ES2314794T3 - Dispositivo de sujecion expandible hidraulico. - Google Patents
Dispositivo de sujecion expandible hidraulico. Download PDFInfo
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Abstract
Dispositivo de sujeción expandible hidráulico que comprende un cuerpo de base (2) y un manguito expandible (5) que está inserto en el cuerpo de base (2) formando una cámara de presión (7) o que rodea a este cuerpo, desembocando en la cámara de presión (7) un canal (8) de alimentación de un medio hidráulico que en su lado alejado de la cámara de presión (7) está configurado como un espacio cilíndrico (9) cerrado por un tornillo de sujeción (10), estando el tornillo de sujeción (10) unido operativamente con un pistón (11) dispuesto en forma desplazable dentro del espacio cilíndrico (9), de modo que el pistón (11) puede ser desplazado hacia dentro por giro del tornillo de sujeción (10) a la vez que se aumenta la presión en la cámara de presión (7) y se deforma elásticamente el manguito expandible (5), estando retenido en el espacio cilíndrico (9) un elemento inserto (13) y estando formada entre el cuerpo de base (2) y la superficie frontal del elemento inserto (13) que mira hacia dentro de dicho cuerpo de base (2) una primera ranura anular (15) en la que está instalado o puede instalarse un anillo de junta (12) que sella la rendija anular formada entre el pistón (11) y el cuerpo de base (2), caracterizado porque el elemento inserto (13) presenta en su perímetro exterior al menos una segunda ranura anular (16) en la que está alojado un material de soldadura de aporte, y el elemento inserto (13) está fijado en el cuerpo de base (2) por soldadura de aporte a alta temperatura, y porque en el elemento inserto está atornillado el tornillo de sujeción (10).
Description
Dispositivo de sujeción expandible
hidráulico.
La invención concierne a un dispositivo de
sujeción expandible hidráulico según el preámbulo de la
reivindicación 1.
Se conocen dispositivos de sujeción expandibles
hidráulicos de esta clase, por ejemplo, por el documento
WO 2005/044491 A1, los cuales se utilizan en primer lugar para fijar piezas de trabajo o piezas estructurales al husillo de trabajo de una máquina herramienta correspondiente. En principio, se diferencian dos clases de dispositivos de sujeción expandibles, a saber, por un lado, los llamados mandriles de sujeción en los cuales el manguito expandible rodea al cuerpo de base y, al producirse un solicitación del espacio de presión para fijarlo a una pieza estructural, se ensancha radialmente hacia fuera, y, por otro lado, platos de sujeción en los que el manguito expandible está inserto en el cuerpo de base y, para sujetar un árbol o un vástago, se deforma radialmente hacia dentro. Por lo demás, los dispositivos de sujeción expandibles, como los que se conocen por el documento WO 2005/044491 A1, pueden estar construidos como piezas estructurales separadas que se fijan al husillo de trabajo de la máquina herramienta, pero, como alternativa, los dispositivos de sujeción expandibles pueden estar integrados también directamente en, por ejemplo, el husillo de trabajo.
WO 2005/044491 A1, los cuales se utilizan en primer lugar para fijar piezas de trabajo o piezas estructurales al husillo de trabajo de una máquina herramienta correspondiente. En principio, se diferencian dos clases de dispositivos de sujeción expandibles, a saber, por un lado, los llamados mandriles de sujeción en los cuales el manguito expandible rodea al cuerpo de base y, al producirse un solicitación del espacio de presión para fijarlo a una pieza estructural, se ensancha radialmente hacia fuera, y, por otro lado, platos de sujeción en los que el manguito expandible está inserto en el cuerpo de base y, para sujetar un árbol o un vástago, se deforma radialmente hacia dentro. Por lo demás, los dispositivos de sujeción expandibles, como los que se conocen por el documento WO 2005/044491 A1, pueden estar construidos como piezas estructurales separadas que se fijan al husillo de trabajo de la máquina herramienta, pero, como alternativa, los dispositivos de sujeción expandibles pueden estar integrados también directamente en, por ejemplo, el husillo de trabajo.
En algunos dispositivos de sujeción expandibles
hidráulicos conocidos el espacio de presión está unido a través de
un canal de alimentación de un medio hidráulico con un espacio
cilíndrico en el que está retenido en forma desplazable un pistón.
El extremo abierto del espacio cilíndrico está cerrado por un
tornillo de sujeción que está en contacto con el pistón. Cuando
deba aumentarse la presión dentro de la cámara de presión para
deformar el manguito expandible a fin de sujetar una pieza
estructural, se gira el tornillo de sujeción hacia dentro del
espacio cilíndrico, con lo que el pistón es desplazado también hacia
dentro, con la consecuencia de que el medio hidráulico con el que
están llenos el espacio de presión, la tubería de alimentación del
medio hidráulico y el espacio cilíndrico es desalojado en dirección
al espacio de presión. El espacio cilíndrico está sellado aquí
contra una salida de medio hidráulico por un tapón de junta que está
previsto en la superficie frontal del pistón que mira hacia dentro
del espacio cilíndrico. Esta disposición se percibe como
perturbadora, ya que la junta tiene que ser movida siempre
juntamente con el pistón y, además, el posicionamiento del tapón de
junta en el lado delantero del pistón requiere también mucho
espacio.
Se conoce por la solicitud alemana DE 88 07 205
U1 un dispositivo de sujeción expandible hidráulico con un cuerpo
de base y un manguito expandible que, formando una cámara de
presión, está inserto en el cuerpo de base o lo rodea, desembocando
en la cámara de presión un canal de alimentación de un medio
hidráulico que en su lado alejado de la cámara de presión está
configurado en forma de un espacio cilíndrico que está cerrado por
un tornillo de sujeción, estando este tornillo de sujeción unido
operativamente con un pistón dispuesto en forma desplazable en el
espacio cilíndrico, con lo que el pistón puede ser desplazado hacia
dentro por giro del tornillo de sujeción a la vez que se aumenta la
presión en la cámara de trabajo y se deforma elásticamente el
manguito expandible, y estando sujeto en el espacio cilíndrico un
elemento inserto, estando formada entre el cuerpo de base y la
superficie frontal del elemento inserto que mira hacia dentro de
dicho cuerpo de base una ranura anular en la que está instalado un
anillo de junta que sella la rendija anular formada entre el pistón
y el cuerpo de base, y estando el tornillo de sujeción atornillado
en el cuerpo de base. El documento no especifica que el elemento
inserto presente en su perímetro exterior al menos una segunda
ranura anular en la que está alojado un material de soldadura de
aporte, ni que el elemento inserto esté fijado en el cuerpo de base
por medio de soldadura de aporte a alta temperatura, no tampoco que
en el elemento inserto esté atornillado el tornillo de
sujeción.
La solicitud de patente europea
EP-A2-0 074 332 describe un
dispositivo de sujeción expandible para unir en forma soltable dos
piezas que pueden ser, por ejemplo, un plato de sujeción expandible
o un mandril de sujeción expandible para una máquina herramienta,
estando previsto, para generar la presión de sujeción, un pistón de
presión maniobrado por tornillo que está alojado en una pieza
inserta que a su vez está atornillada en un taladro roscado radial
del cuerpo de base y está sellada por medio de un anillo de sellado.
La fijación del elemento inserto, que presenta en su perímetro
exterior al menos una ranura anular en la que está alojado un
material de soldadura de aporte, y en donde el elemento inserto está
fijado en el cuerpo de base por soldadura de aporte a alta
temperatura, no se encuentra revelada en este documento.
La solicitud de patente europea
EP-A1-1 090 704 revela un plato de
sujeción hidroexpandible en el que sirve para la sujeción un pistón
que es desplazable en un ánima de cilindro hidráulico por medio de
un tornillo de sujeción, y en donde el pistón consiste en una pieza
de presión con un mandril más delgado conformado sobre el cual está
asentado un cuerpo de sellado de material cauchoelástico, plástico o
similar. El cilindro hidráulico está formado así directamente en el
cuerpo de base, por lo que la soldadura de aporte del elemento
inserto en el cuerpo de base que se describe en la presente
invención no es parte de lo revelado por esta solicitud de patente
europea.
Ante estos antecedentes, la presente invención
se basa en el problema de configurar un dispositivo de sujeción
expandible hidráulico de la clase citada al principio de modo que el
mecanismo de sujeción para solicitar el espacio de presión sea
sencillo y economice espacio.
Según la presente invención, este problema se
resuelve por medio de las características de la reivindicación
1.
La fijación del elemento inserto en el espacio
cilíndrico por soldadura de aporte a alta temperatura tiene la
ventaja de que se puede establecer de manera sencilla una unión
permanente y estanca a fluidos entre el elemento inserto y el
cuerpo de base colocando para ello el cuerpo de base con el elemento
inserto enchufado en un horno y calentándolo hasta que se funda el
material de soldadura de aporte en la ranura anular. Después de la
soldadura de aporte a alta temperatura, el anillo de junta queda con
ello inserto en la primera ranura anular para que no sea dañado por
las altas temperaturas. En otros procedimientos de unión es posible
también colocar el anillo de junta dentro de la primera ranura
anular antes de la introducción del elemento inserto.
Es conveniente a este respecto formar la ranura
anular para el material en la zona extrema del elemento inserto que
mira hacia dentro del cuerpo de base.
Como quiera que, según la presente invención, no
tiene lugar ningún movimiento relativo entre el elemento de junta y
el tramo de guía del espacio cilíndrico, el tramo de guía y el
pistón pueden estar dimensionados uno respecto de otro a la manera
de un ajuste de deslizamiento. A este fin, el pistón está
configurado convenientemente en forma de un cuerpo rodante como el
que se emplea en cojinetes de rodillos cilíndricos, y el tramo de
guía posee una mecanización correspondientemente fina.
Respecto de otras ejecuciones ventajosas de la
invención, se remite al lector a las reivindicaciones y a la
descripción siguiente de un ejemplo de realización con referencia al
dibujo adjunto. En el dibujo muestran:
La figura 1, un dispositivo de sujeción
expandible hidráulico según la presente invención, en sección
longitudinal,
La figura 2, el dispositivo de sujeción
expandible de la figura 1 en sección a lo largo de la línea
B-B de la figura 1 y
La figura 3, el detalle A de la figura 2.
En las figuras 1 a 3 se representa una forma de
realización de un dispositivo de sujeción expandible hidráulico 1
según la presente invención. El dispositivo de sujeción expandible
hidráulico 1, que aquí está realizado en forma de un plato de
sujeción expandible, posee un cuerpo de base 2 hecho de un material
rígido en su forma, que presenta de una manera en sí conocida en su
zona extrema inferior en la figura 1 un cono de fijación 2a para
sujetar un husillo de trabajo accionado a rotación de una máquina
herramienta. En el otro extremo del cuerpo de base 2 está previsto
un vástago de conexión 3 con un taladro axial central 4 en el que
está instalado un manguito expandible 5. El manguito expandible 5
forma un alojamiento 6 en el que puede ser introducido e
inmovilizado un vástago cilíndrico de una herramienta, tal como, por
ejemplo, una broca o una fresa.
Entre el manguito expandible 5 y el cuerpo de
base 2 está formado un espacio anular que constituye una cámara de
presión 7 y que rodea al alojamiento 6 y está axialmente alineado
con éste. La cámara de presión 7, cuya longitud axial corresponde
aproximadamente a la zona de sujeción necesaria del plato de
sujeción expandible 1, está limitada hacia el alojamiento 6 por la
pared relativamente estrecha 8 del manguito expandible 5 y
radialmente hacia fuera por la pared del cuerpo de base 2, cuyo
espesor de pared es un múltiplo mayor que el espesor de la pared
interior.
La cámara de presión 7 está unida, a través de
un canal 8 de alimentación de un medio hidráulico, con un espacio
cilíndrico 9 formado en el cuerpo de base 2 y cerrado en su lado
alejado de la cámara de presión 7 por un tornillo de sujeción 10
que está en contacto por el lado frontal con un pistón 11 retenido
de forma desplazable en el espacio cilíndrico 9.
La cámara de presión 7, el canal 8 de
alimentación del medio hidráulico y el espacio cilíndrico 9 están
completamente llenos de un medio hidráulico que es desalojado con
aumento de presión en dirección a la cámara de presión 7 cuando se
atornilla el tornillo de sujeción 10 en el cuerpo de base 2 y se
presiona así el pistón 11 hacia dentro del espacio cilíndrico
9.
Como permite apreciar bien especialmente la
figura 3, el espacio cilíndrico 9 posee tres tramos axiales 9a, 9b,
9c con diámetros crecientes de dentro a fuera. El primer tramo axial
interior 9a del espacio cilíndrico está configurado como un tramo
de guía para el pistón 11 y, por consiguiente, posee un diámetro
correspondiente al diámetro del pistón. Los diámetros están
dimensionados a la manera de un emparejamiento de deslizamiento,
empleándose como pistón 11, en aras de una mayor sencillez, un
cuerpo rodante de, por ejemplo, un cojinete de rodillos radiales.
Al tramo de guía 9a se une un segundo tramo 9b del espacio
cilíndrico que posee un diámetro algo mayor que el del tramo de
guía 9a y que forma un espacio anular en el que puede colocarse un
anillo de junta 12, por ejemplo en forma de un anillo tórico. El
tercer tramo exterior 9c del espacio cilíndrico 9 sirve para
recibir un elemento inserto 13 configurado a manera de casquillo con
una rosca interior 13a en la que está atornillado el tornillo de
sujeción 10. Como se puede apreciar bien en la figura 2, el elemento
inserto 13 se aplica a un hombro 14 que está formado entre los
tramos segundo y tercero 9b, 9c del espacio cilíndrico, y posee en
su tramo extremo 13a orientado hacia dentro del cuerpo de base 2 un
diámetro correspondiente al diámetro del pistón. De esta manera, el
segundo tramo axial 9b está cerrado en su extremo orientado hacia
fuera por el elemento inserto 13, formando a la vez una primera
ranura anular 15 para recibir el elemento de junta 12.
\newpage
El elemento inserto 13 está fijado en el cuerpo
de base 2 por soldadura de aporte a alta temperatura. El elemento
inserto 13 presenta para ello en el lado exterior de su zona extrema
13a que penetra en el cuerpo de base 2 una segunda ranura anular 16
en la que está alojado un material de soldadura de aporte en forma
de un alambre de soldadura de cobre. Durante la fabricación se
introduce el elemento inserto 13 en el espacio cilíndrico 9 hasta
que se aplique al hombro 14 formado entre los tramos segundo y
tercero 9b, 9c del espacio cilíndrico, y entonces se calienta dicho
elemento en un horno, con lo que se funde el material de soldadura
de aporte 15. Únicamente después de la soldadura de aporte a alta
temperatura se introduce el anillo de junta 12 en la primera ranura
anular 15 a través del elemento inserto 13.
Claims (4)
1. Dispositivo de sujeción expandible hidráulico
que comprende un cuerpo de base (2) y un manguito expandible (5)
que está inserto en el cuerpo de base (2) formando una cámara de
presión (7) o que rodea a este cuerpo, desembocando en la cámara de
presión (7) un canal (8) de alimentación de un medio hidráulico que
en su lado alejado de la cámara de presión (7) está configurado
como un espacio cilíndrico (9) cerrado por un tornillo de sujeción
(10), estando el tornillo de sujeción (10) unido operativamente con
un pistón (11) dispuesto en forma desplazable dentro del espacio
cilíndrico (9), de modo que el pistón (11) puede ser desplazado
hacia dentro por giro del tornillo de sujeción (10) a la vez que se
aumenta la presión en la cámara de presión (7) y se deforma
elásticamente el manguito expandible (5), estando retenido en el
espacio cilíndrico (9) un elemento inserto (13) y estando formada
entre el cuerpo de base (2) y la superficie frontal del elemento
inserto (13) que mira hacia dentro de dicho cuerpo de base (2) una
primera ranura anular (15) en la que está instalado o puede
instalarse un anillo de junta (12) que sella la rendija anular
formada entre el pistón (11) y el cuerpo de base (2),
caracterizado porque el elemento inserto (13) presenta en su
perímetro exterior al menos una segunda ranura anular (16) en la
que está alojado un material de soldadura de aporte, y el elemento
inserto (13) está fijado en el cuerpo de base (2) por soldadura de
aporte a alta temperatura, y porque en el elemento inserto está
atornillado el tornillo de sujeción (10).
2. Dispositivo de sujeción expandible hidráulico
según la reivindicación 1, caracterizado porque la segunda
ranura anular (16) para el material de soldadura de aporte está
formada en la zona extrema (13a) del elemento inserto (13) que mira
hacia dentro del cuerpo de base (2).
3. Dispositivo de sujeción expandible hidráulico
según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el
material de soldadura de aporte es un alambre de soldadura (15) de
cobre.
4. Dispositivo de sujeción expandible hidráulico
según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque el pistón (11) es un cuerpo rodante.
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