ES2341426B1 - Caña separable para maquinas herramientas y uso de dicha caña separable en maquinas herramientas. - Google Patents
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Abstract
Caña separable para máquinas herramientas y uso
de dicha caña separable en máquinas herramientas, constituida por un
núcleo de caña (13) separado en una parte trasera (13.1) y al menos
una parte delantera (13.2), yendo dispuesto sobre el núcleo de caña
(13) al menos un conjunto delantero formado por un casquillo
giratorio (17) que está asociado, mediante unos rodamientos (16),
respecto de una parte fija de la estructura de la máquina, en donde
la parte delantera (13.2) del núcleo de caña (13) y el conjunto
delantero son retirables, mediante su extracción al exterior,
dejando un hueco (19) en el que se puede alojar el eje giratorio
trasero del cabezal, así como partes delanteras (13.2) del núcleo de
caña (13) de diferentes longitudes y diámetros.
Description
Caña separable para máquinas herramientas y uso
de dicha caña separable en máquinas herramientas.
La presente invención está relacionada con el
cambio de cabezales y de cañas en máquinas herramientas, tales como
fresadoras y mandrinadoras, proponiendo para ello una caña separable
que permite el montaje de diferentes cabezales, quedando el eje
giratorio trasero del cabezal en el interior de la máquina
herramienta, así como el cambio selectivo de cañas de diferentes
diámetros y longitudes.
Dentro del sector de la máquina herramienta
existen diferentes tipos de máquinas, tales como fresadoras y
mandrinadoras, las cuáles se componen de una mesa horizontal fijada
al suelo sobre la que se dispone una pieza a mecanizar, una columna
sobre la que desliza verticalmente un carro o consola en cuyo
interior se dispone un carnero y/o una caña que desliza
horizontalmente en una dirección perpendicular al eje longitudinal
de la mesa.
Estas máquinas presentan diferentes tipos de
morfologías en función de los movimientos de sus distintas partes
estructurales; así, la mesa en la que se dispone la pieza a
mecanizar puede estar fija sobre el suelo, mientras que la columna
dispone de un movimiento de traslación sobre el plano horizontal;
pudiendo ser la mesa la que presente el movimiento de traslación en
el plano horizontal y la columna estar fija; o puede darse el caso
de poseer tanto la columna como la mesa un movimiento de traslación
en dicho plano horizontal.
En función del tipo de mecanizado que se desee
realizar se dispone un tipo de herramienta u otra, por ejemplo, si
se desea mandrinar un agujero, en el extremo de la caña se dispone
una herramienta de mandrinado que queda enfrentada a la pieza, en
donde el mínimo diámetro de mecanizado viene condicionado por el
diámetro de la caña, y la máxima profundidad por la longitud y
recorrido axial de la caña, o por la suma de las longitudes de la
caña y del carnero en caso de existir este último. Por otro lado si
lo que se desea realizar es un fresado en ángulos diferentes en el
espacio, la caña se traslada hasta su posición mas retraída,
permitiendo el acople de un cabezal de fresado sobre el carnero o
sobre el carro si no existiese el carnero y en donde la caña se
conecta a un eje giratorio trasero del cabezal.
En este tipo de máquinas herramientas la caña
puede ir dispuesta en el interior del carnero o en el interior del
carro, en función del tipo de máquina, pero en ambos casos la caña
está realizada en una o varias piezas que se unen entre si de forma
sólida y no separable durante la fase de trabajo de la máquina,
formando una única unidad. Esta caña se dispone en el interior de un
conjunto formado por un casquillo giratorio que rota de manera
solidaria con la caña y que se asocia por medio de unos rodamientos
con un casquillo fijo que se dispone incorporado al carnero o al
carro de la máquina. También puede darse el caso de no existir el
casquillo fijo, alojándose los rodamientos directamente en el
carnero o el carro, en donde está directamente reproducida la forma
del casquillo fijo.
Esta solución presenta el inconveniente de que
el cabezal de fresado queda demasiado largo cuando se dispone sobre
el carnero o el carro, es decir la herramienta que se monta en el
cabezal queda alejada de la columna de la máquina y por tanto se
pierde área de trabajo. Concretamente el eje giratorio trasero del
cabezal, denominado eje "C" del cabezal, queda por fuera y no
puede entrar dentro del carnero, o del carro, porque hace tope
contra la caña y el conjunto formado por los casquillos giratorio y
fijo.
Por todo ello se hace necesario disponer de una
solución que permita la incorporación del eje "C" del cabezal
en el interior del carnero o del carro, con lo que la herramienta de
trabajo del cabezal queda más próxima a la columna de la máquina y
por lo tanto se mejora el área de trabajo, este hecho es
particularmente relevante para utilizar el máximo recorrido
transversal del cabezal o de la mesa, y tener el máximo área de
trabajo en piezas de grandes dimensiones.
De acuerdo con la presente invención se propone
una caña separable para máquinas herramientas, tales como fresadoras
y mandrinadoras, permitiendo el montaje sobre el carnero de la
máquina de cañas de diferentes diámetros y longitudes, así como
diferentes cabezales, quedando el eje "C" del cabezal, es decir
el eje giratorio trasero del mismo, interiorizado en el carnero. La
invención se describe para el caso de máquinas herramientas con
carnero y caña dispuestos en el interior de un carro de traslación
vertical, no obstante el concepto de la invención no se ve alterado
para el caso de máquinas que no disponen de carnero, en las que la
caña está montada directamente en el carro de la máquina.
La caña separable objeto de la invención se
constituye por un núcleo de caña que está separado en una parte
trasera, dispuesta de manera permanente en el interior del carnero,
y al menos una parte delantera que es retirable mediante su
extracción hacia el exterior, de manera que dicho núcleo de caña
presenta una configuración modular que permite su separación durante
la fase de trabajo de la máquina.
Sobre el núcleo de caña van dispuestos un
conjunto trasero y al menos un conjunto delantero, en donde el
conjunto trasero está formado por un casquillo giratorio que está
asociado mediante unos rodamientos directamente con el carnero o a
través de un casquillo fijo que va acoplado al carnero, de manera
que el núcleo de caña rota de forma solidaria con el casquillo
giratorio, y en donde el conjunto delantero está formado por otro
casquillo giratorio que está asociado mediante otros rodamientos
respecto de una parte fija de la estructura de la máquina, siendo
este conjunto delantero retirable de forma automática, mediante
extracción hacia el exterior.
De esta manera, mediante la retirada conjunta
hacia el exterior de la parte delantera del núcleo de caña y el
conjunto delantero, se deja un hueco en el que se puede alojar el
eje giratorio trasero del cabezal, con lo que se mejora el área de
trabajo utilizable.
La parte fija de la estructura de la máquina,
con la que se asocia mediante los rodamientos el casquillo giratorio
del conjunto delantero, es un casquillo fijo que forma parte de
dicho conjunto delantero. Los casquillos giratorios de ambos
conjuntos delantero y trasero se establecen en retención entre si
para su giro sincronizado, a través de unos medios de unión
adecuados, mientras que el casquillo fijo del conjunto delantero
dispone de unos medios de anclaje para su acoplamiento automático
con el carnero.
Se ha previsto que los rodamientos que se
disponen entre los casquillos giratorios y los casquillos fijos sean
rodamientos de contacto angular de bolas, con lo que consigue
aumentar la velocidad de giro y se minimizan los rozamientos. No
obstante, sin alterarse el concepto de la invención, también
pudieran ser otros tipos de cojinetes, como por ejemplo, cojinetes
magnéticos, hidrostáticos, aerostáticos, u otros tipos de cojinetes
que presenten un bajo coeficiente de rozamiento.
Se obtiene así una caña separable para máquinas
herramientas que presenta unas características constructivas y
funcionales muy ventajosas para la función de aplicación a la que se
halla destinada, solventando el problema de disposición del eje
"C" del cabezal y permitiendo el montaje selectivo de cañas con
diferentes diámetros y longitudes.
Las figuras 1A a 1D muestran unas vistas
esquemáticas de diferentes tipos de máquinas herramientas
convencionales.
La figura 2 muestra el problema relacionado con
la técnica convencional de la disposición del eje "C" del
cabezal, quedando este por fuera del carnero y carro de la
máquina.
Las figuras 3A y 3B muestran la configuración de
una caña relacionada con la técnica convencional, en donde la caña y
el conjunto formado por los casquillos giratorio y fijo están
respectivamente realizados en una única unidad.
Las figuras 4A a 4C muestran la caña separable
objeto de la invención, en donde la caña está separada en una parte
trasera y al menos una parte delantera que es extraíble fuera del
carnero.
La figura 5 muestra una vista en donde se
observa como se resuelve con la caña separable de la invención el
problema relacionado con la disposición del eje "C" del
cabezal.
La figura 6 muestra la posibilidad de disponer,
con la solución de la invención, diferentes tipos de cabezales o
partes delanteras de caña sobre una misma máquina.
El objeto de la invención se refiere a una caña
separable para máquinas herramientas, tales como fresadoras y
mandrinadoras, en la cual se divide el núcleo de caña y el conjunto
de montaje formado por los casquillos giratorio y fijo,
determinándose al menos una parte delantera de núcleo de caña y al
menos un conjunto delantero, los cuales son susceptibles de
retirarse mediante extracción hacia el exterior, con lo que se
define un hueco en el carnero que permite el montaje de diferentes
cabezales, así como partes delanteras de núcleo de caña de
diferentes diámetros y longitudes.
En las figuras 1A a 1D se pueden observar
diferentes tipos de máquinas herramientas convencionales,
representando la figura 1A una máquina que dispone de una mesa (1)
horizontal fijada al suelo (2) sobre la que se dispone una pieza (3)
a mecanizar y una columna (4) sobre la que desliza verticalmente un
carro (5) o consola, en cuyo interior se dispone una caña (6) que
desliza horizontalmente en una dirección perpendicular al eje
longitudinal de la mesa (1). La figura 1B muestra una máquina
herramienta como la de la figura 1A, en donde la caña (6) está
retraída para el acoplamiento de un cabezal (7). En estos casos la
mesa (1) presenta un movimiento de traslación sobre el plano
horizontal.
En las figuras 1C y 1D se pueden observar unas
máquinas herramientas en donde en el interior del carro (5) se
dispone un carnero (8) o RAM, el cual a su vez interioriza la caña
(6), en este caso la mesa no necesita moverse sobre el plano
horizontal, ya que el carnero (8) permite el avance en el plano
horizontal, de la caña (6) (figura 1C), o en su caso del cabezal (7)
(figura 1D).
La figura 2 muestra el problema asociado con la
técnica convencional, observándose como el cabezal (7) de fresado
queda largo, en una distancia (X), cuando se dispone sobre el
carnero (8), de manera que se pierde área de trabajo sobre la pieza
(3), concretamente el eje (9) giratorio trasero del cabezal (7),
denominado eje "C", queda por fuera y no puede entrar dentro
del carnero (8) porque hace tope contra la caña (6) y el conjunto
formado por los casquillos que la envuelven.
La configuración de una caña (6) convencional se
representa en las figuras 3A y 3B, una con la caña (6) en su
posición retraída y la otra con la caña (6) en posición salida,
estando la caña (6) realizada en una o varias piezas que se unen
entre si de forma sólida y no separable durante la fase de trabajo
de la máquina, formando una única unidad. Por fase de trabajo se
entiende el tiempo durante el que la máquina se encuentra operativa
(tiempo de mecanizado, cambio de cabezales, herramientas etc.)
La caña (6) se dispone en el interior de un
conjunto formado por un casquillo giratorio (10), el cual se asocia
por medio de unos rodamientos (11) con un casquillo fijo (12) que se
dispone incorporado en el carnero (8) de la máquina herramienta.
También puede darse el caso de no existir el casquillo fijo (12),
alojándose los rodamientos (11) directamente en el carnero (8), en
donde está directamente reproducida la forma del casquillo fijo
(12).
De acuerdo con la presente invención se propone
una caña separable para máquinas herramientas, la cual está
constituida por un núcleo de caña (13) formado por una parte trasera
(13.1) dispuesta de manera permanente en el interior del carnero (8)
y al menos una parte delantera (13.2) que es retirable mediante su
extracción al exterior, de manera que el núcleo de caña (13)
presenta una configuración modular que permite la separación de la
parte delantera (13.2) del núcleo de caña (13) respecto de la parte
trasera (13.1) durante la fase de trabajo de la máquina.
Sobre el núcleo de caña (13) van dispuestos un
conjunto trasero y al menos un conjunto delantero, en donde el
conjunto trasero está formado por un casquillo giratorio (14) que
está asociado mediante unos rodamientos (16) directamente con el
carnero (8) o a través de un casquillo fijo (15) que va acoplado al
carnero (8), de manera que el núcleo de caña (13) rota de forma
solidaria con el casquillo giratorio (14), y en donde el conjunto
delantero está formado por otro casquillo giratorio (17) que está
asociado mediante otros rodamientos (16) respecto de una parte fija
de la estructura de la máquina, siendo este conjunto delantero
retirable de forma automática, mediante extracción hacia el
exterior.
En el ejemplo de realización mostrado en las
figuras 4A a 4C, la parte fija de la estructura de la máquina es un
casquillo fijo (18), el cual está asociado con el casquillo
giratorio (17) a través de los rodamientos (16), formando en este
caso el casquillo fijo (18) parte del conjunto delantero que es
retirable fuera de la máquina.
Con todo ello así, como se observa en la figura
4C, mediante la retirada conjunta de la parte delantera (13.2) del
núcleo de caña (13) y el conjunto delantero formado por el casquillo
giratorio (17), los rodamientos (16) y el casquillo fijo (18), se
deja un hueco (19) en el que se puede alojar el eje (9) del cabezal
(7), u otras partes delanteras (13.2) del núcleo de caña (13) de
diferentes longitudes o diámetros.
Los casquillos giratorios (14 y 17), se
establecen en retención entre si para su giro sincronizado, a través
de unos medios de unión (20) y las partes trasera (13.1) y delantera
(13.2) del núcleo de caña (13) se asocian a través de medios de
unión (25), mientras que los casquillos fijos (15 y 18) son
independientes entre si, sin establecerse ningún tipo de unión entre
ellos. No obstante, pudiera darse el caso de que el casquillo fijo
(15) del conjunto trasero no existiese, estando su forma
directamente reproducida en el carnero (8). Por otro lado, el
casquillo fijo (18) dispone de unos medios de anclaje (21) para su
acoplamiento con el carnero (8).
Así, con esta disposición de montaje, la parte
trasera (13.1) del núcleo de caña (13) es accionada en giro por un
engranaje (22) que va acoplado por la parte posterior del casquillo
giratorio (14) del conjunto trasero, de modo que la parte trasera
(13.1) del núcleo de caña (13) gira de manera solidaria con dicho
casquillo giratorio (14), mientras que el casquillo giratorio (17)
rota por arrastre debido a la retención establecida por los medios
de unión (20) con el casquillo giratorio (14), e igualmente la parte
delantera (13.2) del núcleo de caña (13) rota por arrastre debido a
la retención establecida por los medios de unión (25) con la parte
trasera (13.1) del núcleo de caña (13). En la parte posterior del
carnero (8) se dispone un accionamiento (23), como por ejemplo un
husillo a bolas, el cual transmite el movimiento axial al núcleo de
caña (13).
El giro sincronizado de la parte trasera (13.1)
del núcleo de caña (13) con el casquillo giratorio (14) del conjunto
trasero, puede realizarse, entre otras formas, por medio de un
enchavetado (24) entre ambos elementos, de manera que la parte
trasera (13.1) del núcleo de caña (13) pueda rotar con el casquillo
giratorio (14) y deslizar axialmente con respecto a él, sin embargo
la parte delantera (13.2) del núcleo de caña (13) no presenta ningún
medio de asociación de giro directo con el casquillo giratorio (17)
del conjunto delantero, estando dicha parte delantera (13.2) del
núcleo de caña (13) sometida a un apoyo radial pero no axial.
Así, la parte delantera (13.2) del núcleo de
caña (13) es cilíndrica, de modo que en su recorrido de salida fuera
del carnero (8) los diferentes residuos procedentes del mecanizado
no se pueden introducir en alojamientos definidos para asociar el
giro. No obstante, el enchavetado (24) pudiera estar realizado a lo
largo de todo el núcleo de caña (13), en cuyo caso se deberían
disponer medios para evitar que los residuos se introduzcan en los
alojamientos, o medios para retirar los residuos, como pueden ser
rascadores.
\newpage
Con todo ello así, llevando el núcleo de caña
(13) a su posición más avanzada y retirando la parte delantera
(13.2) del núcleo de caña (13) más el conjunto delantero, se deja un
hueco (19) en donde se puede alojar el eje (9) del cabezal (7). Como
se puede observar en la figura 5, dicho eje (9) del cabezal (7),
queda interiorizado en el carnero (8), de manera que el cabezal (7)
queda a una distancia (X') más próxima a la columna (4), con lo que,
entre otras cosas, se mejora el área de trabajo utilizable.
Con esta solución, tal y como se observa en la
figura 6, en el hueco (19) definido en el carnero (8) se pueden
disponer selectivamente diferentes cabezales (7), así como partes
delanteras (13.2) del núcleo de caña (13) de diferentes longitudes y
diámetros.
Así, el conjunto delantero es adaptable en su
interior en correspondencia con partes delanteras (13.2) del núcleo
de caña (13) de diferentes diámetros, mientras que, por otro lado,
se ha previsto que el conjunto delantero se complemente con un
módulo (26) para adaptar partes delanteras (13.2) del núcleo de caña
(13) de una longitud sobredimensionada.
Se ha previsto también que los rodamientos (16)
que se disponen entre los casquillos giratorios (14 y 17) y los
casquillos fijos (15 y 18), sean rodamientos de contacto angular de
bolas, con lo que consigue aumentar la velocidad de giro y se
minimizan los rozamientos. No obstante, sin alterarse el concepto de
la invención, también pudieran ser otros tipos de cojinetes, como
por ejemplo, cojinetes magnéticos, hidrostáticos, aerostáticos, u
otros tipos de cojinetes que presenten un bajo coeficiente de
rozamiento.
Claims (10)
1. Caña separable para máquinas herramientas, de
aplicación en máquinas que comprenden una mesa (1) horizontal sobre
la que se dispone una pieza (3) a mecanizar, una columna (4) sobre
la que desliza verticalmente un carro (5) que comporta un carnero
(8) en el que se dispone una caña (6) a la que se acopla, por medio
de un eje (9), un cabezal (7), caracterizada porque está
constituida por un núcleo de caña (13) separado en una parte trasera
(13.1) y al menos una parte delantera (13.2) que es retirable
mediante su extracción al exterior; y porque sobre el núcleo de caña
(13) va dispuesto al menos un conjunto delantero formado por un
casquillo giratorio (17) que está asociado, mediante unos
rodamientos (16), respecto de una parte fija de la estructura de la
máquina, siendo este conjunto delantero retirable, mediante su
extracción hacia el exterior, junto con la parte delantera (13.2)
del núcleo de caña (13).
2. Caña separable para máquinas herramientas, de
acuerdo con la primera reivindicación, caracterizada porque
la parte fija de la estructura de la máquina, con la que se asocia
mediante los rodamientos (16) el casquillo giratorio (17), es un
casquillo fijo (18) que forma parte del conjunto delantero y que
dispone de unos medios de anclaje (21) para acoplarse al carnero
(8).
3. Caña separable para máquinas herramientas, de
acuerdo con la primera reivindicación, caracterizada porque
el conjunto delantero es adaptable en su interior en correspondencia
con partes delanteras (13.2) del núcleo de caña (13) de diferentes
diámetros.
4. Caña separable para máquinas herramientas, de
acuerdo con la primera reivindicación, caracterizada porque
el conjunto delantero es susceptible de complementarse con un módulo
(26) para adaptar partes delanteras (13.2) del núcleo de caña (13)
de longitud sobredimensionada.
5. Caña separable para máquinas herramientas, de
acuerdo con la primera reivindicación, caracterizada porque
los rodamientos (16) son cojinetes con bajo coeficiente de
rozamiento.
6. Caña separable para máquinas herramientas, de
acuerdo con la primera reivindicación, caracterizada porque
los rodamientos (16) son rodamientos de contacto angular de
bolas.
7. Caña separable para máquinas herramientas, de
acuerdo con la primera reivindicación, caracterizada porque
los rodamientos (16) son cojinetes magnéticos.
8. Caña separable para máquinas herramientas, de
acuerdo con la primera reivindicación, caracterizada porque
los rodamientos (16) son cojinetes hidrodinámicos.
9. Caña separable para máquinas herramientas, de
acuerdo con la primera reivindicación, caracterizada porque
los rodamientos (16) son cojinetes aerostáticos.
10. Uso de una caña separable en máquinas
herramientas que comprenden un núcleo de caña (13) que está separado
en una parte trasera (13.1) y al menos una parte delantera (13.2),
acoplándose a este núcleo de caña (13), por medio de un eje (9), un
cabezal (7), y sobre el cual va dispuesto al menos un conjunto
delantero formado por un casquillo giratorio (17) que está asociado,
mediante unos rodamientos (16), respecto de una parte fija de la
estructura de la máquina, caracterizado porque la parte
delantera (13.2) del núcleo de caña (13) y el conjunto delantero se
retiran, mediante su extracción hacia el exterior, dejando un hueco
(19) en el que se puede alojar el eje (9) giratorio trasero del
cabezal (7).
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Family Cites Families (3)
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2010
- 2010-01-20 ES ES201000066A patent/ES2341426B1/es not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| ES2341426A1 (es) | 2010-06-18 |
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