ES2272992T3 - Una broca equilibrada inherentemente para cabezales de herramientas usados en la calibracion, alisado o abrillantado de baldosas de piedra natural y/o azulejos de ceramica. - Google Patents

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Abstract

Una broca para cabezales de herramientas usados en la calibración, alisado o abrillantado de baldosas de piedra natural y/o azulejos de cerámica, que comprende: un alojamiento tubular (3) en el que se puede mover el cuerpo de la broca, incluyendo el cuerpo de la broca un eje (31) que lleva un cabezal de herramienta abrasiva giratorio en un extremo (32, 33); un accionador de cilindro para fijar la posición del cuerpo de la broca y su cabezal de herramienta asociado en relación a una estructura de soporte metálica (2); un motor eléctrico (21) para hacer girar la broca (1) y una transmisión que conecta dicho motor con el eje de la broca; en la que dicho alojamiento tubular (3) puede ser girado alrededor de una superficie esférica (4) que soporta un reborde (5) terminal del alojamiento tubular (3), teniendo el otro extremo una banda de guía esférica (8) para guiar este último extremo a través de una superficie cilíndrica de acoplamiento (9), e incluye una disposición de abrazaderas (7, 10) parabloquear el alojamiento tubular (3) y la broca (1) en una posición fija; comprendiendo la disposición de abrazaderas tornillos (7) que se pasan a través de agujeros en dicho reborde terminal (5) y engranan en arandelas anchas (41); caracterizada porque la disposición de abrazaderas comprende elementos de fijación elásticos (10) para un segundo reborde (11) añadido a dicho otro extremo del alojamiento tubular (3).

Description

Una broca equilibrada inherentemente para cabezales de herramientas usados en la calibración, alisado o abrillantado de baldosas de piedra natural y/o azulejos de cerámica.
La invención se refiere a una broca para cabezales de herramientas usados en la calibración, alisado o abrillantado de baldosas de piedra natural y/o azulejos de cerámica según el preámbulo de la reivindicación 1. En el documento GB 2.226.783 A se describe un ejemplo de dicha broca.
Se conocen en la técnica brocas adaptadas para sujetar una variedad de cabezales de herramientas giratorios con su eje pivotante normal respecto a una superficie de trabajo. La broca se hace girar mediante una transmisión por correa, lo que significa que debe montarse un motor eléctrico con su línea central paralela al eje de rotación de la broca. Por lo tanto, el centro de gravedad del ensamblaje compuesto por la broca, motor y cabezal rotatorio, accionados para movimientos rotacionales y de avance en relación a la superficie de trabajo, se ha situado lejos del eje de la broca. Esto da como resultado que el ensamblaje sufra las vibraciones transmitidas por herramientas abrasivas para dicho cabezal y soportadas finalmente por la estructura de soporte a la que se fija dicha broca.
Dichas vibraciones y la excentricidad de dicho centro de gravedad amplifican las fuerzas sufridas por dicha estructura de soporte que está por lo tanto considerablemente en tensión. Una consecuencia directa y primer problema es la dificultad para eliminar el efecto de dichas vibraciones, cuando no son absorbidas por dicha estructura de soporte, causando defectos al trabajar el material. De forma no menos importante, la posición del motor con defecto de alineación permite que se usen motores eléctricos tradicionales se usen y se haga pasar el conducto de agua de refrigeración para las herramientas abrasivas de dicho cabezal para pasar a través del eje de la broca agujereado.
Aparece un segundo problema en las brocas conocidas de la técnica anterior cuando se monta la broca en dicha estructura de soporte. Dicha estructura está hecha de una lámina convenientemente curvada y soldada y tiene una ranura de bloqueo de la broca para encajar en la posición correcta para trabajar el material; es por lo tanto necesario posicionar correctamente dicha broca en dicha estructura de soporte y en la técnica se conoce suplementar lateralmente el reborde de bloqueo de dicho depósito tubular de la broca a dicha estructura para ajustar pequeñas diferencias o errores de construcción de dicha estructura de soporte de metal. Dicha operación es difícil y requiere bastantes pruebas con intentos continuados para lograr la situación y posición correctas requeridas por el eje de la broca.
Otro problema es el ajuste de la posición del ensamblaje de cabezal, motor y broca a lo largo del eje de la broca en relación a la superficie de trabajo. Todos los dispositivos para el ajuste axial la broca convencionales usan accionadores de cilindro que funcionan con aire o aceite montados en un lado de la broca para ajustar las herramientas cuando está fijada, así como durante la operación de calibración y cuando se la presiona hacia abajo, como durante las operaciones de alisado y abrillantado. La línea de acción de dichos accionadores está desplazada del eje de la broca, ejerciendo de este modo fuerza sobre la estructura de soporte y la broca. La masa de la broca se desplaza de la línea de acción del accionador de cilindro. Además en la técnica anterior, la masa del motor eléctrico no se relaciona con el movimiento de avance de la broca a/desde la superficie de trabajo y el eje de la broca es movida mediante una transmisión por correa. Como resultado, una masa relativamente pequeña se mueve mediante dicho accionador de cilindro cuando la presión de trabajo del cabezal giratorio que mantiene las herramientas abrasivas se ajusta, no tomando parte la masa propia del motor. La pequeña masa global afecta al auto-acabado de las herramientas y estas desarrollan una marcada tendencia a obstruirse con limaduras y gravillas y perder el poder abrasivo.
El estado de la técnica está abierto a mejoras considerables en lo que respecta a la reducción de los inconvenientes anteriores.
El problema técnico subyacente de esta invención es proporcionar un ensamblaje de broca para maquinaria abrasiva, en el que la combinación de broca, motor y cabezal de herramienta esté equilibrada inherentemente y la broca/eje del cabezal de herramienta pueda ajustarse fácilmente en relación a la superficie de trabajo de manera fiable.
El problema se resuelve según la invención mediante una broca para cabezales de herramientas usada en la calibración, alisado o abrillantado de baldosas de piedra natural y/o azulejos de cerámica que tiene las características de la reivindicación 1.
En una forma de realización preferida, los motores eléctricos tienen una misma potencia y par de torsión, tienen sus líneas centrales dispuestas simétricamente y tienen sus piñones satélite respectivos engranados con la rueda dentada adaptada al eje de la broca.
En otra forma de realización preferida, el cuerpo de la broca es coaxial con dicho accionador de cilindro y está conectado con rigidez al vástago del pistón del cilindro.
En otra forma de realización preferida, el cuerpo de la broca está perforado y mantiene el eje de la broca de manera giratoria, formando dicho cuerpo de la broca el vástago del pistón de dicho accionador de cilindro de ajuste de la broca.
En otra forma de realización preferida, la cámara inferior de dicho accionador de cilindro tiene una superficie de trabajo mayor que la cámara superior que recubre el pistón del cilindro.
Las ventajas de esta invención son: las masas implicadas en la broca que mantiene los cabezales de herramientas abrasivas se equilibran de modo que el centro de gravedad de la broca se encuentre sobre el propio eje de la broca y la masa global sea adecuada para limitar la vibración. Esto da como resultado una disminución en la transferencia de vibración desde las herramientas al eje de la broca, eliminándose más fácilmente la vibración mediante la estructura de soporte metálica al no amplificarse por ninguna masa desplazada.
Además, el accionador de cilindro alineado, al tener su vástago de pistón coincidente con el cuerpo de la broca, permite un diseño más compacto, una estructura más fiable, un mantenimiento más conveniente y elimina adaptadores que se proyectan hacia fuera del cuerpo de la broca. También, el aumento de masa de la broca, cabezal, engranaje reductor y los motores eléctricos aumentan de manera eficaz la inercia del ensamblaje de la broca para mejorar mucho el auto-acabado de las herramientas abrasivas. El empuje del cilindro está compensado, dirigido a lo largo del eje de la broca y adecuado para tomar dicha masa del ensamblaje de la broca y resistir la presión sobre el material en virtud al diseño cilíndrico diferencial y la presión de aire controlada.
Por último, el alojamiento tubular para mantener la broca asegurada en la estructura de soporte metálica permite, a través del soporte esférico superior y la guía esférica del otro extremo, que se logre fácilmente y de manera precisa el ajuste direccional del cabezal de herramienta abrasiva, adaptándose de ese modo a los errores o imprecisiones de la estructura metálica construida de manera ventajosa mediante soldadura.
Se muestra una forma de realización de la invención a modo de ejemplo en los cuatro dibujos adjuntos, en los que la figura 1 es una vista en sección axial esquemática de los motores eléctricos convencionales que parten de la broca de la invención y que tiene su eje perforado para permitir el paso de la línea de suministro de agua; la figura 2 es una vista en sección esquemática del acoplamiento de dichos motores al eje de la broca; la figura 3 es una vista en sección esquemática del accionador de cilindro incorporado al cuerpo de la broca; la figura 4 es una vista en sección esquemática del alojamiento tubular que mantiene la broca ensamblado en la estructura de soporte.
En la figura 1 se muestra la broca para llevar el cabezal de herramienta abrasiva, no mostrado y en la 2 la estructura metálica de la máquina herramienta para calibrar, alisar y abrillantar baldosas de granito, piedra dura, mármol o posiblemente azulejos de porcelana cocidos. La broca se sujeta a la estructura 2 a través del alojamiento tubular oscilante 3 provisto de un anillo esférico 4 que se sujeta a través de un reborde 5 en un anillo añadido 6, también de forma esférica, que se sujeta a dicha estructura de soporte metálica 3 de la máquina herramienta. El reborde 5 está asegurado mediante tornillos 7 y el otro extremo del alojamiento tubular 3 se guía mediante la banda esférica 8 del alojamiento tubular que está en contacto con el asiento cilíndrico 9 de la estructura de soporte metálica 2. El alojamiento tubular 3 y con él la broca 1, se aseguran además mediante una disposición de fijación elástica 10 que actúa en el reborde añadido 11 en el extremo de este último del alojamiento.
La figura 1 muestra también que el cuerpo 12 de la broca 1 puede deslizarse a lo largo de su eje y está provisto de un pistón 13 móvil dentro de la funda del cilindro 14, que tiene en un extremo una cubierta integral 15 y en el otro extremo la cubierta añadida 16 que actúa a modo de guía tubular para dicho cuerpo. El reborde 17 se sujeta con abrazaderas a dicho cuerpo 12 para cubrir dicha guía tubular de dicha cubierta añadida 16 con un tubo 18. Una lengüeta 19 que interviene entre dicha guía tubular y el tubo 18 permite el movimiento de deslizamiento mutuo e inhibe el giro. Sujeto al reborde 17 está el cuerpo de la caja de engranajes de reducción 20 que lleva a los motores eléctricos 21, sujetándose estos últimos a la cubierta 22 de la caja de engranajes de reducción por medio de anillos de ajuste 23. Los motores eléctricos están provistos cada uno con un piñón satélite 24 que se adapta a su eje para engranarse con la rueda central 25, adaptada por sí misma al centro 26 del eje perforado 27.
Por último, en la figura 1 se muestra un manguito taladrado 28 ajustado coaxialmente al eje 27 para permitir que pase a su través la línea de suministro de agua 29 que lleva al cabezal de herramienta abrasiva. El eje taladrado es rígido con la junta de fachada 30 al eje de la broca 31, también taladrado, en el extremo opuesto del mismo, donde dicho cabezal de herramienta, no mostrado, está montado. El cabezal se monta de manera convencional de forma desmontable en el reborde terminal 32 del eje de la broca 31 para girar con el mismo. El pasador de reacción está contiguo al anclaje 33 que es rígido junto con el cuerpo de la broca 12 para el movimiento de deslizamiento axial, de modo que transmita el par de torsión necesario a dicho cabezal.
En las figuras 2 y 3 se describen, aunque no se hace alusión a ellos, cojinetes montados en piezas fijas para sujetar las piezas giratorias, tornillo de fijación para las piezas y cierre hermético anular entre las piezas giratoria y fija.
La figura 3 muestra los cierres 34 para las cubiertas del extremo 15 y 16 del accionador de cilindro 35 en el que el pistón 13 se desliza, estando provisto el pistón de un cierre hermético 36. Al cilindro 35 se le suministra un fluido de trabajo, de forma ventajosa aire, en cada dirección a través de una línea 37 en comunicación con la cámara inferior 38 que tiene una superficie de trabajo mayor y a través de una línea 39 comunicada con la cámara superior 40 que tiene una superficie de trabajo menor. La superficie de trabajo diferencial se obtiene reduciendo el diámetro del cuerpo 12 en la cámara inferior 38, en relación al diámetro de dicho cuerpo en la cámara superior 40. Los tornillos 7 usados para asegurar el reborde 5 del alojamiento tubular 3 pasan a través de agujeros para enroscar en arandelas anchas 41; siendo el margen de los agujeros amplio para permitir que los cierres se ajusten incluso cuando exista una inclinación considerable entre la estructura metálica 2 y el alojamiento tubular 3.
Por último, la figura 4 muestra el ajuste inclinado 42 permitido para el alojamiento tubular 3 y por lo tanto la broca 1 con el cabezal de herramienta, en relación a la estructura de soporte metálica 2 para acomodar las inexactitudes del ensamblaje de las piezas de metal de la estructura 2.
El ensamblaje de broca 1 se monta en la estructura de soporte metálica 2 insertando el alojamiento tubular 3 en la estructura 2 y, tras lograr un ajuste preciso, apretando los tornillos 7. Los tornillos se aprietan para asegurar el alojamiento tubular en una posición posiblemente inclinada 42 mediante movimiento de balanceo sobre la junta esférica 4 entre el reborde 5 del alojamiento tubular y el anillo 6 fijado a la estructura 2. En el otro extremo del alojamiento tubular, la banda esférica 8 permite ajustar el alojamiento tubular en dicha posición 42 sin perder el contacto con la superficie cilíndrica del asiento 9 al que está sujeto. Esta conexión terminal se mejora con los elementos de fijación elásticos 10 que actúan sobre el alojamiento tubular 3 a través del reborde añadido 11 al que está conectado rígidamente.
La broca se conduce a través de la rueda de engranaje central 25, que se adapta al centro 26 del eje perforado 27. Los motores eléctricos 21 son motores convencionales, ya que la línea de suministro de refrigerante 29 a las herramientas no se pasa a través de los motores 21. La distribución de masa se equilibra inherentemente al tener dos o más motores 21 situados a intervalos iguales alrededor de la circunferencia de posición de los piñones satélite 24 adaptados al eje del respectivo motor.
El accionador de cilindro 35 funciona para que el cabezal giratorio avance hacia la baldosa de trabajo suministrando el fluido presurizado, de manera ventajosa aire, en una de las cámaras a cada lado del pistón 13. Una pequeña presión en la cámara inferior 38 de superficie mayor subirá el ensamblaje de la broca a una posición "flotante", acomodando la masa sustancial del ensamblaje de la broca 1 sobre el material de trabajo. Por otro lado, una presión controlada en la cámara superior 40 impulsará el cabezal de herramienta giratorio hacia y contra la superficie del material que se está procesando, ajustando de ese modo la presión de trabajo ejercida en el material al valor deseado. Esta masa sustancial, que tiene inercia considerable, limita la vibración y ralentiza el ensamblaje "flotante" para producir una presión de trabajo constante en la superficie de trabajo que mejora de manera eficaz la característica de auto-acabado de las herramientas abrasivas.
Cuando se usa un cabezal de calibrado, el accionador de cilindro 35 se posiciona bajo una presión elevada y la profundidad de trabajo se ajusta externamente por medio de un ajustador micrométrico convencional, no mostrado. El accionador de cilindro 35, cuando se mantiene en la posición mostrada bajo dicha presión, permite apartar rápidamente la herramienta material de trabajo cuando se interrumpe el procedimiento de calibrado.

Claims (7)

1. Una broca para cabezales de herramientas usados en la calibración, alisado o abrillantado de baldosas de piedra natural y/o azulejos de cerámica, que comprende: un alojamiento tubular (3) en el que se puede mover el cuerpo de la broca, incluyendo el cuerpo de la broca un eje (31) que lleva un cabezal de herramienta abrasiva giratorio en un extremo (32, 33); un accionador de cilindro para fijar la posición del cuerpo de la broca y su cabezal de herramienta asociado en relación a una estructura de soporte metálica (2); un motor eléctrico (21) para hacer girar la broca (1) y una transmisión que conecta dicho motor con el eje de la broca; en la que dicho alojamiento tubular (3) puede ser girado alrededor de una superficie esférica (4) que soporta un reborde (5) terminal del alojamiento tubular (3), teniendo el otro extremo una banda de guía esférica (8) para guiar este último extremo a través de una superficie cilíndrica de acoplamiento (9), e incluye una disposición de abrazaderas (7, 10) para bloquear el alojamiento tubular (3) y la broca (1) en una posición fija; comprendiendo la disposición de abrazaderas tornillos (7) que se pasan a través de agujeros en dicho reborde terminal (5) y engranan en arandelas anchas (41); caracterizada porque la disposición de abrazaderas comprende elementos de fijación elásticos (10) para un segundo reborde (11) añadido a dicho otro extremo del alojamiento tubular (3).
2. Una broca según la reivindicación 1 anterior, caracterizada porque dicho cuerpo (12) de la broca (1) es coaxial (35) a dicho accionador de cilindro y se conecta rígidamente al vástago del pistón del
mismo.
3. Una broca según la reivindicación 2 anterior, caracterizada porque dicho cuerpo de la broca (12) está perforado y mantiene el eje de la broca (27, 31) de manera giratoria, formando dicho cuerpo de la broca el vástago del pistón de dicho accionador de cilindro (35) de ajuste de la broca.
4. Una broca según las reivindicaciones 2 ó 3 anteriores, caracterizada porque dicho accionador de cilindro (35) tiene una cámara inferior (38) con una superficie de trabajo mayor que la cámara superior (40) que recubre el pistón del cilindro (13).
5. Una broca según la reivindicación 1 anterior, caracterizada porque dicha combinación de motor y transmisión es reemplazada por dos o más motores (21) conectados de forma transmisora al eje de la broca (27) por medio de engranajes (24, 25) dispuestos para distribuir su masa y par de torsión de transmisión uniformemente, así como para permitir el paso de la línea de suministro de refrigerante (29) a la herramienta del cabezal a través del interior hueco del eje de la broca (31), usando motores eléctricos convencionales (21).
6. Una broca según la reivindicación 5 anterior, caracterizada porque los motores eléctricos tienen la misma potencia y par de torsión, tienen sus líneas centrales dispuestas simétricamente y tienen sus piñones satélite (24) respectivos engranados con la rueda dentada (25) adaptada a dicho eje de la broca (27).
7. Una broca según las reivindicaciones 5 ó 6 anteriores, caracterizada porque una junta frontal (30) se proporciona entre una primera sección del eje perforado (27) conectado a los motores eléctricos a través de la transmisión de engranaje (24, 25) y el eje de la broca perforado (31) que mantiene el cabezal de herramienta abrasiva.
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