ES2268761T3 - Carro para una guia. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN CARRO (2) PARA UNA GUIA, POR EJEMPLO UNA GUIA PRISMATICA, EN FORMA DE COLA DE MILANO O UNA GUIA REDONDEADA. LA INVENCION SE CARACTERIZA DE TAL MODO, QUE EN EL CARRO (2) EN DONDE LA GUIA MUESTRA ZONAS (5) SUPERFICIALES DIRIGIDAS EN FORMA DE SEGMENTO CIRCULAR, CON ESCOTADURAS (6) QUE DISCURREN EN LA DIRECCION DE LA SUPERFICIE DE GUIA, EN LA QUE SON INTRODUCIDOS LISTONES (7) DE APOYO INCLUSO EN FORMA DE SEGMENTOS CIRCULAR, LOS LISTONES DE APOYO MUESTRAN EL MISMO DIAMETRO (D) QUE LOS VACIADOS, PERO UNA ALTURA (H) DE SEGMENTO MAYOR QUE ELLOS ((H). LAS CONFIGURACIONES DISPONEN DE UN MECANISMO (8) DE AJUSTADO PARA EL CARRO, LOS LISTONES (7) DE APOYO Y UNA GUIA QUE PUEDE UNIRSE ESPECIALMENTE CON UN CARRO DE ESTE TIPO.

Description

Carro para una guía.

La invención se refiere a un carro para una guía esencialmente rectangular, con un eje de guiado conforme al preámbulo de la reivindicación 1.

Un carro de esta clase, si bien para un carril de guiado hexagonal, se conoce por la patente EP
0 682 188 A. Aquí se exige forzosamente que para conseguir el objetivo de la invención, que es el de tener una holgura fácilmente ajustable entre el carro y la guía, que la ranura tenga que transcurrir entre dos bandas de deslizamiento y paralela a ésta. En la práctica, donde están previstas cuatro bandas de deslizamiento, tal como está representado en el dibujo de esta publicación, es preciso que haya sendas ranuras entre cada pareja de bandas de deslizamiento.

Por la patente US 4.856.415 A se conoce también un diseño similar, empleando unos perfiles de apoyo con sección en forma de segmento de círculo, que se combinan con perfiles de apoyo de sección rectangular, estando previsto que la conducción tenga lugar con unas superficies de desgaste especiales en la parte de contacto.

Por la patente DE 43 07 047 A se conoce de forma general para el carro de una guía lineal, el comprimirlo contra la guía lineal mediante la deformación elástica en la zona de una ranura, fijándolo de esta manera. La aplicación a presión puede efectuarse de forma manual pero también hidráulica, neumática o magnética.

Hablando de forma general, esta clase de guías pueden consistir en materiales metálicos o no metálicos, estando sus superficies eventualmente templadas. Generalmente se fresan los carros con máxima precisión a partir de una pieza maciza, después se rectifican, luego se someten a un tratamiento de acabado y a continuación se templa la superficie. Esta clase de carros son correspondientemente costosos, por lo que comercialmente no se pueden justificar esta clase de guías para numerosos campos de aplicación.

Existe una serie de sectores de aplicación en las que no es necesario el alto nivel de precisión que se puede conseguir con el procedimiento arriba descrito, si bien los carros que estén fabricados de acuerdo con el procedimiento anterior si no están fabricados con exactitud y con unas tolerancias mínimas, no son suficientemente adecuados para las condiciones de trabajo que surgen debido a las mayores tolerancias, y además de esto y con independencia de la precisión con la que estén fabricados, siguen siendo demasiado caros para estos campos de aplicación.

Por la patente GB 2 059 820 A se conoce un carro que se puede fijar a su guía de tal manera que presenta unas ranuras o rendijas que transcurren esencialmente paralelas al eje longitudinal de la conducción, y que se pueden abrir separándolos por medio de tornillos o similares, con lo cual aquellas partes del carro que están situadas entre la rendija y la guía son comprimidos contra la guía, provocando de esta manera una fijación de ajuste por fricción del carro contra la guía. Esta idea sin embargo no tiene nada que ver con la conducción del carro propiamente dicha, es decir con su desplazamiento a lo largo de la guía.

Por la patente SU 1397 236 A se conoce un dispositivo que desarrolla la idea de la patente GB-A ante citada: la fijación tiene lugar por medio de un mecanismo de palanca y no por deformación elástica, aplicándose la fuerza de apriete por medio de muelles y soltándose aplicando un fluido a presión. De este modo se consigue una fuerza de apriete definida, se evitan deformaciones elásticas excesivas y solicitaciones del material, y se puede provocar de forma sencilla el apriete y el desapriete controlando un circuito hidráulico. Tampoco esta publicación tiene nada que ver con el desplazamiento del carro a lo largo de la guía.

Por la patente DE 25 24 460 A es conocido aplicar en guías de cola de milano, por lo menos en una de las superficies enfrentadas entre sí, lo que se llama un perfil de compensación especial, que es de un material tal para que durante el funcionamiento sea este perfil de compensación y no la guía lo que sufra desgaste. Esto se considera importante porque durante el funcionamiento general de máquinas herramientas el desgaste es especialmente grande en determinadas posiciones, ya que la mayoría de los movimientos tienen lugar en esta zona, que suele ser la central. Esta publicación antes conocida propone emplear un perfil de compensación de plástico, que en su superficie de deslizamiento tenga unos resaltes, y que por lo menos en esta zona sea de un material autolubricante. Gracias a estas medidas se trata de conseguir que el perfil se pueda adosar ajustado a la parte móvil, y que en los puntos en los que haya una fuerza de apriete excesivamente alta provoque una especie de efecto de autoajuste debido al desgaste de las puntas de los resaltes.

Por la patente AT 374 388 B se conoce una guía en la que el carro presenta una superficie de deslizamiento construida a base de partes múltiples, que rodea la guía prismática, lo que permite realizar estas superficies de deslizamiento a base de elementos de geometría relativamente sencilla, lo cual por naturaleza resulta más económico que el crear con la correspondiente precisión las formas destalonadas en el carro.

La invención se refiere a la interacción del carro y la guía durante el desplazamiento del carro, y tiene como objetivo describir un carro que se pueda fabricar económicamente y que mantenga con suficiente precisión y un coste reducido la holgura de conducción de pocas décimas de milímetro especificadas en la técnica de manipulación y similares, y que para los campos de aplicación usuales hasta la fecha consiga obtener las estrechas tolerancias que allí se precisan, hasta llegar a las guías pretensadas, de forma considerablemente más económica de lo que era posible hasta la fecha. De acuerdo con la invención, se alcanzan estos objetivos mediante las características identificativas de la reivindicación 1.

De esta manera resulta posible ajustar la posición del carro con respecto a la guía de forma considerablemente más precisa que en los dispositivos conformes al estado de la técnica.

Los perfiles de apoyo son, o bien de un material que tenga las características de apoyo adecuadas, por ejemplo de un material plástico adecuado para la marcha en seco, y tienen una superficie lisa o estructurada, o bien presentan unos cuerpos de rodadura cuyos ejes de giro estén dispuestos perpendiculares al eje del perfil y paralelos al plano de la guía. Naturalmente se pueden emplear también lubrificantes.

La invención se describe a continuación con mayor detalle sirviéndose de un ejemplo. Las Figuras muestran:

Figura 1 una vista esquemática de un carro sobre una guía,

Figura 2 el carro de la Figura 1, en posición invertida y a mayor escala,

Figura 3 un detalle en la zona de un orificio,

Figura 4 un perfil de apoyo visto en detalle, y

Figura 5 el esquema de actuación de los elementos separadores.

En la Figura 1 se puede ver una guía 1 en forma de una barra rectangular con un puente de fijación 4, sobre la cual está situado destacable longitudinalmente un carro 2, que en cada extremo frontal lleva una placa de recubrimiento 13. En lugar del puente 4 se pueden emplear naturalmente también otros elementos de fijación tales como distanciadores o similares.

Como ejemplos de aplicación para esta clase de disposiciones pueden citarse máquinas herramientas, aparatos de manipulación y autómatas para la fabricación industrial, unidades de ajuste para reglas de tope, reflectores térmicos para soldadura a tope y guías de carro en la industria del plástico y en la industria de la transformación de la madera, topes regulables en máquinas para el mecanizado de la chapa, instalaciones de tratamiento y envasado en la industria química, la industria de los productos alimenticios y la industria de las bebidas, guías para elementos de apriete, esclusas en instalaciones hidráulicas o similares. También puede utilizarse ventajosamente la invención en un entorno sucio, en la industria forestal, agricultura y en la industria química.

Para ello, o bien se puede desplazar el carro por medio de un elemento, sirviendo por ejemplo como soporte para una herramienta o para un instrumento, o a la inversa se puede desplazar la guía a lo largo de varios carros de instalación fija. El accionamiento puede ser eléctrico, neumático, hidráulico o mecánico.

La guía no tiene por qué presentar la forma representada sino que puede ser también una guía en cola de milano o similar. En una forma de realización preferida, la guía está constituida por un tubo de forma, que por ejemplo puede ser también de aluminio, y sobre el cual están aplicadas las superficies de desplazamiento de un acero de muelles (pegadas, remachadas, etc.). Las tolerancias que así pueden obtenerse de la forma más sencilla generalmente son totalmente suficientes cuando se emplea el carro objeto de la invención.

En la Figura 2 está representado un carro 2 conforme a la invención, a mayor escala con relación a la Figura 1 y en posición invertida, abollada sobre el dorso, sin las placas de recubrimiento 13.

El carro 2, que esencialmente abraza la guía 1, consiste esencialmente en un bloque prismático en el cual está mecanizado un orificio 3 longitudinal pasante, preferentemente fresado, que se corresponde esencialmente con los contornos exteriores de la guía 1, pero que presenta una sección algo mayor. Para poder pasar las sujeciones 4 de la guía 1, este orificio de paso 3 va por el lado correspondiente hasta la superficie exterior del bloque, de manera que el carro 2 presenta una sección semejante a una C tumbada.

Por las superficies orientadas hacia la guía 1, que en su conjunto están designadas por 5, el bloque presenta unas escotaduras 6 en forma de segmento de círculo, en las cuales van colocados los perfiles de apoyo 7 en forma de segmento de círculo. En el carro le corresponden dos perfiles de apoyo 7 a cada uno de los lados más largos y un perfil de apoyo 7 a cada uno de los lados más cortos de la guía 1. Los diámetros de las escotaduras en forma de segmento de círculo y de los perfiles de apoyo en forma de segmento de círculo son iguales, y las flechas H de los perfiles de apoyo 7 son mayores que las flechas h de las escotaduras 6, tal como se puede ver en las Figuras 3 y 4.

La fabricación del carro 2 se efectúa, taladrando los agujeros circulares correspondientes a las escotaduras 6 en dirección paralela al eje de conducción 14, en el bloque macizo, fresando a continuación el orificio de paso 3, con lo cual solamente quedan de los agujeros las escotaduras 6 en forma de segmento de círculo. Dado que el carro 2 no tiene en ningún punto contacto directo con la guía 1, sino que solamente lo toca a través de los perfiles de apoyo 7 colocados en las escotaduras 6 en forma de segmento de círculo, solamente son estos perfiles de apoyo y las escotaduras 6 en forma de segmento de círculo las que necesitan la máxima precisión en su fabricación.

Obviamente existe la posibilidad de fabricar el bloque mediante fundición inyectada o fundición de precisión, en cuyo caso eventualmente sólo son las escotaduras 6 en forma de segmento de círculo los que necesiten un mecanizado de repaso.

A esto hay que añadir que al emplear el material preferido para los perfiles de apoyo 7, un polietilentereftalato modificado o materiales comparables, y gracias a las propiedades elásticas de este producto, las tolerancias pueden ser considerablemente mayores de lo que cabría esperar conforme al estado de la técnica.

Las posiciones torcidas y errores angulares de la guía 1 se compensan fácilmente por el hecho de que los perfiles de apoyo 7 pueden girar dentro de las escotaduras en forma de segmento de círculo 6, de manera que se puede evitar con seguridad que los cantos queden pillados, así como el acuñamiento en general, y las superficies de contacto 12 siempre asientan con toda su superficie sobre la guía 1.

Estas superficies de contacto 12 pueden presentar una superficie estructurada, por ejemplo mediante la aplicación de ranuras cruzadas, que con relación al eje de conducción estén dispuestas en posición oblicua y se crucen entre sí. Estas ranuras pueden presentar por ejemplo una sección esencialmente en forma de semicírculo, y favorecen la eliminación de partículas de suciedad de la superficie de contacto.

En una realización ventajosa de la invención, las escotaduras 6, y por lo tanto también los perfiles de apoyo 7 son segmentos de círculo cuyas alturas h, H son mayores que la mitad del diámetro D, y de esta manera impiden que los perfiles de apoyo caigan fuera de las escotaduras.

Los perfiles de apoyo 7 preferentemente van únicamente colocados en las escotaduras 6, y van sujetos impidiendo su desplazamiento axial mediante la colocación de las placas de terminación 13 cuyo orificio de paso eventualmente tiene una sección algo más reducida que el orificio de paso 3, pero sigue siendo tan grande que no toque la guía 1 en ningún punto. Estas placas de terminación 13 también pueden estar realizadas como rascadores de suciedad, si por el campo de aplicación parece conveniente que así sea.

Una forma de realización preferida del carro presenta las ranuras continuas 8 laterales que pueden verse en la Figura 2, y los correspondientes medios de separación 9, con el fin de permitir un ajuste sencillo y barato del carro o la de sus perfiles de apoyo respectivamente, y con mayor precisión de las superficies de contacto 12 con relación a la guía, estando previstas dos ranuras 8 en cada uno de los lados del carro 2 que se corresponden con los lados más cortos de la guía 1.

En la Figura 5 se ha representado de forma exagerada el efecto de estos medios separadores, para dejar claro su efecto: al accionar los medios separadores, que son preferentemente tornillos que van enroscados en los puentes exteriores 10 y que aprietan contra el puente central 11, se desplazan los perfiles de apoyo 7 enfrentados entre sí sobre la superficie 5 orientada hacia la guía 1 en el interior del alojamiento longitudinal 3, aproximándose entre sí, debido a la flexión en las zonas o giro alrededor de unos ejes virtuales que están determinados por el flujo de fuerzas y la forma del bloque, con lo cual se desplazan hacia la guía 1 abrazándola con la tolerancia deseada. La variación de la posición angular de la superficie del bloque del carro 2 que puede verse en la guía 5 y representada allí de forma exagerada, no tiene ninguna importancia debido a la posibilidad de giro que tienen los perfiles de apoyo 7 en sus ranuras longitudinales 6, situándose las superficies de contacto (planas) 12 (Figura 4) de los perfiles de apoyo 7 siempre en posición correcta con respecto a la superficie de la guía 1.

Si los elementos separadores se pueden accionar de forma fácil, por ejemplo por un procedimiento hidráulico, entonces se puede fijar, es decir inmovilizar de este modo el carro 2 en puntos deseados de la guía, accionando para ello los medios separadores, sin que su accionamiento tenga que estar diseñado para ello. Esto se puede conseguir de forma especialmente sencilla si los medios separadores se pueden ajustar hidráulicamente, con independencia de que se trate de émbolos separadores o si el sistema hidráulico actúa sobre cuñas o levas.

Obviamente existe también la posibilidad de aplicar este principio a una guía en cola de milano o una guía en doble prisma. Conociendo la invención, el especialista en este campo también puede proceder a la disposición y al dimensionado de las ranuras 8 o de los puentes 10 y 11.

Existe incluso la posibilidad de realizar con el método objeto de la invención un carro para una conducción circular, para lo cual se necesitan únicamente tres orificios para crear las escotaduras en forma de segmento de círculo 6, y mandrinar a continuación la guía circular. En este caso, las superficies de contacto 12 de los perfiles de apoyo naturalmente no son planas si no adaptadas a la forma cilíndrica de la guía circular.

El carro 2 puede ser de cualquier material suficientemente rígido que satisfaga los requisitos mecánicos y otros, los perfiles de apoyo 7 serán tal como ya se ha dicho anteriormente de un material plástico especial o de otro material apto, eventualmente incluso metálico, que se deberá ajustar especialmente a los correspondientes campos de aplicación, tal como esto ya se conoce por el estado de la técnica. Especialmente hay que vigilar las fuerzas que aparecen y por lo tanto las presiones que actúan y las velocidades que se producen, donde según las circunstancias también se deberá tener en cuenta los límites de temperatura dentro de los cuales se vaya a utilizar el dispositivo objeto de la invención.

Si existe la posibilidad de una guía lubricada, se puede emplear como lubricantes la grasa, aceite, pero también agua, por ejemplo en la industria de los productos alimenticios o en instalaciones hidráulicas, y en combinación con un material que no se oxide para la guía 1 del carro 2 y los perfiles de apoyo 7. Para los perfiles de apoyo 7 se pueden emplear además de los materiales aptos para marcha en seco, también materiales autolubricantes, que durante la puesta en marcha y debido al primer desgaste liberan el lubricante contenido en ellos, por lo que parece preferente que en este caso se prevea una cierta presión de apriete (tensión inicial) entre los perfiles de apoyo 7 y la guía 1.

Para los perfiles de apoyo se emplean de manera especialmente preferente polietilentereftalatos modificados, tal como se comercializan por la empresa Woplf Kunststoff Gleitlager GmbH en D-50169, Kerpen-Türnich, con la designación ZX, con diferentes números de serie y con la designación ZEDEX, también en combinación con diversos números de serie.

Claims (8)

1. Carro (2) para una guía (1) rectangular, prismática o en forma de cola de milano, con un eje de conducción (14), donde el carro (2) presenta en su zona superficial (5) orientada hacia la guía (1) unas escotaduras (6) en forma de segmento de círculo que transcurren en la dirección del eje de conducción (14), en las cuales van colocados perfiles de apoyo (7) también en forma de segmento de círculo, teniendo los perfiles de apoyo el mismo diámetro (D) que las escotaduras, pero mayor altura de segmento (H) que aquéllas (h), presentando el carro (2) a lo largo de su superficie exterior unas ranuras continuas (8) que transcurren paralelas al eje de conducción (14), teniendo las ranuras asignados unos elementos separadores (9) que abren las ranuras (8) en una determinada magnitud, caracterizado porque al carro (2) le corresponden dos perfiles de apoyo (7) en cada uno de los lados más largos y un perfil de apoyo (7) en cada uno de los lados más cortos de la guía (1), y porque están previstas dos ranuras (8) en cada uno de aquellos lados del carro (2) que se corresponden con los lados más cortos de la guía (1).

2. Carro según la reivindicación 1, caracterizado porque la altura de segmentos (h) de la escotadura (6) es mayor que la mitad de su diámetro (D).

3. Carro según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por presentar por lo menos una placa de terminación axial (13) que fija axialmente los perfiles de apoyo (7).

4. Carro según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios separadores (9) son tornillos de ajuste.

5. Carro según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los medios separadores (9) son cilindros separadores de accionamiento hidráulico o cuñas desplazables hidráulicamente o levas de accionamiento hidráulico, y porque las fuerzas de separación se pueden ajustar de manera selectiva con una intensidad tal que el carro (2) quede inmovilizado en la guía (1).

6. Carro según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los perfiles de apoyo (7) son de un material adecuado para marcha en seco, en particular de material plástico.

7. Carro según la reivindicación 6, caracterizado porque los perfiles de apoyo (7) son de polietilentereftalato modificado.

8. Carro según una de las reivindicaciones 6 ó 7, caracterizado porque las superficies de contacto (12) de los perfiles de apoyo (7) están estructuradas, por ejemplo con ranuras cruzadas.