale de una serie de elementos en forma de cuña repartidos uniformemente en la circunferencia de este dispositivo portaherramientas, que actúan de modo radial en una dirección ligeramente inclinada respecto al eje de giro, que permite realizar operaciones de ajuste, incluso micrométricas, del plano de trabajo de la herramienta. Esta solución, aunque muy válida, tiene la desventaja de que, en cada ajuste, hay que aflojar primero los tornillos que sujetan la aleta del portaherramientas, luego graduar los elementos en forma de cuña y por último volver a apretar los tornillos.

Estas operaciones, además de consumir mucho tiempo, debido a las condiciones en que deben trabajar los operarios, son a veces complicadas y difíciles de realizar en la máquina, por la presencia de guardas y otros elementos de protección, que hay que desmontar para tener acceso a los medios de fijación.

El solicitante ha ideado y configurado la presente invención con el fin de superar estas limitaciones del estado del arte, y conseguir otras ventajas.

La invención presente se expone y caracteriza esencialmente en la reivindicación principal, en tanto que las reivindicaciones subordinadas describen otras características innovadoras de la invención.

El propósito de la presente invención es conseguir un dispositivo portaherramientas que permite realizar operaciones de ajuste muy rápidas y fáciles del plano de trabajo de la herramienta y asegurar que conserve la posición ortogonal respecto al eje de giro. Otro objeto es permitir la realización de dichas operaciones de ajuste, incluso cuando el dispositivo portaherramientas está montado en la máquina en que trabaja.

De acuerdo con estos propósitos, el dispositivo portaherramientas con arreglo a la invención comprende un cuerpo principal en forma de aleta con perforaciones axiales y capaz de acoplarse al eje de giro de la máquina en la que se ha de montar.

La herramienta circular, por ejemplo una sierra circular dentada, u otra herramienta similar o comparable, se monta y sujeta a este cuerpo principal, normalmente por medio de tornillos.

En una configuración preferente, hay un elemento anular de sujeción entre el cuerpo principal y la herramienta, unido al cuerpo principal mediante tornillos de apriete, al que a su vez se sujeta la herramienta con tornillos de apriete.

El dispositivo portaherramientas también dispone de varios elementos de ajuste en forma de cuña, distribuidos en la circunferencia del cuerpo principal. Los elementos en forma de cuña se pueden desplazar radialmente y actúan sobre un plano inclinado con rebajes hechos en el cuerpo principal, en sentido ligeramente inclinado respecto a la ortogonal del eje de giro. Los elementos en forma de cuña se emparejan con medios de ajuste accesibles desde el exterior para poder efectuar las operaciones de graduación y equilibrado de precisión del plano de trabajo de la herramienta respecto al eje de giro.

Para ser más exactos, al mover el elemento de ajuste de por lo menos un elemento en forma de cuña, se actúa sobre la parte correspondiente de la cara del elemento anular de sujeción, modificando por lo tanto el plano de sujeción y por consiguiente el plano de trabajo de la herramienta respecto al eje de giro.

Con arreglo a una característica de la invención, los elementos que sujetan el cuerpo principal del dispositivo portaherramientas al elemento anular de sujeción respectivo, están emparejados con elementos elásticos que pueden comprimirse o dilatarse a conveniencia, cuando se gradúa el plano de trabajo de la herramienta, moviendo uno u otro de los elementos en forma de cuña.

Gracias a la presencia de los elementos elásticos, para efectuar la graduación deseada no es necesario por lo tanto quitar los medios, p. ej. tornillos, que sujetan el cuerpo principal al elemento anular de sujeción, ya que el acoplamiento de ambos elementos no es rígido, sino elásticamente graduable. Además, el elemento elástico asegura que haya una fuerza de unión constante entre los elementos del dispositivo portaherramientas, lo que impide que se produzcan holguras cuyo juego causa vibraciones y aflojamiento.

En una configuración preferente, los elementos elásticos consisten en muelles de tipo cónico. En otra configuración preferente, entre los muelles de tipo cónico y los medios de sujeción respectivos, hay un manguito cilíndrico que evita el contacto directo entre los componentes. En otra configuración preferente, hay tres elementos para graduar en forma de cuña repartidos a 120º en la circunferencia del cuerpo principal.

De acuerdo con una variante, en el lado opuesto a la herramienta hay una aleta circular de cobertura relacionada con el cuerpo principal. La aleta tiene por lo menos una ranura para alojar elementos de equilibrio, tales como masas pequeñas o algo similar, cuya posición angular es modificable para asegurar el equilibrio constante de todo el dispositivo portaherramientas.

Estas y otras características de la invención presente se harán evidentes en la siguiente descripción de la configuración preferente, que se da como ejemplo no restrictivo, con referencia a los figuras adjuntos, en los que:

- la Fig. 1 es una vista en planta del cuerpo principal del dispositivo portaherramientas con arreglo a la invención;

- la Fig. 2 es una sección por A-A de la Fig. 1;

- la Fig. 3 es una vista en planta del elemento anular de sujeción del dispositivo portaherramientas con arreglo a la invención;

- la Fig. 4 es una sección por B-B de la Fig. 3;

- la Fig. 5 es una vista en planta de la aleta de cobertura del dispositivo portaherramientas con arreglo a la invención;

- la Fig. 6 es una sección por C-C de la Fig. 5;

- la Fig. 7 presenta una sección general a escala ampliada del dispositivo portaherramientas con arreglo a la invención, en el que también está montada una herramienta.

Con referencia a las figuras adjuntas, y en particular a la Fig. 7, un dispositivo portaherramientas se designa en su totalidad con el número de referencia 10, que sirve para montar una herramienta de corte circular 11, como una sierra dentada circular o similar, y hacerla girar sobre el eje 30.

El dispositivo portaherramientas 10 comprende un cuerpo principal 12, con un orificio axial 13 para montarlo y sujetarlo, en este caso con chaveta, un árbol de giro (omitido) y una pestaña cilíndrica 16 a la que la herramienta 11 se enchaveta. En la configuración que se presenta aquí, a un lado del cuerpo principal de la herramienta 11 hay otro orificio axial 14 donde se alojaría un posible elemento para unir el dispositivo 10 con el árbol motor, tal como una tuerca, un tornillo o similar.

Entre el cuerpo principal 12 y la herramienta 11, hay un elemento anular de sujeción 15 montado en el cuerpo 12 por una serie de tornillos de apriete 19, en este caso seis, con sus respectivas arandelas 18. En las Figs. 1 a 4, los orificios roscados para recibir los tornillos 19 se muestran con el eje respectivo.

La herramienta 11 se une al elemento anular de sujeción 15 por medio de tornillos de apriete 20. En las Figs. 3 y 4 los orificios roscados para recibir los tornillos 20 se representan con el eje respectivo.

En el lado opuesto de la herramienta 11 hay una aleta circular de cubrimiento 23 unida al cuerpo principal 12 con tornillos. En las Figs. 1, 5 y 6, el número 24 indica el eje de los orificios donde se alojan esos tornillos. La aleta de cobertura 23, además de proteger los orificios del cuerpo 12 donde se introducen los tornillos 19 contra la entrada de polvo aceite y otras suciedades, tiene la función de alojar las masas que se desplazan angularmente para equilibrar el peso del conjunto de la herramienta. Para ser más exactos, en la cara exterior de la aleta 23 hay una ranura 25, concéntrica con el eje de la aleta 23, capaz de alojar masas pequeñas que se pueden desplazar y fijar en una posición angular definida.

Contigua a la ranura 25 y para facilitar las operaciones de equilibrado, hay una escala graduada 26 que permite al operario colocar angularmente las masas con precisión, hasta conseguir el equilibrio deseado.

El dispositivo portaherramientas 10 tiene un elemento para graduar la posición del plano de trabajo de la herramienta 11, que consiste en rebajes 28 hechos en la periferia exterior del cuerpo principal 12.

Unos bloques cónicos 27 van acompañados de tornillos 29 cuyo eje (Fig. 2) está algo inclinado, con un ángulo \alpha respecto a la ortogonal del eje de giro 30 de la herramienta 11. Con arreglo a la invención, el ángulo \alpha puede variar entre 2 y 10º, pero preferiblemente entre 3 y 7º.

Al menos una pared de cada rebaje 28 está inclinada respecto a la ortogonal del eje de giro 30, a un ángulo igual a dicho ángulo \alpha, aunque no se excluye que ese ángulo tenga un valor diferente, en tanto que la pared contraria es ortogonal respecto a dicho eje 30.

En este caso (Figs. 1 y 7), el dispositivo 10 tiene tres bloques cónicos 27 insertos en los rebajes 28 respectivos, repartidos a 120º en la circunferencia del cuerpo principal. Entra en el campo de la invención que puedan disponerse cuatro o más grupos de ajuste formados por bloques cónicos 27, distribuidos ventajosamente por la circunferencia de manera uniforme.

Actuando radialmente en los tornillos de ajuste 29, el bloque cónico 27 se introduce más o menos profundamente en el rebaje respectivo 28, y así, por la presencia de la pared inclinada, se fuerza la zona adyacente del elemento anular de sujeción 15 y consiguientemente se modifica el plano de trabajo de la herramienta 11. Para permitir este desplazamiento, entre la pared interior (respecto a la herramienta 11) del elemento anular de sujeción 15 y la pared exterior coincidente del cuerpo principal 12, hay un espacio 32 de varias décimas de milímetro, preferiblemente entre 3 y 8.

Además, la pared interior del orificio interior del elemento anular de sujeción 15 (Fig. 4) está biselada en los extremos a un ángulo \beta de entre 1 y 8º, pero más conveniente de 2 a 5º, que, junto con el espacio 32, permite cierto juego, aunque micrométrico, para graduar el plano de trabajo de la herramienta 11, accionando uno u otro de los tornillos 29.

Con arreglo a esta característica principal de la invención presente, los tornillos 19 que unen el cuerpo principal 12 al elemento anular de sujeción, cooperan con el medio elástico 15, en este caso muelles tipo cónico 33, que se pueden comprimir o dilatar, con arreglo a la fuerza de presión, o liberación, generada entre las caras de la sujeción recíproca del elemento anular de sujeción 15 y el cuerpo principal 12, cuando se ejecutan los pasos de graduación del plano de trabajo de la herramienta 11.

Dicho de otra manera, cada vez que se acciona en sentido radial los tornillos de ajuste 29 para modificar la posición del plano de trabajo de la herramienta 11, respecto al eje de giro 30, la conexión elástica, no rígida, entre el cuerpo principal 12 y el elemento anular de sujeción 15, se adapta la herramienta a la nueva posición sin necesidad de accionar o mover los tornillos de apriete 19.

Esto permite realizar todas las operación de regulación y graduación directamente en la máquina, conservando en su sitio el cuerpo principal 12 y la aleta de cobertura 23, sin desmontar ningún elemento de protección que hubiera. La presencia de los elementos elásticos 33, que ejercen una fuerza elástica en dirección de la junta entre el elemento anular de sujeción 15 y el cuerpo principal, garantiza la eliminación del juego e impide cualquier aflojamiento durante y después del trabajo de la herramienta 11 y después.

En este caso, los muelles tipo cónico 33 están situados entre la roldana respectiva 18 y la cara interior del orificio que recibe los tornillos de apriete 19.

Los muelles tipo cónico 33 incluidos en la configuración presentada aquí se pueden sustituir por cualquier otro medio elástico adecuados a este fin, p. ej. ballestas de hojas u otros resortes. Entre los muelles tipo cónico 33 y el eje de los tornillos correspondientes 18, se dispone un manguito cilíndrico 34 que impide el contacto directo y facilita el funcionamiento del mecanismo de graduación.

En la configuración que aquí se muestra, el cuerpo principal tiene en la periferia otros rebajes adicionales 35 que permiten las operaciones de montaje y desmontaje del cuerpo principal 12 con el árbol motor.

Está claro, no obstante, que se pueden hacer modificaciones y añadidos de piezas del dispositivo portaherramientas 10 antes descrito, sin apartarse del ámbito y alcance de la presente invención como se define en las reivindicaciones.

Claims (13)

1. Un dispositivo portaherramientas capaz de acoplar una herramienta (11) al árbol de un motor, que comprende un cuerpo principal (12) para sujetar dicha herramienta (11) y una serie de elementos de sujeción (19) para fijar dicha herramienta (11) a dicho cuerpo principal (12); también dispone de elementos en forma de cuña (27) capaces de desplazarse radialmente para actuar en las caras inclinadas correspondientes de unos rebajes (28) hechos en dicho cuerpo principal (12), caracterizándose porque dichos elementos de sujeción (19) están emparejados axialmente con unos elementos elásticos (33) que se comprimen o expanden a conveniencia cuando se gradúa el plano de trabajo de dicha herramienta (11) accionando en uno u otro de dichos elementos en forma de cuña (27).

2. Un dispositivo como en la reivindicación 1 caracterizado porque dichos elementos elásticos consisten en muelles tipo cónico (33).

3. Un dispositivo como en la reivindicación 2 caracterizado porque entre dichos muelles tipo cónico (33) y los respectivos medios de sujeción (19) hay elementos de separación consistentes en manguitos cilíndricos (34).

4. Un dispositivo como en la reivindicación 1 caracterizado porque dichos elementos en forma de cuña (27) están emparejados con tornillos de graduación (29) cuyo eje de trabajo (31) está ligeramente inclinado en un ángulo (\alpha) respecto al ortogonal del eje de giro (30) de dicha herramienta (11).

5. Un dispositivo como en la reivindicación 4 caracterizado porque dicho ángulo (\alpha) varía entre 2 y 10º, y preferiblemente de 3 a 7º.

6. Un dispositivo como en cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque comprende un elemento anular de sujeción (15) situado entre dicho cuerpo principal (12) y dicha herramienta (11) y entre una pared de dicho elemento anular de sujeción (15) y una pared correspondiente de dicho cuerpo principal (12), habiendo un espacio (32) de algunas decenas de milímetro.

7. Un dispositivo como en la reivindicación 6 caracterizado porque dicho espacio (32) tiene un valor de entre 3 y 8 décimas de milímetro.

8. Un dispositivo como en la reivindicación 7 caracterizado porque dicho elemento anular de sujeción (15) tiene un orificio interior con los extremos biselados en un ángulo (\beta).

9. Un dispositivo como en la reivindicación 8 caracterizado porque dicho ángulo (\beta) es de entre 1 y 8º, y preferiblemente de 2 a 5º.

10. Un dispositivo como en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque tiene tres de dichos elementos en forma de cuña (27) repartidos a 120º sobre la circunferencia del cuerpo principal.

11. Un dispositivo como en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque tiene una aleta circular de cubrimiento (23) montada en dicho cuerpo principal (12) en el lado opuesto de la herramienta, capaz de alojar un número de masas que se pueden desplazar angularmente para equilibrar el peso de todo el dispositivo portaherramientas (10).

12. Un dispositivo como en la reivindicación 11 caracterizado porque la cara exterior de dicha aleta (23) tiene por lo menos una ranura (25) capaz de alojar masas pequeñas que se desplazan y sujetan en una posición angular definida.

13. Un dispositivo como en la reivindicación 12 caracterizado porque en una posición contigua a dicha ranura (25) hay una escala graduada (26) capaz de permitir el posicionamiento angular de precisión de dichas masas pequeñas.