ES2300903T3 - Dispositivo de apriete para una herramienta o una pieza de trabajo. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de apriete para una herramienta o una pieza de trabajo, con al menos un mandril de apriete (2, 3) y al menos un soporte (19), incluyendo el mandril de apriete (2, 3) unas referencias x-y (8, 9) que cooperan con la superficie inferior del soporte (19), caracterizado porque el soporte (19) incluye una parte superior (36) y una prolongación tubular (24), estando conectada la parte superior (36) de manera amovible con la prolongación tubular (24), porque el dispositivo de apriete incluye un mandril de apriete interior (2) y un mandril de apriete exterior (3), estando conectado el mandril de apriete interior (2) firmemente y de manera concéntrica con el mandril de apriete exterior (3), porque las referencias x-y (8, 9) del soporte (19) están diseñadas como pares de lengüetas (20, 21) elásticas interiores y/o exteriores, porque el soporte (19) incluye una prolongación tubular (24) destinada al apriete con el mandril de apriete interior y/o exterior (2, 3), estando comprendido el diámetro exterior D de la prolongación tubular (24) entre el diámetro interior D'' de la abertura de paso (25) y el diámetro exterior D'''' de la abertura de paso (25) y el diámetro exterior D'''' del mandril de apriete interior (2).
Description
Dispositivo de apriete para una herramienta o
una pieza de trabajo.
La invención se refiere a un dispositivo de
apriete según el preámbulo de la reivindicación 1.
Se utilizan dispositivos de apriete de este tipo
para la sujeción de piezas de trabajo o de herramientas, cuando el
mecanizado de la pieza requiere una muy alta precisión. Además, se
debe poder repetir muy exactamente el apriete de la pieza de
trabajo o de la herramienta en la dirección x, y o z.
El documento EEUU 6.089.557 (o EP 0818270 A1)
describe un dispositivo de este tipo para una pieza de trabajo o una
herramienta. Este dispositivo de apriete incluye un elemento de
acoplamiento girado hacia la herramienta o la pieza de trabajo que
debe apretarse, así como un elemento de apriete que debe colocarse
en una posición fija. El elemento de acoplamiento está provisto de
unas ranuras que actúan en cooperación con unos pivotes de centrado
dispuestos sobre el elemento de apriete para efectuar un centrado
preciso y para determinar la localización en la dirección X y/o Y.
Además, se sitúa también el perno de apriete necesario para fijar
los dos elementos entre sí sobre el elemento de apriete. Para la
protección de las piezas indispensables para un centrado preciso,
el elemento de acoplamiento está provisto de un órgano de soporte
que sobresale de las piezas de centrado preciso mencionadas.
El documento
EP-A-255 042 describe un dispositivo
de apriete en el cual se han previsto varios vástagos sobre uno de
los órganos de acoplamiento, con el fin de garantizar una
localización exacta de los dos órganos de acoplamiento (un mandril
de apriete y un soporte) el uno con respecto al otro en la dirección
z, que corresponde normalmente a la dirección de apriete, y estando
formadas las superficies de referencia z sobre las superficies
frontales libres de los vástagos. En el otro órgano de acoplamiento
se encuentran varias superficies referencia z en sentido opuesto
dispuestas de tal modo que correspondan a los emplazamientos de
vástagos, que se sitúan en una región común y 5 que actúan juntas
con las superficies de referencia z en el apriete. Se conoce una
disposición de dos órganos de acoplamiento similar a la de la
localización z a partir del certificado de utilidad alemán
DE-U-295 21 030.
Se presenta otro dispositivo de acoplamiento con
dos órganos de acoplamiento y un dispositivo de apriete en el
documento EP 1.013.375 A2. Este documento describe un dispositivo de
acoplamiento constituido por un primer órgano de acoplamiento y de
un segundo órgano de acoplamiento, así como por un dispositivo de
apriete para el apriete axial de los dos órganos de acoplamiento
entre sí, con al menos tres pivotes de prisma que sobrepasan por
encima el primer órgano de acoplamiento, entre los cuales cada uno
ellos está provisto de una superficie de prisma al menos en un lado,
y estando formadas al menos tres superficies de referencia z
espaciadas sobre el primer órgano de acoplamiento, estando situadas
estas superficies en una región que se extiende en la dirección X
Y, perpendicularmente a la dirección de apriete, e incluyendo el
segundo órgano de acoplamiento al menos tres ranuras dirigidas hacia
los pivotes de prisma, sobre las cuales se han previsto unos
elementos axialmente elásticos destinados a la localización exacta
de los órganos de acoplamiento el uno con respecto al otro en la
región x-y. Con el fin de simplificar la realización
de la localización z de dos órganos de acoplamiento, se prevé que
las superficies de referencia z estén formadas sobre las superficies
frontales libres de los pivotes de prisma y que se forme una
superficie de referencia z en sentido opuesto en el fondo de cada
ranura.
A continuación se ofrece una descripción de las
ventajas y de los inconvenientes vinculados al estado actual de la
técnica.
En general, los dispositivos de apriete
existentes no pueden utilizarse sino para aplicaciones específicas,
aunque es necesario un gran número de dispositivos de apriete para
cubrir un ámbito de aplicación relativamente amplio. Los
procedimientos de compresión de polvo incluyen, por ejemplo, unas
elevadas exigencias para las herramientas y sus dispositivos de
apriete, en particular, una carga importante. Por otra parte, sería
ventajoso que pudiera emplearse un mismo dispositivo de apriete
para distintos procedimientos de fabricación, por ejemplo el
fresado, el pulimento, el mecanizado por descarga eléctrica (EDM) o
con otras máquinas herramientas. Del mismo modo, el dispositivo de
apriete debería poder utilizarse con distintas formas de
herramientas (por ejemplo con formas de electrodos para la
mecanización por descarga eléctrica), sin perder demasiado tiempo
para la transformación. Un problema consiste en encontrar una
solución para el apriete de los soportes de pequeño tamaño, como
para el de los soportes de mayor tamaño, con herramientas o piezas
de trabajo sobre placas de piezas de trabajo por medio de un
dispositivo de apriete universal.
Otra exigencia se refiere a la necesidad de
liberar espacio para la pieza de acoplamiento prevista para el
apriete de una herramienta (taladradora, electrodo, etc.), para que
la herramienta esté sostenida de tal modo que pueda admitir las
fuerzas de carga. Este problema encontrado con el estado actual de
la técnica no se soluciona en particular con las máquinas de fresado
de alta velocidad.
Por otra parte, se presenta un inconveniente a
menudo debido a las fuerzas laterales no deseables durante la fase
de apriete, debidas a bolas de apriete o a otros elementos de
apriete.
La invención tiene pues por finalidad proponer
un dispositivo de apriete que elimine los inconvenientes
anteriormente citados.
Esta finalidad se soluciona según la invención
de acuerdo con la característica presentada en la reivindicación
1.
La característica según la cual el soporte se
diseña en dos partes, constituidas por una parte superior 10 y por
una prolongación tubular, permite reducir o sortear los
inconvenientes del estado de la técnica anteriormente
mencionados.
El soporte en dos partes según la invención
puede utilizarse con un mandril de apriete conocido en sí mismo, así
como con un dispositivo de apriete compuesto por dos mandriles de
apriete.
Gracias a la forma de realización según la
invención de dos mandriles de apriete concéntricos, es posible
evitar otros inconvenientes encontrados con el estado de la técnica.
En primer lugar, este "doble mandril de apriete" permite
utilizar pequeños soportes con herramientas al igual que grandes
soportes con placas de herramientas. El mandril de apriete interior
y el mandril de apriete exterior poseen referencias
x-y similares o idénticas. Las referencias z se
encuentran en la misma región o casi en la misma. Las coordenadas
x-y-z de los dos mandriles de
apriete se adaptan la una con respecto a la otra. La coordenada z
del uno de los mandriles de apriete se encuentra cerca de la
coordenada z del otro mandril de apriete. Los dos mandriles de
apriete se conectan a una unidad siendo coaxiales entre sí. En el
estado conectado, los dos mandriles de apriete están totalmente
centrados. No es necesario un ajuste por separado. Gracias a este
dispositivo de apriete según la invención, es posible realizar
mandriles de apriete con un diámetro mucho que el de los mandriles
de apriete según el estado de la técnica, es decir, generalmente
inferior en un 25%.
El mandril de apriete interior incluye una
abertura de paso en su centro. Esta abertura permite la admisión de
herramientas que poseen un pivote de apriete con una gran longitud.
Hasta este punto, las aberturas centrales de los dispositivos de
apriete servían exclusivamente como paso para líquidos y no para el
apriete de herramientas o piezas de trabajo.
Con el fin de reducir o suprimir las fuerzas
laterales desventajosas, se sitúa la pieza de fijación del centro
se diseña de manera tubular y situada ventajosamente sobre el
perímetro exterior como un cierre de bayoneta.
El dispositivo de apriete según la invención,
con un mandril de apriete exterior y un mandril de apriete interior,
así como con una prolongación tubular para el apriete entre el
soporte y el(los) mandril(es) de apriete, ofrece una
elevada exactitud y precisa con una carga extrema, en particular con
máquinas de fresado de alta velocidad, un mecanizado por descarga
eléctrica con otras máquinas herramienta.
El soporte puede apretarse con el mandril de
apriete interior y/o con el mandril de apriete exterior o incluso
con un solo y único mandril de apriete.
Según una forma de realización preferente, el
mandril de apriete interior incluye en su centro una abertura de
paso que progresa en el sentido del eje.
Esta abertura de paso interior libera
suficientemente espacio para elementos de apriete de herramientas o
piezas de trabajo.
Además, el soporte puede incluir una abertura de
paso en su centro para evacuar las virutas que aparecen en el curso
del mecanizado.
El mandril de apriete interior así como el
mandril de apriete exterior incluyen unas referencias
x-y y unas referencias z, que cooperan con unos
medios de soporte correspondientes durante el apriete. Además, los
medios del soporte destinados a las referencias x-y
pueden concebirse ventajosamente como pares de lengüetas elásticas
interiores y/o exteriores.
Otra forma de realización ventajosa del mandril
de apriete consiste en que el soporte de las referencias z incluya
unas superficies de contacto interiores y/o exteriores.
Según una forma de realización preferente del
mandril de apriete de acuerdo con la invención, el soporte incluye
una prolongación tubular para el apriete con el mandril de apriete
interior y/o exterior, estando comprendido el diámetro exterior D
de la prolongación tubular entre el diámetro interior de la abertura
de paso y el diámetro exterior del mandril de apriete interior.
Por otra parte, el diámetro de la abertura
central de la prolongación tubular puede ser del orden del diámetro
definido por el arista interior de las superficies
x-y interiores, o ser al menos igual a la mitad del
mismo.
Del mismo modo, el diámetro de la abertura
central en la parte superior del soporte puede ser del orden del
diámetro de la prolongación tubular.
Vistas en la dirección z, las referencias
x-y del mandril de apriete interior pueden estar
dispuestas a la misma altura que las superficies de las regiones
x-y del mandril de apriete exterior.
Las referencias x-y y las
referencias z del mandril de apriete exterior están comprendidas
entre dos círculos definidos.
El soporte puede apretarse de manera conocida
con el mandril de apriete interior y/o el mandril de apriete
exterior o también con un solo y único mandril de apriete.
La exposición siguiente describe la invención
con ayuda de ejemplos de realización apoyándose en los dibujos
anexos, entre los cuales:
la Fig. 1 es una vista en corte de un
dispositivo de apriete,
la Fig. 2 es una vista desde arriba en cumbre
del dispositivo de apriete de la Fig. 1,
la Fig. 3 muestra un soporte de un mandril de
apriete con el dispositivo de apriete 1,
la Fig. 4 muestra una vista en corte del
dispositivo de apriete de la Fig. 1 con el soporte en estado
apretado,
la Fig. 5 es una vista desde arriba del
dispositivo de apriete con el soporte de la Fig. 4,
la Fig. 6 muestra dos aplicaciones diferentes
del soporte,
la Fig. 7 muestra una primera forma de
realización según la Fig. 6 en el estado apretado,
la Fig. 8 es una vista desde arriba según la
Fig. 7,
la Fig. 9 muestra una segunda forma de la
realización según la Fig. 6 en el estado apretado,
la Fig. 10 es una vista desde arriba según la
Fig. 9,
la Fig. 11 muestra otra forma de realización de
un soporte,
la Fig. 12 muestra la forma de realización de la
Fig. 11 en el estado apretado,
la Fig. 13 muestra otra forma de realización del
soporte 19 con el mandril de apriete durante el mecanizado de la
pieza de trabajo.
La Figura 1 representa una forma de realización
posible de un dispositivo de apriete 1 según la invención. El
mandril de apriete interior 2 se conecta firmemente al mandril de
apriete exterior 3 por medio del tornillo 18, estando dispuesto el
mandril de apriete interior 2 de manera concéntrica con respecto al
mandril de apriete exterior 3. El cuerpo de base del mandril de
apriete interior 2 está constituida por dos piezas 15 ensambladas
con ayuda del tornillo 17. El mandril de apriete interior 2 incluye
unas bolas de apriete 4, que cooperan de manera conocida con un
pistón de apriete interior 12 y un resorte de apriete 5. El mandril
de apriete exterior 3 se diseña de manera correspondiente. El cuerpo
de base está constituido por las piezas 14 ensambladas por medio de
los tornillos 16. También incluye unas bolas de apriete 6, un pistón
de apriete exterior 13 y un resorte de apriete 7. Los dos pistones
de apriete 12, 13 pueden cargarse de manera conocida con aire
comprimido. Tanto el mandril de apriete interior 2 como el mandril
de apriete exterior 3 poseen a la vez unas referencias
x-y interiores 8 y unas referencias
x-y exteriores 9, así como unas referencias z
interiores 10 y unas referencias z exteriores 11.
La Figura 2 muestra la disposición de las
referencias x-y o z 8, 9, 10, 11 vista desde arriba.
Las referencias x-y interiores 8 del mandril de
apriete interior 2 y las referencias x-y exteriores
9 se diseñan, por ejemplo, como barras con aristas cónicos, y las
líneas medianas de las referencias x-y interiores y
exteriores concuerdan con una precisión extrema. Algunas
referencias z interiores 10 están previstas entre las referencias
X-y interiores 8. De manera correspondiente, el
mandril de apriete exterior 3 incluye las referencias z 11 entre las
referencias x-y exteriores 9 del lado del perímetro,
estando las superficies de las referencias z 10 y 11 a la misma
altura o ligeramente desplazadas.
En la Figura 3, el dispositivo de apriete 1
(mostrado como en las Figuras 1 y 2) está representado con el
soporte 19, sirviendo éste de elemento para un resalto. El soporte
19 incluye una parte superior 36 y una prolongación tubular 24,
estando conectada la parte superior 36 de manera amovible con la
prolongación tubular 24 por medio de una unión por bayoneta 26. El
soporte 19 puede ser ensamblado por apriete con el dispositivo de
apriete 1, como muestran las figuras 4 y 5. Además, se puede ver los
pares de lengüetas exteriores 21 en el soporte 19, que en el estado
apretado cooperan con las referencias x-y exteriores
9. Igualmente se puede ver la abertura de paso 25 del mandril de
apriete interior 2. Según la aplicación, el diámetro D de la
prolongación tubular 24 está comprendido entre el diámetro el D' de
la abertura de paso 25 y el diámetro D'' del mandril de apriete
interior 2, como muestra la Figura 4.
La vista desde arriba de la Figura 5 muestra una
unión por bayoneta 26 de la parte superior 36 con la prolongación
tubular 24 del soporte 19. Las otras referencias numéricas
corresponden a las referencias numéricas de las Figuras 1 a 4.
La Figura 6 muestra dos formas de realización de
soportes 27 y 28. Los dos soportes 27 y 28 incluyen cada uno una
prolongación tubular hueca y amovible 24 con un diámetro D que es
del orden del diámetro D' de la abertura de paso 25 del mandril de
apriete interior 2. El soporte 27 posee una admisión soldada o
pegada 29. El soporte 28 incluye un mandril de apriete especial 30.
la Figura 7 muestra el soporte 27 en el estado apretado. La Figura
8 muestra las referencias x-y y z vistas desde
arriba. Las referencias x-y 9 y las referencias z
11 se encuentran entre los dos círculos definidos 37 y 38. El otro
soporte 28 está representado en el estado apretado en la Figura 9,
y de nuevo en la Figura 10, vistas desde arriba.
La Fig. 11 es una vista lateral de un soporte 31
para un 15 elemento de resalto. El soporte 31 incluye, en
particular, unos pares de lengüetas 20, 21 interiores y exteriores,
así como unas superficies de contacto 22 y 23 interiores y
exteriores. La Figura 12 muestra el soporte 31 en el estado
apretado.
La Figura 13 muestra una forma de realización de
un soporte 19 apretado en un mandril de apriete 39. La pieza de
trabajo 34 se mecaniza por medio de la herramienta 33. El soporte 19
incluye una abertura de paso 32, cuyo diámetro es del orden del de
la abertura de paso de la prolongación tubular 24 del soporte 19. En
este ejemplo de realización, la abertura de paso sirve para evacuar
las virutas 35 que aparecen durante el mecanizado 35.
- 1
- dispositivo de apriete
- 2
- mandril de apriete interior
- 3
- mandril de apriete exterior
- 4
- bolas
- 5
- resorte de apriete
- 6
- bolas
- 7
- resorte de apriete
- 8
- referencias x-y interiores
- 9
- referencias x-y exteriores
- 10
- soportes z interiores
- 11
- soportes z exteriores
- 12
- pistón de apriete interior
- 13
- pistón de apriete exterior
- 14
- parte
- 15
- parte
- 16
- tornillo
- 17
- tornillo
- 18
- tornillo
- 19
- soporte
- 20
- pares de lengüetas interiores
- 21
- pares de lengüetas exteriores
- 22
- superficies de contacto interiores
- 23
- superficies de contacto exteriores
- 24
- prolongación tubular
- 25
- abertura de paso
- 26
- unión por bayoneta
- 27
- soporte
- 28
- soporte
- 29
- admisión
- 30
- mandril de apriete
- 31
- soporte
- 32
- abertura de paso
- 33
- herramienta
- 34
- pieza de trabajo
- 35
- virutas
- 36
- parte superior
- 37
- círculo
- 38
- círculo
- 39
- mandril de apriete
- D
- diámetro exterior de 24
- D'
- diámetro interior de 25
- D''
- diámetro exterior de 2.
Claims (10)
1. Dispositivo de apriete para una herramienta o
una pieza de trabajo, con al menos un mandril de apriete (2, 3) y al
menos un soporte (19), incluyendo el mandril de apriete (2, 3) unas
referencias x-y (8, 9) que cooperan con la
superficie inferior del soporte (19), caracterizado
porque el soporte (19) incluye una parte
superior (36) y una prolongación tubular (24), estando conectada la
parte superior (36) de manera amovible con la prolongación tubular
(24),
porque el dispositivo de apriete incluye un
mandril de apriete interior (2) y un mandril de apriete exterior
(3), estando conectado el mandril de apriete interior (2) firmemente
y de manera concéntrica con el mandril de apriete exterior (3),
porque las referencias x-y (8,
9) del soporte (19) están diseñadas como pares de lengüetas (20, 21)
elásticas interiores y/o exteriores,
porque el soporte (19) incluye una prolongación
tubular (24) destinada al apriete con el mandril de apriete interior
y/o exterior (2, 3), estando comprendido el diámetro exterior D de
la prolongación tubular (24) entre el diámetro interior D' de la
abertura de paso (25) y el diámetro exterior D'' de la abertura de
paso (25) y el diámetro exterior D'' del mandril de apriete interior
(2).
2. Dispositivo de apriete según la
reivindicación 1, caracterizado porque el montaje amovible
entre la parte superior (36) del soporte (19) y la prolongación
tubular (24) es una unión por bayoneta (26).
3. Mandril de apriete según la reivindicación 1
ó 2, caracterizado porque el soporte (19) puede 35
ensamblarse por apriete con el mandril de apriete interior (2).
4. Mandril de apriete según la reivindicación 1
ó 2, caracterizado porque el soporte (19) puede ensamblarse
por apriete con el mandril de apriete exterior (3).
5. Mandril de apriete según la reivindicación 1
ó 2, caracterizado porque el soporte (19) puede ensamblarse
por apriete con el mandril de apriete interior (2) y con el mandril
de apriete exterior (3).
6. Mandril de apriete según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el mandril
de apriete interior (2) incluye en su centro una abertura de paso
(25) que se extiende en el sentido del eje.
7. Mandril de apriete según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque tanto el
mandril de apriete interior (2) como el mandril de apriete exterior
(3) incluyen unas referencias x-y (8, 9) y unas
referencias z (10, 11), que cooperan con unos medios
correspondientes del soporte (19) durante el apriete.
8. Mandril de apriete según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el soporte
(19) incluye unas superficies de contacto (22, 23) interiores y/o
exteriores así como referencias z (10, 11).
9. Mandril de apriete según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las
referencias x-y del mandril de apriete interior (2)
están dispuestas a la misma altura que las superficies de las
regiones x-y del mandril de apriete exterior (3),
visto en la dirección z.
10. Mandril de apriete según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el soporte
(19) incluye una abertura de paso (32) en su centro, siendo el
diámetro de la abertura (32) del orden del diámetro de la abertura
de la prolongación tubular (24).
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