ES2257628T3 - Dispositivo de sujecion expandible. - Google Patents
Dispositivo de sujecion expandible.Info
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Abstract
Dispositivo de sujeción expandible con un cuerpo de base (2), un manguito expandible (4) de pared delgada previsto en una zona extrema axial del cuerpo de base (2) y que forma un alojamiento central (5) para un componente a sujetar, y un anillo de sujeción (6) que rodea al manguito expandible (4) con formación de una cámara de presión anular (7) situada entre ellos y que está atornillado con el cuerpo de base (2), estando la cámara de presión (7) llena de un medio hidráulico (11) y pudiendo ser deformado elásticamente el manguito expandible (4) para fijar un componente en el alojamiento (5), a cuyo fin se desplaza axialmente el anillo de sujeción (6) por giro con respecto al cuerpo de base (2), reduciendo al propio tiempo el volumen de la cámara de presión (7), caracterizado porque la cámara de presión (7) está llena de un cuerpo sólido elástico (11) en calidad de medio hidráulico y un elemento de anillo deslizante (12) está dispuesto entre el cuerpo sólido elástico (11) y una superficie depresión (6a) del anillo de sujeción (6) para transmitir una fuerza de presión axial del anillo de sujeción (6) al cuerpo sólido (11).
Description
Dispositivo de sujeción expandible.
La presente invención concierne a un dispositivo
de sujeción expandible con un cuerpo de base, un manguito
expandible de pared delgada previsto en una zona extrema axial del
cuerpo de base y que forma un alojamiento central para un
componente a sujetar, y un anillo de sujeción que rodea al manguito
expandible formando una cámara de presión anular situada entre
medias y que está atornillado con el cuerpo de base, estando la
cámara de presión llena de un medio hidráulico y pudiendo el
manguito expandible ser deformado elásticamente para fijar un
componente en el alojamiento, a cuyo fin se desplaza axialmente el
anillo de sujeción por giro con respecto al cuerpo de base,
reduciendo al propio tiempo el volumen de la cámara de presión.
Los dispositivos de sujeción expandibles de esta
clase son conocidos y se utilizan en la práctica para fijar una
herramienta, tal como, por ejemplo, una herramienta de fresado o de
taladrado, en el husillo de trabajo de una máquina herramienta
correspondiente. Se inserta para ello el vástago de la herramienta a
sujetar en el alojamiento del mandril de sujeción expandible y a
continuación se atornilla el anillo de sujeción sobre el manguito
expandible con reducción del volumen de la cámara de presión, de
modo que dicho anillo es deformado hacia dentro por la presión
creciente de la cámara de presión y se fija así el vástago de la
herramienta en el alojamiento.
En un dispositivo de sujeción expandible, que es
conocido por el documento DE 195 25 574 C1 y que responde al
preámbulo de las reivindicaciones 1 y 2, se emplea un medio
hidráulico líquido tal como, por ejemplo, aceite. Sin embargo, esto
está afectado del inconveniente de que tienen que tomarse
complicadas medidas de sellado para evitar un escape del medio
hidráulico líquido a las presiones de funcionamiento, que en parte
son muy altas.
Por tanto, el cometido de la presente invención
consiste en configurar un dispositivo de sujeción expandible de la
clase citada al principio de modo que sea de estructura sencilla y,
en particular, no necesite complicadas medidas de sellado.
Este problema se resuelve según la invención por
el hecho de que la cámara de presión está llena de un cuerpo sólido
elástico en calidad de medio hidráulico y un elemento de anillo
deslizante está dispuesto entre el cuerpo sólido elástico y una
superficie de presión del anillo de sujeción para transmitir una
fuerza de presión axial del anillo de sujeción al cuerpo sólido.
Por tanto, la invención se basa en la consideración de llenar la
cámara de presión no con un medio hidráulico líquido, como en el
estado de la técnica, sino con un cuerpo sólido elástico y también
de forma de anillo, de modo que se puede prescindir de complicadas
medidas de sellado. El anillo deslizante inserto en la cámara de
presión cuida en este caso de que el cuerpo sólido de forma de
anillo se desacople al menos ampliamente de los movimientos de giro
del anillo de sujeción en la zona de su superficie frontal vuelta
hacia la superficie de presión de dicho anillo de sujeción y, por
tanto, se introduzcan en el cuerpo sólido a través de esta
superficie frontal únicamente fuerzas de presión, pero no fuerzas
de rozamiento o de torsión. Se ha visto que se puede evitar de esta
manera una extrusión del material del cuerpo sólido elástico y
también se puede mantener muy pequeño el desgaste. Por lo demás, el
anillo deslizante, que puede consistir, por ejemplo, en una
aleación metálica adecuada o en un material cerámico, puede poseer
también al mismo tiempo una función de sellado cuando esté previsto
un lubricante líquido entre el perímetro exterior del cuerpo sólido
y el perímetro interior del anillo de sujeción para mantener pequeño
el rozamiento que se presente al girar el anillo de sujeción.
Según una forma de realización de la invención,
se ha previsto que el cuerpo sólido esté constituido por varios
elementos anulares dispuestos uno al lado de otro en la cámara de
presión. Esta cámara de presión deberá poseer entonces un diámetro
exterior y un diámetro interior al menos sustancialmente
constantes.
En otra ejecución de la invención puede estar
previsto un tope que limite el recorrido de desplazamiento axial
del anillo de sujeción de tal manera que quede definidamente
limitada la máxima presión obtenible dentro de la cámara de
presión.
Además, en el anillo de sujeción pueden estar
previstos unos medios de acoplamiento para elementos de
accionamiento, tales como, por ejemplo, una llave de rodillo o una
llave de gancho.
Por último, el dispositivo de sujeción expandible
según la invención puede ser utilizado para una unión de
árbol/cubo. Asimismo, puede estar previsto en posición estacionaria
en un banco de trabajo o similar.
Por lo demás, el dispositivo de sujeción
expandible según la invención puede estar configurado también como
un mandril de sujeción. En este caso, posee un cuerpo de base, un
manguito expandible de pared delgada previsto en una zona axial del
cuerpo de base y un anillo de sujeción que encaja en el manguito
expandible con formación de una cámara de presión anular intercalada
entre ellos y que está atornillada con el cuerpo de base, estando
la cámara de presión llena de un cuerpo sólido elástico en calidad
de medio hidráulico y estando dispuesto un elemento de anillo
deslizante entre el cuerpo sólido elástico y una superficie de
presión del anillo de sujeción para transmitir fuerzas de presión
axiales del anillo de sujeción al cuerpo sólido. En esta ejecución
como mandril de sujeción el manguito expandible se deforma hacia
fuera al aumentar la presión en la cámara de presión a fin de fijar
un componente enchufado sobre el manguito expandible.
Respecto de otras ejecuciones ventajosas de la
invención, se remite al lector a las reivindicaciones subordinadas
y a la descripción siguiente de un ejemplo de realización con
referencia al dibujo adjunto. Muestran en el dibujo:
La figura 1, en sección longitudinal, una primera
forma de realización de un dispositivo de sujeción expandible según
la presente invención, configurado como mandril de sujeción
expandible, en su estado no accionado,
La figura 2, el detalle X de la figura 1 en
representación ampliada, y
La figura 3, el mandril de sujeción expandible de
la figura 1 en estado accionado.
En la figura 1 se representa en sección
longitudinal una forma de realización de un mandril de sujeción
expandible 1 según la presente invención, configurado como un
portaherramientas de cono muy pronunciado. El mandril de sujeción
expandible 1 comprende un cuerpo de base 2 de un material rígido en
su forma, que presenta de manera en sí conocida, en su zona extrema
situada a la izquierda en el dibujo, un cono de fijación 3 para su
sujeción en un husillo de trabajo de una máquina herramienta
accionado a rotación. En el otro extremo axial del cuerpo de base 2
está previsto un manguito expandible 4 de pared delgada que está
configurado aquí en una sola pieza con dicho cuerpo de base 2, pero
que, como alternativa, puede ser también un componente separado que
está sólidamente unido con el cuerpo de base 2. El manguito
expandible 4 forma un alojamiento central 5 en el que puede
introducirse un vástago cilíndrico de una herramienta, tal como,
por ejemplo, una broca o fresa a sujetar.
El manguito expandible 4 está rodeado por un
anillo de sujeción 8 configurado como una tuerca de capuchón que
está atornillada sobre el cuerpo de base 2 en su extremo axial
orientado hacia el cono de fijación 3, para lo cual están formados
en el cuerpo de base 2 y en el lado interior del anillo de sujeción
6 unos tramos roscados correspondientes 9a, 9b. El manguito
expandible 4 y el anillo de sujeción 6 forman entre ellos una
cámara de presión anular 7 con un diámetro interior y un diámetro
exterior constantes, la cual está limitada en su extremo axial
orientado hacia el cono de fijación 3 por un escalón 4a del manguito
expandible 4 y en su otro extremo axial por un hombro 6a del anillo
de sujeción 6. La cámara de presión 7 está llena de un cuerpo
sólido elástico 11 que en el ejemplo de realización representado
está formado por cuatro elementos anulares yuxtapuestos 11a, 11b,
11c, 11d. Además, en el extremo de la derecha de la cámara de
presión 7 está previsto entre el hombro 6a del anillo de sujeción 6
y la superficie frontal del elemento anular exterior 11b vuelta
hacia este hombro 6a un anillo deslizante 12 que, por un lado,
desacopla el anillo de sujeción 6 del cuerpo sólido 11 en la zona
del hombro 6a y, por otro lado, funciona como un elemento de junta
de sellado para un lubricante que está previsto en la rendija
anular entre el cuerpo sólido 11 y el anillo de sujeción 6.
Se puede variar la presión dentro de la cámara de
presión 7 girando el anillo de sujeción 6 con respecto al cuerpo de
base 2 y desplazándolo axialmente de esta manera, con lo que se
modifica el volumen de la cámara de presión 7. La disposición se ha
elegido concretamente de modo que en la posición extrema derecha
del anillo de sujeción 6, mostrada en la figura 1, el volumen de la
cámara de presión 7 sea tan grande que los elementos anulares
elásticos 11 estén destensados en la cámara de presión 7. Cuando el
anillo de sujeción 6 se atornilla sobre el cuerpo de base 2 desde
la posición extrema representada en la figura 1 hasta que alcanza
la posición extrema izquierda representada en la figura 3 en la que
el anillo de sujeción 6 se aplica a un tope axial 10 del cuerpo de
base 2, se reducen continuamente la longitud axial de la cámara de
presión 7 y, por tanto, su volumen. Los elementos anulares elásticos
11a a 11d son entonces comprimidos elásticamente, con lo que se
incrementa la presión dentro de la cámara de presión 7 y se deforma
hacia dentro el manguito expandible 4 de pared delgada para sujetar
un componente inserto en el alojamiento 5. Durante el
desplazamiento del anillo de sujeción 6 desde la posición extrema
mostrada en la figura 1 hasta la posición extrema representada en
la figura 3 se introducen fuerzas de presión axiales sustancialmente
puras en los elementos anulares 11, ya que estos elementos anulares
11 están desacoplados del anillo de sujeción 6, en su perímetro
exterior por medio del lubricante previsto y en su superficie
frontal orientada hacia el hombro 6a por medio del anillo
deslizante 12, con lo que dicho anillo de sujeción se puede mover de
forma sustancialmente libre con respecto al cuerpo sólido 11.
Claims (4)
1. Dispositivo de sujeción expandible con un
cuerpo de base (2), un manguito expandible (4) de pared delgada
previsto en una zona extrema axial del cuerpo de base (2) y que
forma un alojamiento central (5) para un componente a sujetar, y un
anillo de sujeción (6) que rodea al manguito expandible (4) con
formación de una cámara de presión anular (7) situada entre ellos y
que está atornillado con el cuerpo de base (2), estando la cámara
de presión (7) llena de un medio hidráulico (11) y pudiendo ser
deformado elásticamente el manguito expandible (4) para fijar un
componente en el alojamiento (5), a cuyo fin se desplaza axialmente
el anillo de sujeción (6) por giro con respecto al cuerpo de base
(2), reduciendo al propio tiempo el volumen de la cámara de presión
(7), caracterizado porque la cámara de presión (7) está llena
de un cuerpo sólido elástico (11) en calidad de medio hidráulico y
un elemento de anillo deslizante (12) está dispuesto entre el
cuerpo sólido elástico (11) y una superficie de presión (6a) del
anillo de sujeción (6) para transmitir una fuerza de presión axial
del anillo de sujeción (6) al cuerpo sólido (11).
2. Dispositivo de sujeción expandible con un
cuerpo de base (2), un manguito expandible (4) de pared delgada
previsto en una zona extrema axial del cuerpo de base (2) y un
anillo de sujeción (6) que encaja en el manguito expandible (4) con
formación de una cámara de presión anular (7) situada entre ellos y
que está atornillado con el cuerpo de base (2), estando la cámara
de presión (7) llena de un medio hidráulico (11) y pudiendo ser
deformado elásticamente el manguito expandible (4) para fijar un
componente en dicho manguito expandible (4), a cuyo fin se desplaza
axialmente el anillo de sujeción (6) por giro con respecto al
cuerpo de base (2), reduciendo al propio tiempo el volumen de la
cámara de presión (7), caracterizado porque la cámara de
presión (7) está llena de un cuerpo sólido elástico (11) en calidad
de medio hidráulico y un elemento de anillo deslizante (12) está
dispuesto entre el cuerpo sólido elástico (11) y una superficie de
presión (6a) del anillo de sujeción (6) para transmitir una fuerza
de presión axial del anillo de sujeción (6) al cuerpo sólido
(11).
3. Dispositivo de sujeción expandible según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el cuerpo sólido
(11) presenta varios elementos anulares yuxtapuestos (11a, 11b,
11c, 11d).
4. Dispositivo de sujeción expandible según una
de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
cámara de presión (7) posee un diámetro interior y/o un diámetro
exterior sustancialmente constantes.
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