ES2296146T3 - Disposicion de viga para un portico de maquinaria y procedimiento de fabricacion de una disposicion de viga de este tipo. - Google Patents
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Abstract
Disposición de viga para un pórtico de maquinaria, con una viga de construcción ligera (2) y con una parte secundaria y un dispositivo de guía de un accionamiento lineal, apoyándose unos segmentos base (4) de la parte secundaria en la viga de construcción ligera (2) y presentando la viga de construcción ligera (2) por una parte y los segmentos base de parte secundaria (4) por otra parte, un comportamiento de dilatación térmica diferente, caracterizada porque los segmentos base de parte secundaria (4) del accionamiento lineal están fijados, a cierta distancia de sus bordes, mediante como mínimo un tornillo de fijación (15), a como mínimo un cuerpo de fijación (16) que interviene en la viga de construcción ligera (2) y porque los segmentos base de parte secundaria (4) presentan como mínimo un escalón (9) en el que alojan en arrastre de forma un dispositivo de guía en forma de como mínimo un carril de guía (10) en el lado longitudinal del carril de guía, estando el carril de guía (10) fijado a la viga de construcción ligera (2) mediante como mínimo un tornillo de dilatación (12) y presentando el carril de guía (10) igualmente un comportamiento de dilatación térmica distinto al de la viga de construcción ligera (2).
Description
Disposición de viga para un pórtico de
maquinaria y procedimiento de fabricación de una disposición de viga
de este tipo.
La invención se refiere a una disposición de
viga para un pórtico de maquinaria, con una viga de construcción
ligera y con una parte secundaria y un dispositivo de guía de un
accionamiento lineal, apoyándose unos segmentos base de la parte
secundaria en la viga de construcción ligera y presentando la viga
de construcción ligera por una parte, y los segmentos base de parte
secundaria y/o el dispositivo de guía por otra parte, un
comportamiento de dilatación térmica diferente. La invención se
refiere además a un procedimiento de fabricación de una disposición
de viga de este tipo, en el que se pegan segmentos base de parte
secundaria de un accionamiento lineal en una viga de construcción
ligera.
Por el documento DE 297 05 152 U1 se conoce un
centro de mecanización con un pórtico de construcción ligera que se
desplaza por unas guías lineales. Este pórtico consta de una armazón
de diagonales de construcción ligera compuesta de un material de
nido de abeja o tubos de fibra de carbono unidos con manguitos de
metal ligero. No se describen ni el accionamiento del pórtico ni el
alojamiento de las guías lineales.
Por el documento DE 43 21 969 A1 se conoce una
armazón de resina sintética como cuerpo de construcción ligera.
Esta armazón de resina sintética consta de una parte de celosía y
una parte de bastidor que rodea a esta parte de celosía, presenta
una construcción tipo sandwich y comprende una capa exterior y una
capa interior.
En los documentos DE 196 45 467 A1 y DE 199 58
375 A1 se dan a conocer dispositivos para la aplicación de fuerzas
en estructuras de material compuesto de fibras con una unión entre
dos elementos de materiales incompatibles, es decir materiales con
distinta dilatación térmica.
Por el documento DE 196 43 518 A1 se conocen una
disposición de viga y un procedimiento de fabricación del tipo
mencionado al principio. En el caso de este estado actual de la
técnica, unas chapas de hierro dulce están pegadas en un cuerpo
base de construcción ligera como áreas magnetizables o magnéticas de
un accionamiento lineal. El cuerpo base de construcción ligera está
realizado en forma de un cuerpo hueco alargado, lleno total o
parcialmente con un material de relleno de amortiguación, y
compuesto de plástico reforzado con fibras de carbono. Los efectos
de la diferencia entre el coeficiente de dilatación del cuerpo base
de construcción ligera por una parte y el de las chapas de hierro
dulce por otra se mantienen pequeños mediante la aplicación de una
capa de pegamento delgada dentro de lo posible. Sin embargo, bajo el
efecto de oscilaciones de temperatura, las chapas de hierro dulce
pueden desplazarse o desprenderse del cuerpo base de construcción
ligera.
La presente invención se ha planteado como
objetivo perfeccionar una disposición de viga de este género, en el
sentido de que esté garantizada una gran resistencia de forma de un
dispositivo de guía en forma de como mínimo un carril de guía, y
poner a disposición un procedimiento de fabricación de una
disposición de viga de este tipo.
Según la invención, este objetivo se logra, en
lo que se refiere al dispositivo, mediante la disposición de viga
según la reivindicación 1 y, en lo que se refiere al procedimiento,
con el procedimiento de fabricación según la reivindicación 10.
Según éstas, los carriles de guía de las
disposiciones de viga según la invención están alojados en arrastre
de forma y de fuerza en la viga de construcción ligera. Por sus
lados longitudinales se apoyan en unos escalones de unos segmentos
base de parte secundaria del accionamiento lineal. A pesar de este
apoyo, los carriles de guía pueden variar su longitud, medida en la
dirección longitudinal de los carriles, bajo el efecto de
oscilaciones de temperatura. Una variación tal de la longitud se
hace posible mediante los tornillos de dilatación con los que los
carriles de guía están fijados a la viga de construcción ligera
correspondiente. Así pues, la rectitud de los carriles de guía
queda garantizada también en caso de oscilaciones de temperatura.
Los segmentos base de parte secundaria están unidos a la viga de
construcción ligera mediante unos cuerpos de fijación que
intervienen en la viga de construcción ligera. Con este fin están
previstos unos tornillos de fijación, que se atornillan en un
cuerpo de fijación y atraviesan con ello los segmentos base de parte
secundaria a cierta distancia de sus bordes. De este modo, entre la
viga de construcción ligera y los segmentos base de parte
secundaria se produce una unión resistente, incluso en caso de
oscilaciones de temperatura, y además con una gran capacidad de
absorción de cargas. Esta unión es apta en particular para absorber
las fuerzas que actúan sobre los segmentos base de parte secundaria
durante el funcionamiento del accionamiento
lineal.
lineal.
El procedimiento de fabricación según la
reivindicación 10 garantiza una gran precisión en el montaje de los
carriles de guía de las disposiciones de viga según la invención. A
este respecto, resulta particularmente ventajoso que, hasta que los
segmentos base de parte secundaria no han ocupado su posición
definitiva en la viga de construcción ligera, no se cortan las
roscas para los tornillos de fijación de los segmentos base de
parte secundaria en el cuerpo de fijación en cuestión, y no se
realizan los taladros de paso para los tornillos de fijación en los
segmentos base de parte secundaria. Con vistas a una gran precisión
de alineación de los carriles de guía, resulta además conveniente
no realizar los escalones de los segmentos base de parte secundaria
para el apoyo en arrastre de forma de los carriles de guía hasta
haber pegado los segmentos base de parte secundaria.
De las reivindicaciones dependientes 2 a 9 se
desprenden modos de realización especiales de la disposición de
viga descrita en la reivindicación 1.
Una unión en arrastre de forma particularmente
eficaz entre los segmentos base de parte secundaria y la viga de
construcción ligera se logra si los tornillos de fijación para la
fijación de los segmentos base de parte secundaria intervienen en
arrastre de forma con una cabeza de tornillo tanto en los segmentos
base de parte secundaria respectivos como en los cuerpos de
fijación respectivos.
En vista de la dilatación térmica que se
produce, es recomendable disponer los tornillos de fijación
centrados en los segmentos base de parte secundaria. En este caso,
los tornillos de fijación pueden constituir puntos fijos para las
variaciones dimensionales que se producen en los segmentos base de
parte secundaria a consecuencia de la temperatura.
Resulta conveniente que los escalones que sirven
para alojar el o los carriles de guía estén previstos en el borde
de los segmentos base de parte secundaria. Si los carriles de guía
se unen a la viga de construcción ligera a través de los segmentos
base de parte secundaria, los tornillos de dilatación para la
fijación de los carriles de guía pueden utilizarse al mismo tiempo
para fijar los segmentos base de parte secundaria. Un juego radial
entre el vástago de los tornillos de dilatación para la fijación de
los carriles de guía y la abertura de paso correspondiente en los
segmentos base de parte secundaria permite a los tornillos de
dilatación moverse en relación con los segmentos base de parte
secundaria, especialmente en la dirección longitudinal de los
carriles de guía. Este tipo de movimientos de los tornillos de
dilatación se produce en caso de variaciones de la longitud de los
carriles de guía causadas por la temperatura.
Según la invención se utilizan como vigas de
construcción ligera especialmente vigas cajón, preferentemente
vigas cajón con paredes en forma de estructuras sandwich. Este tipo
de vigas de construcción ligera se distinguen por tener una gran
estabilidad y al mismo tiempo un peso propio marcadamente pequeño.
Como material para los cuerpos de fijación que intervienen en la
viga de construcción ligera y/o para los segmentos base de parte
secundaria y/o para los carriles de guía, se prefiere el acero. Los
cuerpos de fijación que intervienen en la viga de construcción
ligera pueden estar escalonados.
En el caso de una forma de realización preferida
de la invención, los segmentos base de parte secundaria están
sujetos a la viga de construcción ligera tanto por medio de
tornillos de fijación como por medio de una unión pegada. En el
montaje, los segmentos base de parte secundaria se fijan
provisionalmente mediante tornillos a la viga de construcción
ligera durante el endurecimiento del pegamento utilizado para la
realización de la unión pegada. Los tornillos para la fijación
provisional de los segmentos base de parte secundaria atraviesan
para ello unos taladros de paso, a través de los cuales se
atornillarán posteriormente los tornillos de dilatación para fijar
los carriles de guía a la viga de construcción ligera.
A continuación se explica la invención más
detalladamente por medio de una representación esquemática de un
ejemplo de realización.
Se muestra una disposición de viga 1 poco antes
de terminar su montaje. La disposición de viga 1 está prevista como
parte de un pórtico de una máquina tipográfica plana láser.
Comprende una viga de construcción ligera 2, que está configurada
como viga cajón con paredes en forma de estructuras sandwich. Las
estructuras sandwich comprenden capas cubrientes exteriores 3 de
plástico reforzado con fibra de carbono (capas cubrientes de CFK) y
material de nido de abeja de aluminio, no mostrado en detalle.
Sobre la capa cubriente exterior de CFK 3 están
pegados unos segmentos de acero 4, que están dispuestos uno tras
otro perpendicularmente al plano del dibujo. Éstos constituyen
segmentos base de parte secundaria de un accionamiento lineal no
representado en detalle. En su lado inferior orientado hacia la viga
de construcción ligera 2, los segmentos de acero 4 están provistos
de unas ranuras 5, que a su vez alojan unos tubos de refrigeración
6. Como alternativa, los tubos de refrigeración 6 pueden estar
dispuestos sobre el lado superior de los segmentos de acero 4 y en
tal caso estar fijados por ejemplo mediante abrazaderas de tubo.
Unos taladros 7 de la viga de construcción ligera 2 están alineados
con unos taladros 8 previstos en unos bordes longitudinales de los
segmentos de acero 4 que están provistos de escalones 9.
En los escalones 9 superiores, en el dibujo, de
los segmentos de acero 4 se apoya un carril de guía 10, fabricado
también en acero, del accionamiento lineal. El carril de guía 10
aloja un carro de guía 11 que puede llevar una cabeza de
mecanización, en el ejemplo mostrado una cabeza de mecanización por
láser. Para la fijación del carril de guía 10 se utilizan unos
tornillos de dilatación 12, que atraviesan unos taladros de paso
previstos en el carril de guía 10 y los taladros 8 de los segmentos
de acero 4 y los taladros 7 de la viga de construcción ligera 2.
Los taladros 7 de la viga de construcción ligera 2 están revestidos
con casquillos de CFK 13. El vástago de los tornillos de dilatación
12 se extiende por los casquillos de CFK 13 con cierto juego radial.
También existe cierto juego radial entre el vástago de los
tornillos de dilatación 12 y la pared de los taladros 8 previstos
en los bordes longitudinales de los segmentos de acero 4. Los
tornillos de dilatación 12 se apoyan en el extremo de los
casquillos de CFK 13 opuesto al carril de guía 10 por medio de una
tuerca 14. Gracias al juego radial que queda entre el vástago de
los tornillos de dilatación 12 y los casquillos de CFK 13, así como
entre el vástago de los tornillos de dilatación 12 y la pared de los
taladros 8 de los segmentos de acero 4, los tornillos de dilatación
12 pueden desviarse con relación a la viga de construcción ligera 2,
por ejemplo bajo el efecto de oscilaciones de temperatura. La
tuerca 14 constituye un contrasoporte para el movimiento de
oscilación de los tornillos de dilatación 12.
En su centro entre sus bordes longitudinales,
los segmentos de acero 4 están unidos a la viga de construcción
ligera 2 mediante dos tornillos de fijación 15 de acero. De los
tornillos de fijación 15 del segmento de acero 4 representado, en
el dibujo únicamente puede verse uno.
Los tornillos de fijación 15 intervienen en unos
cuerpos de fijación escalonados, que por su parte están realizados
como núcleos de acero 16. Los núcleos de acero 16 están alojados en
unos taladros escalonados de la viga de construcción ligera 2 y
atraviesan, a modo de una fijación por pasador, tanto las capas
cubrientes de CFK 3 como la estructura de nido de abeja de aluminio
de la viga de construcción ligera 2. Para la fijación sin juego de
los núcleos de acero 16 a la viga de construcción ligera 2 se
utilizan unas uniones de casquillo de CFK, como las descritas por
ejemplo en el documento DE 196 45 467 A1. El vástago de los
tornillos de fijación 15 se atornilla en un taladro roscado 17 del
núcleo de acero 16 correspondiente. Los taladros roscados 17 están
realizados como taladros ciegos y en su extremo orientado hacia los
segmentos de acero 4 se transforman en un avellanado cónico 18. En
el avellanado cónico 18, los tornillos de fijación 15, configurados
como tornillos de cabeza avellanada, se apoyan en arrastre de forma
con una cabeza de tornillo 19 igualmente cónica. También existe una
unión en arrastre de forma entre la cabeza de tornillo 19 de los
tornillos de fijación 15 y la pared de unos taladros de paso 20
previstos en los segmentos de acero 4.
Debajo del núcleo de acero 16 se muestran en el
dibujo un taladro 7 en la viga de construcción ligera 2 y un
taladro 8 en el segmento de acero 4, que están atravesados por un
tornillo de cabeza avellanada 21. Los tornillos de cabeza
avellanada 21 sirven para la fijación provisional de los segmentos
de acero 4 durante el endurecimiento del pegamento entre la viga de
construcción ligera 2 y los segmentos de acero 4. Los taladros 7, 8
en los que se alojan los tornillos de cabeza avellanada 21 en la
fase de montaje mostrada sirven en último lugar para alojar unos
tornillos de dilatación 12 para la fijación de otro carril de guía
10. El borde longitudinal de los segmentos de acero 4 que
constituye un contrasoporte para los tornillos de cabeza avellanada
21 está provisto de un escalón 9 para el alojamiento en arrastre de
forma del otro carril de guía 10.
Para el montaje de la disposición de viga 1 se
colocan en primer lugar piezas en bruto de los segmentos de acero
4, después de aplicar pegamento, sobre la capa cubriente de CFK 3 de
la viga de construcción ligera 2. Las piezas en bruto de los
segmentos de acero 4 están provistas de unos taladros de paso cuyo
diámetro se reduce cerca de la viga de construcción ligera 2
formando un avellanado. A través de estos taladros de paso se fijan
unos tornillos de cabeza avellanada 21 a la viga de construcción
ligera 2 y de este modo se fijan las piezas en bruto de los
segmentos de acero 4 a la viga de construcción ligera 2 hasta que se
endurece el pegamento. La cabeza cónica de los tornillos de cabeza
avellanada 21 atornillados en la viga de construcción ligera 2 se
apoya estrechamente en la pared, también cónica, del taladro 8 de
los segmentos de acero 4. De este modo se logra, además de una
eficaz unión en arrastre de forma, un cierre estanco del interior de
la viga de construcción ligera 2 y se impide la penetración, por
ejemplo, de refrigerante, lubricante o virutas metálicas al
interior de la viga de construcción ligera 2.
Aún durante el endurecimiento del pegamento se
realizan, en los segmentos de acero 4, los taladros de paso 20
centrados y provistos de un avellanado y, en el núcleo de acero 16,
los taladros roscados 17 con los avellanados 18. La configuración a
modo de agujero ciego de los taladros roscados 17 impide la
penetración de, por ejemplo, refrigerante y/o virutas metálicas al
interior de la viga de construcción ligera 2.
Una vez atornillados los tornillos de fijación
15 y endurecido el pegamento, y con los tornillos de cabeza
avellanada 21 aún atornillados, se cortan los escalones 9 en los
bordes longitudinales de los segmentos de acero 4. El área que
queda entre los escalones 9 se aplana mediante una pequeña remoción
de material. A continuación se pegan en los segmentos de acero los
imanes permanentes de la parte secundaria del accionamiento lineal,
no mostrados en el dibujo para una mayor claridad.
Por último se retiran los tornillos de cabeza
avellanada 21 y se colocan los carriles de guía 10 en los escalones
9 de los segmentos de acero 4, fijándolos a la viga de construcción
ligera 2 mediante los tornillos de dilatación 12. La figura muestra
el estado de montaje de la disposición de viga 1 antes de montar el
segundo carril de guía 10.
Claims (10)
1. Disposición de viga para un pórtico de
maquinaria, con una viga de construcción ligera (2) y con una parte
secundaria y un dispositivo de guía de un accionamiento lineal,
apoyándose unos segmentos base (4) de la parte secundaria en la
viga de construcción ligera (2) y presentando la viga de
construcción ligera (2) por una parte y los segmentos base de parte
secundaria (4) por otra parte, un comportamiento de dilatación
térmica diferente, caracterizada porque los segmentos base
de parte secundaria (4) del accionamiento lineal están fijados, a
cierta distancia de sus bordes, mediante como mínimo un tornillo de
fijación (15), a como mínimo un cuerpo de fijación (16) que
interviene en la viga de construcción ligera (2) y porque los
segmentos base de parte secundaria (4) presentan como mínimo un
escalón (9) en el que alojan en arrastre de forma un dispositivo de
guía en forma de como mínimo un carril de guía (10) en el lado
longitudinal del carril de guía, estando el carril de guía (10)
fijado a la viga de construcción ligera (2) mediante como mínimo un
tornillo de dilatación (12) y presentando el carril de guía (10)
igualmente un comportamiento de dilatación térmica distinto al de
la viga de construcción ligera (2).
2. Disposición de viga según la reivindicación
1, caracterizada porque como mínimo un tornillo de fijación
(15) para la fijación de un segmento base de parte secundaria (4)
interviene en arrastre de forma con una cabeza de tornillo (19)
tanto en el segmento base de parte secundaria (4) respectivo como en
un cuerpo de fijación (16).
3. Disposición de viga según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque como mínimo
un tornillo de fijación (15) para la fijación de un segmento base
de parte secundaria (4) está dispuesto centrado con relación a como
mínimo dos bordes opuestos entre sí del segmento base de parte
secundaria (4) en cuestión.
4. Disposición de viga según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los
segmentos base de parte secundaria (4) presentan un escalón (9) en
como mínimo un borde que se extiende en la dirección longitudinal
del carril de guía.
5. Disposición de viga según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque como mínimo
un tornillo de dilatación (12) para la fijación del carril de guía
atraviesa un segmento base de parte secundaria (4) preferentemente
con juego radial.
6. Disposición de viga según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque como mínimo
un tornillo de dilatación (12) para la fijación del carril de guía
atraviesa un segmento base de parte secundaria (4) por un escalón
(9).
7. Disposición de viga según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la viga de
construcción ligera (2) está configurada como viga cajón,
preferentemente como viga cajón con paredes en forma de estructuras
sandwich.
8. Disposición de viga según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque como mínimo
un cuerpo de fijación (16) que interviene en la viga de
construcción ligera (2) está configurado como cuerpo de acero
fabricado del total y/o porque como mínimo un segmento base de parte
secundaria (4) está configurado como segmento de acero y/o porque
como mínimo un carril de guía (10) está configurado como carril de
acero.
9. Disposición de viga según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque como mínimo
un segmento base de parte secundaria (4) está pegado en la viga de
construcción ligera (2) y porque, mediante como mínimo un taladro
(8) previsto en el segmento base de parte secundaria (4) para un
tornillo de dilatación (12) para la fijación del carril de guía,
puede atornillarse un tornillo (21) en la viga de construcción
ligera (2) para la sujeción del segmento base de parte secundaria
(4) hasta el endurecimiento del pegamento.
10. Procedimiento de fabricación de una
disposición de viga (1) para un pórtico de maquinaria, pegándose
unos segmentos base de parte secundaria (4) de un accionamiento
lineal en una viga de construcción ligera (2), caracterizado
porque
- se introducen unos cuerpos de fijación (16) en
la viga de construcción ligera (2) y se unen a la misma,
- los cuerpos de fijación (16) y los segmentos
base de parte secundaria pegados en la viga de construcción ligera
(2) se posicionan unos en relación con otros de tal manera que los
cuerpos de fijación (16) quedan a cierta distancia de los bordes de
los segmentos base de parte secundaria (4),
- en los segmentos base de parte secundaria (4)
pegados se crean unos taladros de paso (20) y en los cuerpos de
fijación (16) cubiertos por los segmentos base de parte secundaria
(4) pegados se crean unos taladros roscados (17) para unos
tornillos de fijación (15) y a través de los taladros de paso (20)
de los segmentos base de parte secundaria (4) se atornillan los
tornillos de fijación (15) en los taladros roscados (17) de los
cuerpos de fijación (16) para la fijación de los segmentos base de
parte secundaria (4),
- en los bordes de los segmentos base de parte
secundaria (4) se crean unos escalones (9) y
- como mínimo un carril de guía (10) se apoya en
escalones (9) de los segmentos base de parte secundaria (4) y se
atornilla a la viga de construcción ligera (2) mediante unos
tornillos de dilatación (12).
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