ES2304440T3 - Dispositivo de fijacion para una unidad de taladrado orbital portatil. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo de fijación (10) para situar una máquina herramienta rotatoria (12) sobre una plantilla (14), teniendo la plantilla al menos un agujero (18) y dos clavijas posicionadoras (20) fijadas a y proyectándose desde la plantilla (14) próximas a dicho al menos un agujero, comprendiendo dicho dispositivo de fijación: una carcasa (22) con un extremo (28) de la carcasa de la herramienta y un extremo (30) de la carcasa sobre plantilla; un asiento (24) situado sobre dicho extremo (28) de la carcasa de la herramienta para su acoplamiento con la máquina herramienta rotatoria; caracterizado por comprender también: un mecanismo de sujeción (26) montado sobre dicha carcasa (22) para acoplar dicho extremo (28) de la carcasa de la herramienta con cada una de dichas clavijas posicionadoras (20) incluyendo dicho mecanismo de sujeción un pistón (32) situado dentro de dicha carcasa (22), teniendo dicho pistón un extremo (36) de accionamiento del pistón y un extremo (38) de sujeción del pistón, acoplando el accionador de sujeción (40) dicho extremo (36) de accionamiento del pistón y dicho extremo (28) de la carcasa de la herramienta, un accionador de liberación (52) que acopla dicho extremo (36) de accionamiento del pistón y dicho extremo (28) de la carcasa de la herramienta, dos portabolas (54) fijados a dicho extremo (30) de la carcasa sobre plantilla y estando cada uno configurado para recibir una clavija respectiva de dichas clavijas posicionadoras (20), dos cilindros de presión (56) dispuestos sobre dicho extremo (38) de sujeción del pistón y soportados por dichos portabolas (54), y al menos una bola liberable (58) situada en cada uno de dichos portabolas (54), incluyendo cada una de dichas clavijas posicionadoras (20) un surco anular (60) en el cual encaja dicha al menos una bola liberable (58) durante el accionamiento de dicho accionador de sujeción (40) y del que se libera durante el accionamiento de dicho accionador de liberación (52).
Description
Dispositivo de fijación para una unidad de
taladrado orbital portátil.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de fijación para el montaje de una herramienta de mano
sobre una plantilla de taladro para recortar un agujero y, más
concretamente, a un dispositivo de fijación utilizado con una
plantilla de taladro y a una herramienta de mano para recortar un
agujero que tiene un diámetro mayor que el diámetro de la
herramienta de corte, (véase, por ejemplo, el documento
US-A-5,088,171).
En el maquinado de materiales utilizando una
herramienta de mano o portátil, se obtienen muchas ventajas debido
a la flexible colocación de la herramienta y a los grados de
libertad de movimiento de la herramienta con respecto a la pieza de
trabajo. Las ventajas de la utilización de una herramienta de mano o
portátil incluyen la posibilidad de situar la herramienta en
posiciones que una herramienta fija no permite, por encima de la
cabeza por ejemplo, o situar la herramienta o la máquina en una
pieza de trabajo que forma parte de un montaje más amplio, como
puede ocurrir durante una operación de reparación. El maquinado de
una pieza de trabajo con una superficie curva (u otra geometría no
plana) puede resultar más fácil con una herramienta de mano o
portátil debido a la inherente flexibilidad de colocación
Así mismo, se utilizan plantillas en combinación
con máquinas herramientas para efectuar fácilmente una réplica del
papel de la pieza de trabajo. Al utilizar las plantillas la máquina
herramienta es guiada por el dibujo de la plantilla lo que requiere
que el movimiento de la máquina herramienta se ajuste al dibujo de
la plantilla. El uso de una plantilla con una herramienta manual o
portátil puede ser problemático debido a la inherente flexibilidad
de colocación y a los grados de libertad de movimiento de la
herramienta que ahora debe ajustarse a seguir el perfil de la
plantilla.
La Patente estadounidense No. 5,641,252
(Eriksson et al.) divulga un procedimiento para maquinar
agujeros en un material compuesto reforzado con fibras mediante la
utilización al menos de una herramienta de corte con una superficie
resistente al desgaste situada excéntricamente con relación al eje
central. El material es maquinado simultáneamente en ambas
direcciones axial y radial haciendo que la herramienta se desplace
axialmente mientras se rota no solo alrededor de su propio eje,
sino también excéntricamente alrededor del eje central. De acuerdo
con una característica de la invención, la pieza de trabajo está
orientada de tal forma que el eje de rotación de la herramienta es
esencialmente ortogonal en relación con las direcciones
longitudinales de las fibras de la inmediata proximidad del punto
en el que la herramienta encuentra la superficie de trabajo. El
diámetro de la herramienta de corte es sustancialmente más pequeño
que el diámetro del agujero que se produce. El movimiento rotatorio
excéntrico es genéricamente un movimiento rotatorio, esto es, es
ejecutado con una distancia constante entre el eje central y el eje
de rotación de la herramienta de corte. Esta distancia entre el eje
central y el eje de rotación de la herramienta de corte puede
incrementarse por incrementos lineales a medida que el movimiento
rotatorio excéntrico continúa.
Este procedimiento conocido tiene una serie de
ventajas sustanciales en comparación con las técnicas generalmente
habituales. Por ejemplo, el procedimiento permite la realización de
agujeros sin el perjuicio de la reducción de la resistencia. Así
mismo, el procedimiento permite la realización de agujeros sin
causar daños y sin tener que preformar un agujero. Por otro lado,
el procedimiento permite la realización de agujeros con tolerancias
mínimas. La precisión dimensional del agujero se determina
sustancialmente por la precisión de la colocación de la herramienta
con respecto al eje central. Por otro lado, las exigencias impuestas
por la geometría de la herramienta de corte no son particularmente
altas, dado que cada herramienta individual es sencillamente
calibrada antes del uso. Así mismo, el procedimiento impide que la
herramienta resulte bloqueada. Dado que el diámetro de la
herramienta es sustancialmente más pequeño que el del agujero, el
procedimiento permite que el material eliminado por el corte sea
retirado por medios sencillos, como por ejemplo aire comprimido. El
procedimiento permite también la refrigeración efectiva de la
herramienta y del borde del agujero. Otra ventaja más es que el
procedimiento sustancialmente reduce el coste del desgaste en
comparación con los procedimientos anteriormente divulgados, debido
a que la herramienta está revestida de un material resistente al
desgaste, como por ejemplo un revestimiento de diamante. Además, el
procedimiento ofrece también ventajas en el maquinado de otros
materiales como por ejemplo metales.
La Patente estadounidense No. 6,382,890
(Linderholm) divulga un aparato de herramienta de mano que utiliza
una herramienta de corte para maquinar un agujero en un objeto de
forma que el agujero tiene una anchura al menos tan grande como la
anchura de la herramienta de corte. La línea central del agujero
atraviesa un punto predeterminado sobre la superficie del objeto.
Así mismo, la invención divulgada proporciona un aparato de
herramienta de mano compacto y ligero para maquinar agujeros en un
objeto plano o curvo de cualquier material haciendo rotar una
herramienta de corte alrededor de su propio eje y alrededor de un
eje principal avanzando simultáneamente al tiempo en la dirección
axial. Se consigue un aparato ligero y compacto mediante la
integración de un mecanismo de excéntrica radial, un motor de
husillo y de un mecanismo de avance axial en un mismo paquete de
montaje de accionamiento, el cual gira alrededor de un eje
principal.
El maquinado con plantilla es bien conocido en
la técnica al utilizar una máquina herramienta para obtener una
réplica de un objeto o un perfil en una pieza de trabajo. Se utiliza
una plantilla para guiar con seguridad una máquina herramienta
durante la operación de maquinado para simplificar de esta forma el
procedimiento. Un aparato de herramienta de mano como el divulgado
en la Patente estadounidense No. 6,382,890 (Linderholm) tiene
ventajas respecto de una máquina herramienta fija en términos de
flexibilidad y de mayores niveles de libertad de movimiento y
colocación; sin embargo, estas mismas ventajas pueden crear
dificultades en el mantenimiento de la orientación adecuada de la
herramienta de mano con respecto a la plantilla y a la pieza de
trabajo durante la operación de maquinado. Estas dificultades pueden
ser particularmente evidentes durante un procedimiento de
taladrado orbital cuando la herramienta es sometida tanto a una
fuerza axial como a una fuerza radial mediante la punta de la
herramienta de corte en virtud del maquinado simultáneo en ambas
direcciones axial y radial.
Se necesita en la técnica un procedimiento y un
dispositivo para mantener la orientación del aparato de la
herramienta manual con respecto a la plantilla y durante el
procedimiento de maquinado.
La presente invención proporciona un dispositivo
de fijación para situar una máquina herramienta rotatoria sobre una
plantilla, que comprende las características de la reivindicación
1.
Una ventaja de la presente invención es que el
dispositivo de fijación mantiene la orientación de la máquina
herramienta rotatoria con respecto a la pieza de trabajo durante el
procedimiento de maquinado.
Otra ventaja de la presente invención es que el
dispositivo de fijación es fácilmente liberado de la plantilla.
Otra ventaja más de la presente invención es la
capacidad del dispositivo de fijación para retirar y evacuar los
desechos del maquinado apartándolos del área de maquinado durante el
procedimiento de maquinado.
Las mencionadas y otras características y
ventajas de la presente invención, y la forma de obtenerlas, se
pondrán de manifiesto con mayor nitidez y la invención será mejor
comprendida con referencia a la descripción subsecuente de una
forma de realización de la invención tomada en combinación con los
dibujos que se acompañan, en los cuales:
La Fig. 1 es una vista en perspectiva de un
dispositivo de fijación de la presente invención con una herramienta
rotatoria montada sobre él y mostrado sujeto a una plantilla de
maquinado con una plantilla de trabajo;
la Fig. 2 es una vista en sección tomada a lo
largo de la sección 2-2 de la Fig. 1 que muestra
únicamente una forma de realización del dispositivo de fijación,
una plantilla de maquinado y una pieza de trabajo.
Los mismos caracteres de referencia indican las
mismas partes a lo largo de las distintas vistas. La ejemplificación
expuesta en la presente memoria ilustra una forma de realización
preferente de la invención, y dicha ejemplificación no debe en modo
alguno considerarse como limitativa del alcance de la invención.
Con referencia ahora a los dibujos, y más
concretamente a la Fig. 1, en ella se muestra una dispositivo de
fijación 10 de la presente invención con una máquina herramienta
rotatoria 12 montada sobre y dentro de aquél y mostrada sujeta a
una plantilla de maquinado 14 con una pieza de trabajo 16.
La pieza de trabajo 16 puede estar hecha de un
material compuesto, como por ejemplo un material compuesto
reforzado con fibras, o como una alternativa, puede ser una
composición metálica que incluya aleaciones o un conjunto de metal
combinado y material compuesto. La pieza de trabajo 16 puede tener
unas superficies planas o curvas u otras geometrías superficiales.
El área de maquinado 64 de la pieza de trabajo 16 puede ser un
agujero u otras geometrías dictadas por la forma de la pieza de
trabajo 16, el montaje, la función y/o el diseño.
La máquina herramienta rotatoria 12 se muestra
como una unidad de taladrado orbital portátil; como una alternativa
la máquina herramienta rotatoria 12 puede ser una herramienta para
rectificar, una herramienta para fresar o una herramienta para
perforar.
La plantilla 14 incluye al menos un agujero 18 y
al menos una clavija posicionadora 20. El agujero 18 puede ser
circular o presentar otras geometrías de acuerdo con lo requerido
por la pieza de trabajo 16, la forma del área de maquinado 64, el
montaje, la función y/o el diseño. La clavija posicionadora 20 se
muestra con forma de reloj de arena con un surco anular 60 próximo
al centro de la clavija posicionadora 20. En una alternativa, la
clavija posicionadora 20 puede tener otras formas, como por ejemplo
forma de T o de L invertida. Para cada agujero 18 practicado en la
plantilla 14 hay al menos una clavija posicionadora 20 montada
próxima a aquél.
El dispositivo de fijación 10 (Fig. 2)
genéricamente incluye una carcasa 22, un asiento 24 y un mecanismo
de sujeción 26. El asiento 24 está dispuesto sobre un extremo 28 de
la carcasa de la herramienta de la carcasa 22. El asiento 24 está
situado en el límite entre la máquina herramienta rotatoria 12 y la
carcasa 22 y proporciona el montaje de la máquina herramienta
rotatoria 12.
El mecanismo de sujeción 26 incluye un pistón
32, un accionador de sujeción 40, un accionador de liberación 52,
un portabolas 54, un cilindro de presión 56 y una bola liberable 58.
El pistón 32 está situado dentro de la carcasa 22 e incluye un
anillo 34 del pistón situado sobre un extremo 36 de accionamiento
del pistón. El accionador de sujeción 40, mostrado en la Fig. 2
como un miembro o resorte resiliente, normalmente fuerza al pistón
32 hacia el extremo 30 de la carcasa sobre la plantilla actuando
sobre el anillo 34 del pistón.
Un acoplamiento neumático 42 conecta el área de
dispersión 44 de la presión a una fuente de gas comprimido (no
mostrada). Una junta estanca 46 del pistón y una primera junta
estanca 48 en combinación con el pistón 32 y con la carcasa 22,
cuando están conectadas a una fuente de gas comprimido mediante el
acoplamiento neumático 42, posibilita que una presión positiva (con
respecto a la presión atmosférica) se acumule en el área de
dispersión 44 de la presión, y esta presión positiva actúa sobre el
anillo 34 del pistón y contrarresta la fuerza del accionador de
sujeción 40. Un agujero 50 de desgasificación situado en la carcasa
22 está operativamente acoplado al área de dispersión 44 de la
presión para asegurar que la presión positiva no junte el pistón 32
contra la carcasa 22. En una forma de realización, el área de
dispersión 44 de la presión se define por el espacio limitado por
el pistón 32, la carcasa 22, la junta estanca 46 del pistón y la
primera junta estanca 48.
En ausencia de una presión positiva suficiente
en el área de dispersión 44 de la presión, el accionador de
sujeción 40 forzará al pistón 32 hacia el extremo 30 de la carcasa
sobre la plantilla. Cuando es accionado de esta forma, el cilindro
de presión 56 conectado al extremo de sujeción 38 del pistón,
soportado por el portabolas 54 y dispuesto al menos parcialmente en
el extremo 30 de la carcasa sobre la plantilla, traba al menos una
clavija posicionadora 20 de la plantilla 14 empujando la bola
liberable 58 dentro de un surco anular 60 de la clavija
posicionadora 20. El dispositivo de fijación 10 queda así sujeto a
la plantilla 14.
El accionador de liberación 52 es un sistema
neumático que tiene un acoplamiento neumático 42 acoplado
operativamente al área de dispersión 44 de la presión y a un
agujero de degasificación 50 situado en la carcasa 22 acoplado al
área de dispersión 44 de la presión. Para liberar el dispositivo de
fijación 10 respecto de la plantilla 14 se introduce gas comprimido
en el acoplamiento neumático 42 creando una presión positiva en el
área de dispersión 44 de la presión. La presión positiva actúa
sobre el anillo 34 del pistón y contrarresta la fuerza del
accionador de sujeción 40, posibilitando que el pistón 32 libere la
bola liberable 58 del surco anular 60. El dispositivo de fijación
10 puede ser retirado de la plantilla 14.
Un sistema de evacuación 62 puede disponerse
opcionalmente para retirar los desechos del área de maquinado 64.
El sistema de evacuación 62 incluye un fuelle 66 situado en el
extremo 30 de la carcasa sobre la plantilla, un tubo de escape de
vacío interpuesto entre el pistón 32 y el extremo 28 de la carcasa
de la herramienta, y una segunda junta estanca 70 entre el pistón
32 y el tubo de escape de vacío 68. Después de sujetar el
dispositivo de fijación 10 a la plantilla 14, el fuelle 66 cierra
herméticamente el área de maquinado 64. La fijación de una fuente
de vacío (no mostrada) al tubo de escape de vacío 68 retira los
desechos del área de maquinado 64.
Para poner en funcionamiento el dispositivo de
fijación 10 durante una operación de maquinado, la plantilla 14 es
situada sobre la pieza de trabajo 16, y fijada en posición, si es
necesario, mediante elementos habituales conocidos en la técnica,
como por ejemplo un tornillo en C. El dispositivo de fijación 10 es
a continuación situado próximo a al menos un agujero 18 y a al
menos una clavija posicionadora 20 y sujeto a la plantilla 14
mediante la desconexión de una fuente de aire comprimido situada en
el acoplamiento neumático 42 o la desconexión de la fuente de aire
comprimido situada en el acoplamiento neumático 42 mediante otros
elementos habituales, como por ejemplo un conmutador. La
desconexión de la fuente de gas comprimido desactivará
simultáneamente el accionador de liberación 52 y activará el
accionador de sujeción 40 sujetando así el dispositivo de fijación
10 a la plantilla 14. La máquina herramienta rotatoria 12 está
montada sobre el asiento 24 y a través de la carcasa 22 y un
agujero 18 para su traba y a la pieza de trabajo 16 de la máquina
situada en el área de maquinado 64.
Claims (4)
1. Un dispositivo de fijación (10) para situar
una máquina herramienta rotatoria (12) sobre una plantilla (14),
teniendo la plantilla al menos un agujero (18) y dos clavijas
posicionadoras (20) fijadas a y proyectándose desde la plantilla
(14) próximas a dicho al menos un agujero, comprendiendo dicho
dispositivo de fijación:
una carcasa (22) con un extremo (28) de la
carcasa de la herramienta y un extremo (30) de la carcasa sobre
plantilla;
un asiento (24) situado sobre dicho extremo (28)
de la carcasa de la herramienta para su acoplamiento con la máquina
herramienta rotatoria; caracterizado por comprender
también:
un mecanismo de sujeción (26) montado sobre
dicha carcasa (22) para acoplar dicho extremo (28) de la carcasa de
la herramienta con cada una de dichas clavijas posicionadoras (20)
incluyendo dicho mecanismo de sujeción un pistón (32) situado
dentro de dicha carcasa (22), teniendo dicho pistón un extremo (36)
de accionamiento del pistón y un extremo (38) de sujeción del
pistón, acoplando el accionador de sujeción (40) dicho extremo (36)
de accionamiento del pistón y dicho extremo (28) de la carcasa de la
herramienta, un accionador de liberación (52) que acopla dicho
extremo (36) de accionamiento del pistón y dicho extremo (28) de la
carcasa de la herramienta, dos portabolas (54) fijados a dicho
extremo (30) de la carcasa sobre plantilla y estando cada uno
configurado para recibir una clavija respectiva de dichas clavijas
posicionadoras (20), dos cilindros de presión (56) dispuestos sobre
dicho extremo (38) de sujeción del pistón y soportados por dichos
portabolas (54), y al menos una bola liberable (58) situada en cada
uno de dichos portabolas (54), incluyendo cada una de dichas
clavijas posicionadoras (20) un surco anular (60) en el cual encaja
dicha al menos una bola liberable (58) durante el accionamiento de
dicho accionador de sujeción (40) y del que se libera durante el
accionamiento de dicho accionador de liberación (52).
2. El dispositivo de fijación de la
reivindicación 1, en el que las dos clavijas posicionadoras (20)
están dispuestas diametralmente opuestas con respecto al agujero
(18).
3. El dispositivo de fijación de las
reivindicaciones 1 o 2, en el que dicho accionador de sujeción es un
resorte de compresión.
4. El dispositivo de fijación de una cualquiera
de la reivindicaciones 1 a 3, en el que dicho accionador de
liberación (52) es un sistema neumático.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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