ES2302274T3 - Dispositivo para el tallado, ranurado o brochado de ranuras con un accionamiento lineal electromagnetico. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para el tallado, ranurado o brochado de ranuras o perfiles, que comprende una unidad de herramienta que mediante un dispositivo de accionamiento puede desplazarse verticalmente respecto a una pieza de trabajo a mecanizar y que es guiada en al menos una guía lineal (11, 20) vertical, caracterizado porque el dispositivo de accionamiento que desplaza la unidad de herramienta (4, 17) es un accionamiento lineal (5, 23) electromagnético que trabaja en la dirección vertical, estando dispuesto el accionamiento lineal (23) en el exterior de una carcasa del dispositivo (16) o de un bastidor del dispositivo y estando unida la unidad de herramienta (17) mediante un soporte (27) a una parte móvil (25) de la guía lineal (23, que pasa por una perforación (30) que se extiende en la dirección vertical en la pared (22) que cierra la carcasa del dispositivo (16) o el bastidor del dispositivo en la parte posterior.
Description
Dispositivo para el tallado, ranurado o brochado
de ranuras con un accionamiento lineal electromagnético.
La invención se refiere a un dispositivo para el
tallado, ranurado o brochado de ranuras o perfiles, que comprende
una unidad de herramienta que mediante un dispositivo de
accionamiento puede desplazarse verticalmente respecto a una pieza
de trabajo a mecanizar.
Un dispositivo del tipo indicado al principio
sirve para realizar ranuras o perfiles en la superficie o en el
interior de piezas de trabajo, por ejemplo en forma de chaveteros,
ranuras espirales, perfiles interiores o exteriores o similares.
Para ello, el dispositivo presenta un bastidor de máquina con una
mesa de sujeción para la pieza de trabajo a mecanizar, así como una
unidad de herramienta, que mediante un dispositivo de accionamiento
se desplaza verticalmente respecto a la pieza de trabajo fija. La
unidad de herramienta dispone de una herramienta en forma de una
cuchilla de tallar, ranurar o brochar que se reajusta de forma
continua y automática mediante mecanismos de ajuste conocidos para
aumentar la profundidad de la ranura. La estructura de una unidad de
herramienta de este tipo al igual que los distintos mecanismos de
ajuste para el ajuste de la herramienta o el avance de la
herramienta son sobradamente conocidos y no requieren una
explicación detallada.
Para el desplazamiento vertical de la unidad de
herramienta se conoce, por ejemplo por el documento DE 42 02 035
C2, el uso de un carro elevador, que porta la unidad de herramienta.
El carro elevador está conectado con un husillo de rosca de bolas
con husillo y tuerca de husillo estando accionado el husillo por una
transmisión por correa dentada sin juego que está conectado, por
otro lado, mediante un multiplicador a la toma de fuerza de un
servomotor eléctrico. Esta estructura es muy complicada; en
particular la transmisión por correa dentada está sometida a
irregularidades del movimiento; la correa dentada se desgasta con el
tiempo pudiendo producirse un alargamiento de la correa dentada a
medida que se prolonga el tiempo de servicio. El movimiento vertical
no es óptimo debido al acoplamiento prácticamente indirecto del
carro elevador al servomotor mediante la transmisión por
correa
dentada.
dentada.
Por el documento
EP-A-0 978 340 se conoce una
brochadora vertical, formada por un bastidor de máquina rígido, una
mesa de brochado desplazable por motor en guías de conducción
verticales con sujetadores de piezas de trabajo para la sujeción de
las piezas de trabajo, al menos una herramienta de brochar fijada
durante el brochado y un dispositivo de control para la operación de
mecanizado. La mesa de brochado es guiada en guías laterales en el
bastidor de la máquina, las herramientas de brochar están montadas
de forma intercambiable en la pared posterior rígida del bastidor de
la máquina. Para el movimiento de la mesa de brochado llegan a
usarse dos cilindros de medios de presión.
Además, se conoce por el documento DE 196 50 360
A1 una unidad de accionamiento para máquinas herramientas que puede
comprender un sistema de accionamiento directo lineal, que tiene una
parte de accionamiento móvil formada por dos partes primarias
dispuestas entre dos partes secundarias.
La invención está basada en el problema de
indicar un dispositivo del tipo indicado al principio perfeccionado
en comparación con éste.
Para resolver este problema, en un dispositivo
del tipo indicado al principio está previsto según la invención que
el dispositivo de accionamiento que desplaza la unidad de
herramienta guiada mediante al menos una guía lineal vertical es un
accionamiento lineal electromagnético que trabaja en la dirección
vertical, estando dispuesto el accionamiento lineal en el exterior
de una carcasa del dispositivo o de un bastidor del dispositivo y
estando unida la unidad de herramienta mediante un soporte a una
parte móvil de la guía lineal, que pasa por una perforación que se
extiende en la dirección vertical en la pared que cierra la carcasa
del dispositivo o el bastidor del dispositivo en la parte
posterior.
La invención propone un concepto de
accionamiento completamente novedoso para los dispositivos en
cuestión, que prevé al menos un accionamiento lineal
electromagnético que acciona directamente en lugar del acoplamiento
mecánico indirecto por correa que se ha usado hasta la fecha. La
unidad de herramienta, que está acoplada al accionamiento lineal
electromagnético, se desplaza mediante éste directamente en la
dirección vertical. Puesto que allí no están previstos elementos
expuestos a una fuerte solicitación mecánica gracias al concepto de
accionamiento electromagnético, el accionamiento lineal
electromagnético prácticamente no sufre fenómenos de desgaste, a
diferencia de lo que ocurre en el caso del accionamiento descrito,
por ejemplo, en el documento DE 42 02 035 C2. Puede realizarse un
movimiento de alta precisión de la unidad de herramienta, puesto que
un accionamiento lineal electromagnético usado según la invención
puede controlarse con una precisión máxima. También es posible sin
más el mecanizado de material duro o blando, así como el uso de
procedimientos de mecanizado en seco o en húmedo al usarse un
accionamiento lineal electromagnético empleado según la invención.
Finalmente es posible generar con un motor lineal pares de
accionamiento extremadamente elevados, lo cual tiene un efecto muy
ventajoso en el proceso de tallado, ranurado o brochado.
Recomendablemente están previstos dos
accionamientos lineales electromagnéticos opuestos uno a otro que
trabajan en paralelo, que se mandan preferiblemente mediante un
dispositivo de control común. De esta forma puede realizarse un
accionamiento de la unidad de herramienta sumamente exacto,
simétrico y optimizado en cuanto a las fuerzas.
Según la invención está previsto disponer el o
los accionamientos lineales en el exterior de una carcasa del
dispositivo o un bastidor del dispositivo, estando dispuesta la
unidad de herramienta en un soporte que está unido a una parte
móvil de la guía lineal única o de las dos guías lineales. El
dispositivo de accionamiento, es decir, el o los accionamientos
lineales son aquí externos respecto a la carcasa o el bastidor, de
modo que no están expuestos a ningún ensuciamiento que pueda
resultar del tallado o ranurado o brochado. Al usarse dos
accionamientos lineales, estos están dispuestos preferiblemente uno
opuesto al otro y alojan el soporte entre sí mientras que la guía
lineal única o las dos está(n) prevista(s) en el lado
posterior de la carcasa del dispositivo o del bastidor del
dispositivo. Para realizar una separación aún mejor del o de los
accionamientos lineales de la zona de trabajo propiamente dicha de
la que existe de por sí gracias a la disposición externa, está
previsto que la carcasa del dispositivo o el bastidor del
dispositivo esté cerrado en la parte posterior mediante una pared,
presentando ésta una perforación que se extiende en la dirección
vertical por la que pasa el soporte. En particular, en el caso de
un mecanizado en húmedo, en el que la carcasa está cerrada
preferiblemente lo más posible en su conjunto, de esta forma puede
impedirse cualquier ensuciamiento de los accionamientos lineales,
disponiendo la perforación preferiblemente de una junta
correspondiente para realizar también una estanqueización hacia el
brazo de soporte.
La unidad de herramienta propiamente dicha es
guiada preferiblemente en dos guías lineales paralelas, que están
concebidas de tal forma que, a pesar de las fuerzas y momentos que
se forman o generan durante el ranurado, tallado o brochado, quede
realizada un guiado seguro, de alta precisión de la unidad de
herramienta.
Otras ventajas, características y detalles de la
invención resultan de los ejemplos de realización descritos a
continuación, así como de los dibujos, no entrando la primera forma
de realización según las figuras 1 a 3 en el alcance de protección
de las reivindicaciones. Muestran:
la fig. 1 una vista en perspectiva de un
dispositivo de una primera forma de realización;
la fig. 2 una vista en corte horizontal del
dispositivo de la fig. 1;
la fig. 3 una vista en corte vertical del
dispositivo de la fig. 1;
la fig. 4 una representación en perspectiva de
un dispositivo según la invención de una segunda forma de
realización;
la fig. 5 una vista de atrás del dispositivo
según la fig. 4 y
la fig. 6 una vista en corte horizontal del
dispositivo de las fig. 4 y 5.
\vskip1.000000\baselineskip
Las figuras 1 a 3 muestran un dispositivo 1 para
el tallado, ranurado o brochado de ranuras, que comprende una
carcasa del dispositivo o bastidor 2, en el que es guiada una unidad
de herramienta 4 que mediante un dispositivo de accionamiento 3
puede desplazarse verticalmente. El dispositivo de accionamiento 3
está formado por dos accionamientos lineales 5 electromagnéticos
que de acuerdo con la fig. 2 están dispuestos en dos lados opuestos
del bastidor del dispositivo o de la carcasa del dispositivo 2 y que
alojan entre sí la unidad de herramienta 4. Un accionamiento lineal
electromagnético o motor lineal, como también se denominan estos
dispositivos de accionamiento, es una máquina eléctrica para la
transformación de energía eléctrica en energía mecánica, no
generándose fuerzas de accionamiento rotatorias de ningún tipo sino
exclusivamente fuerzas de accionamiento de acción traslacional. Un
accionamiento lineal 5 electromagnético dispone de un carril 6, que
en el ejemplo mostrado está dispuesto respectivamente en posición
fija en las partes laterales 7 de la carcasa del dispositivo o del
bastidor del dispositivo 2. Se trata aquí de la parte del montante.
Estando separado de éste mediante un intervalo de aire y pudiendo
desplazarse verticalmente, cada motor lineal presenta la parte de
reacción 8, en la que están previstos los arrollamientos
correspondientes, a los que está conectada corriente, mediante los
cuales se genera el campo electromagnético de ondas progresivas en
combinación con el carril. Ya en este lugar debe indicarse que
según el caso de aplicación pueden usarse distintos tipos de motores
lineales, es decir, motores lineales de corriente continua,
asincrónicos o sincrónicos, debiendo realizarse la configuración del
carril 6, así como de la parte de reacción 8, que puede denominarse
también carro, según el caso de aplicación.
La unidad de herramienta 4 está acoplada a los
carros, estando unida la unidad de herramienta mediante placas
portadoras 9 correspondientes a la parte de reacción o el carro 8
correspondiente. En la parte posterior, la unidad de herramienta 4
está dispuesta en una placa portadora 10 vertical, que está unida a
su vez a dos guías lineales 11. Mediante estas dos guías lineales 11
se realiza el guiado vertical de alta precisión de la unidad de
herramienta 4, accionado mediante los dos motores lineales 5. Las
guías lineales presentan dos carros 12, respectivamente, que están
unidos a la placa vertical 10 y que se desplazan respectivamente en
carriles guía 14 dispuestos en la pared posterior de la carcasa
13.
En el servicio de trabajo, en primer lugar se
sujeta de forma conocida la herramienta, después de lo cual se
mandan correspondientemente mediante el dispositivo de control aquí
no detalladamente representado los dos accionamientos lineales 5
para el movimiento vertical hacia arriba y hacia abajo para la
realización de las ranuras o de los perfiles. Debido al acoplamiento
mecánico rígido directo de la unidad de herramienta 4 a los motores
lineales 5, el movimiento vertical así generado se transforma
directamente, a diferencia de lo que ocurre en los accionamientos
por correa conocidos hasta la fecha. Por consiguiente, puede
realizarse un control del movimiento de alta precisión, también en
combinación con la posibilidad de mando sumamente exacta de los
motores lineales.
La fig. 4 muestra la forma de realización según
la invención de un dispositivo 15, que comprende también un bastidor
del dispositivo o aquí preferiblemente una carcasa del dispositivo
16, en la que está alojada una unidad de herramienta 17 que puede
desplazarse verticalmente. También esta unidad de herramienta 17
puede ser cualquier unidad que permita el tallado, ranurado o
brochado de ranuras. En el marco de la invención no tiene
importancia la configuración concreta de la unidad.
La unidad de herramienta 17 está dispuesta en
una placa vertical 18 de la parte posterior, en la que están
dispuestos a su vez los dos carros 19 que forman parte de una guía
lineal 20, respectivamente. Los carros 19 se desplazan
respectivamente en un carril 21 vertical, estando dispuestos estos
carriles en la pared posterior de la carcasa 22.
A diferencia de la forma de realización según la
fig. 1, aquí los dos accionamientos lineales por electromotor o los
motores lineales 23 están dispuestos en el exterior de la carcasa
del dispositivo 16. Están opuestos uno a otro y están formados
también aquí por un carril 24, respectivamente, como es habitual,
desplazándose en este carril separado por un intervalo de aire una
parte de reacción 25, es decir, un carro. También en esta
configuración los arrollamientos que sirven para la generación del
campo magnético están dispuestos, por ejemplo, en el interior de
la parte de reacción o del carro 25. Son mandados también aquí de
forma sincronizada mediante un dispositivo de control común no
detalladamente representado.
Mediante un soporte 26, los dos carros 25 están
unidos firmemente a la unidad de herramienta 17. Este soporte 26
comprende en el ejemplo mostrado una placa portadora 27 central, que
está unida mediante uniones horizontales 28 correspondientes a
placas portadoras 29 laterales que están atornilladas a su vez
firmemente al carro 25. La placa portadora 27 está unida a su vez
firmemente a la placa de pared posterior 18 vertical; de forma
correspondiente, también las placas de unión 28 horizontales pueden
estar atornilladas firmemente a la pared posterior 18. En cualquier
caso, aquí está prevista la perforación 30 vertical. Por
consiguiente, los motores lineales 23 no sólo están dispuestos en
el lado exterior, sino que además están separados por la pared
posterior 22 cerrada de la zona de trabajo, que está cerrado por
todos los lados con excepción de la abertura delantero central, como
se ve en la fig. 4 (con excepción de la perforación vertical
30).
En particular, el uso de dos accionamientos
lineales electromagnéticos opuestos que están acoplados
mecánicamente de forma rígida a la unidad de herramienta mediante
construcciones de soporte correspondientes o uniones en combinación
con la guía lineal preferiblemente doble de la unidad de herramienta
permiten un trabajo con una gran exactitud, prácticamente exento de
desgaste. Este concepto básico de accionamiento de la unidad de
herramienta usándose los motores lineales electromagnéticos puede
aplicarse en todos los tipos de máquinas para realizar ranuras o
perfiles, que pueden trabajar en húmedo o en seco; tampoco hay
restricciones respecto a las herramientas que se puedan usar. Otra
ventaja está finalmente en que tampoco hay restricciones respecto a
la longitud del movimiento lineal realizado mediante los motores
lineales, es decir, pueden montarse dispositivos que en comparación
con los dispositivos existentes hasta la fecha permiten el
mecanizado de piezas de trabajo de una longitud claramente mayor,
puesto que los motores lineales pueden realizarse al fin y al cabo
con una longitud a elegir libremente; tampoco las guías lineales
suponen ninguna restricción en este sentido.
La integración ventajosa de los arrollamientos
que sirven para la generación de campo en la parte de reacción
acoplada a la unidad de herramienta, es decir, que sigue el
movimiento de ésta, naturalmente también debe preverse
recomendablemente al usar sólo un motor lineal.
Claims (4)
1. Dispositivo para el tallado, ranurado o
brochado de ranuras o perfiles, que comprende una unidad de
herramienta que mediante un dispositivo de accionamiento puede
desplazarse verticalmente respecto a una pieza de trabajo a
mecanizar y que es guiada en al menos una guía lineal (11, 20)
vertical, caracterizado porque el dispositivo de
accionamiento que desplaza la unidad de herramienta (4, 17) es un
accionamiento lineal (5, 23) electromagnético que trabaja en la
dirección vertical, estando dispuesto el accionamiento lineal (23)
en el exterior de una carcasa del dispositivo (16) o de un bastidor
del dispositivo y estando unida la unidad de herramienta (17)
mediante un soporte (27) a una parte móvil (25) de la guía lineal
(23, que pasa por una perforación (30) que se extiende en la
dirección vertical en la pared (22) que cierra la carcasa del
dispositivo (16) o el bastidor del dispositivo en la parte
posterior.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque están previstos dos accionamientos
lineales (5, 23) electromagnéticos opuestos uno a otro que trabajan
en paralelo.
3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque la unidad de herramienta (4, 17) es
guiada en dos guías lineales (11, 20) paralelas.
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque los dos accionamientos
lineales (23) están dispuestos uno opuesto al otro y el soporte (27)
está dispuesto entre los accionamientos lineales (23), mientras que
la o las dos guías lineales (20) están dispuestas en el lado
posterior (22) de la carcasa del dispositivo (16) o del bastidor del
dispositivo.
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