ES2367793T3 - Conjunto de accionamiento de herramienta, en particular para el accionamiento de una herramienta de acabado de roscas en un dispositivo de acabado de roscas. - Google Patents

Abstract

Conjunto de accionamiento de herramienta, en particular para el accionamiento de una herramienta de acabado de roscas (13) en un dispositivo de acabado de roscas, que comprende un husillo (7) alojado de forma desplazable axialmente en una carcasa de accionamiento como elemento de retención para la herramienta (13), una instalación de accionamiento giratorio (3, 5) para el husillo (7) y una instalación de avance axial y de retorno (27) para el husillo (7), en el que la instalación de avance axial y de retorno presenta un accionamiento de cilindro y pistón neumático o hidráulico con el husillo (7) con parte del pistón, en el que un lado trasero axial (29) del husillo (7) delimita una cámara cilíndrica (31) del accionamiento de cilindro y pistón, de manera que el husillo (7) puede ser impulsado en su lado trasero (29) con la presión de un medio de presión a alimentar a la cámara cilíndrica, para generar un avance del husillo y que comprende, además, una instalación de control (35) neumática o hidráulica que está en conexión con una bomba para el medio de presión, por medio de la cual se puede bombear el medio de presión en la cámara cilíndrica (31), caracterizado porque por medio de la instalación de control (35) se puede aspirar el medio de presión también desde la cámara cilíndrica (31), para generar una presión negativa en la cámara cilíndrica (31), que induce al husillo (7) al movimiento de retroceso axial, de manera que la presión negativa en la cámara cilíndrica (31) es menor que la presión del aire que actúa en el exterior en un lado de alojamiento de la herramienta del husillo (7).

Description

La invención se refiere a un conjunto de accionamiento de herramienta, en particular para el accionamiento de una herramienta de acabado de roscas en un dispositivo de acabado de roscas de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Los conjuntos de accionamiento de herramienta considerados aquí sirven para accionar herramientas del tipo de pasador, como por ejemplo formadores de rosca, taladros roscados o similares tanto giratorios como también móviles axialmente de una manera adaptada a la situación respectiva de procesamiento de herramientas.

Un conjunto de este tipo se conoce a partir del documento FR 2 094 295 B, en el que se lleva a cabo una recuperación de un husillo a través de un cilindro neumático de doble acción. En este caso, el movimiento de aproximación y de recuperación, respectivamente, se realiza porque la presión neumática de la misma magnitud actúa sobre superficies de diferente magnitud del pistón en cámaras separadas unas de las otras.

Además, se hace referencia al documento EP 1 101 555 A2.

El cometido de la presente invención es preparar un conjunto de accionamiento de herramienta del tipo mencionado al principio, que posibilita ciclos de trabajo que se desarrollan rápidamente que están constituidos por movimientos de avance, movimientos de retorno y movimientos de rotación, en particular para la mecanización de piezas de trabajo en el modo de alto rendimiento, en el que debe conseguirse especialmente un movimiento de retorno más rápido.

Para la solución de este cometido, se propone un conjunto de accionamiento de herramienta de acuerdo con la reivindicación 1.

El husillo, que funciona como pistón de un accionamiento de cilindro y pistón, posibilita movimientos de aproximación rápidos de la herramienta hacia la pieza de trabajo que debe mecanizarse y de la misma manera posibilita movimientos de retorno rápidos desde la pieza de trabajo después de su mecanización, pudiendo realizarse estos movimientos de aproximación y de retorno de manera independiente del estado de giro del husillo, mientras y tan pronto como la herramienta está libre de la pieza de trabajo.

De acuerdo con una forma de realización preferida de la invención, la instalación de accionamiento giratorio presenta un casquillo de arrastre giratorio accionado para rotación, que está acoplado con el husillo para la rotación común, de manera que el casquillo de arrastre giratorio aloja de manera móvil axialmente el husillo como parte del cilindro del accionamiento de cilindro y pistón de la instalación de avance axial y de retorno. El husillo y el casquillo de arrastre giratorio tienen dentados de árbol en cuña o zonas poligonales complementarias entre sí y que están en engrane de arrastre giratorio entre sí. De esta manera, se garantiza un acoplamiento de arrastre giratorio en unión positiva entre el casquillo de arrastre giratorio y el husillo, de manera que el husillo está guiado, sin embargo, para los movimientos de aproximación y los movimientos de retorno de la herramienta axialmente con respecto al casquillo de arrastre giratorio de forma desplazable en éste.

El husillo debería estar alojado con el mejor efecto de obturación posible en el casquillo de arrastre giratorio para evitar que fluido comprimido del accionamiento de cilindro y pistón se pueda escapar a lo largo del husillo hacia el exterior.

Con preferencia, el husillo es recibido de forma sustituible en la carcasa de accionamiento y se puede retirar fuera de la carcasa de accionamiento a través de extracción fuera de su guía axial, a saber, a través de la extracción fuera del casquillo de arrastre giratorio desde la carcasa de accionamiento. La sustitución de un husillo con herramienta se puede realizar, por lo tanto, de manera sencilla y rápida.

De acuerdo con un desarrollo de la invención, está previsto al menos un imán, con preferencia un imán permanente, en o junto a la carcasa de accionamiento, de manera que puede interaccionar magnéticamente con el husillo, para impedir una caída fuera de la carcasa de accionamiento. El imán puede ser, de acuerdo con una variante de la última forma de realización mencionada, el único seguro contra pérdida para el husillo.

De acuerdo con una forma de realización de la invención, el husillo tiene en su lado delantero axial, a saber, en el lado de alojamiento de la herramienta, un dispositivo tensor alterno para la herramienta. De esta manera, un formador de rosca respectivo o similar se puede sustituir en caso necesario. Puesto que la sustitución del husillo con herramienta es posible de la manera ya mencionada rápidamente y sin problemas, puede ser conveniente realizar el cambio de la herramienta en el husillo cuando el husillo está extraído fuera del conjunto de accionamiento de la herramienta. Mientras tanto se puede emplear ya otro husillo preparado con nueva herramienta en el conjunto de accionamiento de la herramienta.

En otra variante de la invención, el husillo es un componente integral de la herramienta. Por lo tanto, el husillo que colabora en este caso en una sola pieza con la cabeza de la herramienta es la caña de la herramienta, que se puede insertar directamente en el casquillo de arrastre giratorio.

Como fuente de accionamiento giratorio de la instalación de accionamiento giratorio se emplea con preferencia un motor eléctrico de árbol hueco, en particular un motor de control numérico (motor NC), en el que el árbol del motor configurado como árbol hueco es el casquillo de arrastre giratorio. Una forma de realización de este tipo de la invención se puede realizar con muy pocos componentes, que se pueden adquirir, en parte, en el mercado y, por lo demás, poco complicados.

En una forma de realización alternativa de la invención, el casquillo de arrastre giratorio es accionado a través de un engranaje por un motor, en particular motor eléctrico. Como engranaje se contempla, por ejemplo, un engranaje de rueda cónica, en el que una de las ruedas cónicas puede estar prevista, por ejemplo, en la periferia exterior del casquillo de arrastre giratorio.

Aunque para determinadas aplicaciones puede ser conveniente un accionamiento de cilindro y pistón hidráulico para los movimientos axiales del husillo, sin embargo, por lo demás, se prefiere un accionamiento de cilindro y pistón neumático. El accionamiento de cilindro y pistón está realizado de acuerdo con la invención a modo de un accionamiento de cilindro y pistón de una acción con una sola cámara cilíndrica, de manera que un lado trasero axial del husillo delimita esta cámara cilíndrica del accionamiento de cilindro y pistón. El husillo se puede impulsar, por lo tanto, en su lado trasero, es decir, su lado opuesto a lado de alojamiento de la herramienta, con la presión de un medio de presión que se puede alimentar a la cámara cilíndrica, en particular aire, para generar un avance del husillo. Esto se puede realizar, de acuerdo con una forma de realización de la invención en contra de la acción permanente de una fuerza que pretensa el husillo hacia su posición insertada, por ejemplo una fuerza de resorte o una fuerza magnética.

Esta prevista una instalación de control de válvula, que está en conexión con una bomba para el medio de presión, por medio de la cual se bombea el medio de presión de forma alterna a la cámara cilíndrica y se puede aspirar, de acuerdo con la invención, fuera de la cámara cilíndrica, para generar alternativamente una sobrepresiòn que desplaza axialmente el husillo hacia delante u una presión negativa, que induce al husillo hacia el movimiento de retorno axial, en la cámara cilíndrica. Por lo tanto, la cámara cilíndrica de acuerdo con la invención no sólo se ventila al nivel de la presión exterior, sino que incluso se evacua, de manera que la presión de aireen el exterior en la lado de alojamiento de la herramienta del husillo es mayor que la presión en el lado trasero del husillo que delimita la cámara cilíndrica, con la consecuencia de que el husillo retorna de nuevo a su posición de retorno. Si debiera desconectarse entonces el conjunto de accionamiento de la herramienta y debiera ajustarse una compensación de la presión entre los dos lados extremos del husillo, entonces un imán previsto en la carcasa de accionamiento, como ya se ha descrito anteriormente, a través de la interacción magnética con el husillo se ocupa de que el husillo permanezca en su posición de retorno y de esta manera no caiga fuera de la carcasa de accionamiento. En principio, no son necesarios otros seguros contra pérdida para el husillo, pero pueden estar previstos en caso necesario.

El dispositivo de accionamiento giratorio se puede controlar, de acuerdo con una forma de realización preferida de la invención, de tal forma que modifica el sentido de giro del husillo de forma alterna. En este caso, se pueden sincronizar, al menos aproximadamente, cambios entre el movimiento de avance y el movimiento de retorno del husillo con una inversión respectiva del sentido de giro del husillo. Tal modo de funcionamiento se puede aprovechar, por ejemplo, en la fabricación de roscas con un formador de roscas con un perforador de roscas con ciclo rápido y, por lo tanto, con tiempos de ciclo en caso necesario cortos en la fabricación de la rosca. En virtud del concepto de accionamiento ventajoso, el conjunto de accionamiento de la herramienta de acuerdo con la invención puede proporcionar, en particular en la formación de roscas, grandes ventajas. En la formación de roscas, se introduce la herramienta, el formador, en un movimiento de roscado en el taladro previo de la pieza de trabajo. El material se ablanda, fluye en los huecos de los dientes del formador y forma en este caso sin arranque de virutas el perfil característico de la rosca. De esta manera, se puede generar la rosca interior sin arranque de virutas en una pieza de trabajo. En este caso, interesa que el formador de roscas pueda aplicar en caso necesario un par de torsión grande, para activar este proceso de flujo del material. Por otra parte, no interesa tanto una fuerza de avance axial grande, puesto que el formador de la rosca proporciona esencialmente por sí mismo el avance en virtud del gradiente de sus pasos de rosca complementarios durante la introducción en el taladro previo de la pieza de trabajo. Se ha revelado que es especialmente ventajoso en el sentido de la fabricación sin interferencias de rosca de medida estable que, por lo demás, solamente la fuerza de avance neumática (o en el caso especial hidráulica) y no una fuerza de avance forzada mecánica rígida actúe en dirección axial sobre la herramienta.

El ciclo de movimiento de la herramienta y del husillo durante la formación de la rosca es el siguiente. La pieza de trabajo se prepara y se fija en posición axialmente alineada con la herramienta. La instalación de accionamiento giratorio acciona el husillo para el movimiento con el sentido de giro necesario para la introducción de la cabeza formadora de la rosca en el taladro previo de la herramienta y el accionamiento de cilindro y pistón neumático proporciona el movimiento de aproximación axial del husillo hacia la pieza de trabajo a través de la impulsión del lado trasero del husillo con un medio de presión neumático, con preferencia aire comprimido. Tan pronto como el formador de la rosca ha sido introducido entonces en una medida suficiente en la pieza de trabajo, la instalación de accionamiento giratorio invertirá el sentido de giro del husillo y de la herramienta. De manera esencialmente sincrónica con ello, el accionamiento de cilindro y pistón retornará de nuevo el husillo, siendo evacuada ahora la cámara cilíndrica. La herramienta se desenroscada ahora fuera de la rosca recién fabricada y a continuación en virtud del efecto de aspiración del accionamiento de cilindro y pistón se retirará de nuevo fuera de la pieza de trabajo. Tan pronto como la herramienta está libre de la pieza de trabajo, se puede llevar la siguiente pieza de trabajo que debe proveerse con una rosca a la posición de mecanización respectiva.

En las piezas de trabajo se puede tratar, por ejemplo de piezas de chapa o de piezas brutas de tuercas para tornillos.

A continuación se explicará en detalle un ejemplo de realización de la invención con referencia a las figuras.

La figura 1a muestra una vista lateral de un conjunto de accionamiento de herramienta en una representación parcialmente en sección con el desarrollo de la sección representado en S en la figura 1b, estando representada en la figura 1a, además, un soporte de fijación de la pieza de trabajo con una pieza de trabajo recibida allí y prevista para la mecanización.

La figura 1b muestra una vista en planta superior sobre el conjunto de accionamiento de la herramienta de la figura 1a con visión sobre el plano indicado en b-b en la figura 1a, en la que la placa de conexión de aire, que se puede reconocer en la figura 1a y la unidad de control neumática conectada con ella están desmontadas.

El conjunto de accionamiento de herramienta 1 mostrado en las figuras es un componente principal de un dispositivo de acabado de rosca y comprende un motor eléctrico de árbol hueco de NC 3 con un árbol de motor 5 configurado como árbol hueco.

El árbol hueco 5 está configurado como casquillo de arrastre giratorio para un husillo 7 recibido allí. El husillo 7 es el soporte de la herramienta. Presenta en su lado delantero 9 colocado abajo en la figura 1a un dispositivo tensor alterno 11, que se conoce en sí y, por lo tanto, no debe explicarse en detalle. La herramienta 13 está alojada con su caña poligonal 15 en un taladro axial del husillo 7 y está empotrada por medio del dispositivo tensor alterno 11 de tal manera que está acoplada para la rotación común con el husillo 7 y no es desplazable con relación al husillo. Axialmente fuera del husillo se encuentra la cabeza formadora de la rosca 17 de la herramienta 13. En el caso del ejemplo según la figura 1a, la cabeza formadora de la rosca 17 está alineada axialmente a nivel con un taladro previo 19 en una pieza de trabajo 21.

El husillo 7 tiene un perfil exterior de árbol de cuña 23 (ver la figura 1b), que está en engrane de arrastre giratorio con un perfil interior de árbol de cuña 25 complementario (ver la figura 1b) del casquillo de arrastre giratorio formado por árbol del motor 5.

Por lo tanto, en caso de rotación del árbol del motor 5 se gira al mismo tiempo de manera forzada el husillo 7.

Puesto que el engranaje de perfil de árbol de cuña explicado anteriormente entre el árbol del motor 5 y el husillo 7 no contiene ningún contorno perturbador con respecto a un movimiento el husillo en dirección axial, se puede utilizar el grado de libertad de movimiento axial útil, por lo tanto, independientemente del estado de giro del husillo, para un control de avance axial flexible y para un control del movimiento de retorno del husillo. Esto se lleva a cabo de acuerdo con la invención porque el husillo 7 es parte del pistón de un accionamiento de cilindro y pistón neumático 27 para el avance axial y el retorno del husillo 7. De acuerdo con la figura 1a, el husillo 7 delimita con su lado trasero 29 una cámara cilíndrica neumática 31, cuyo volumen se incrementa durante el movimiento descendente del husillo

7. La cámara cilíndrica 31 se puede cargar con aire comprimido a través del conducto neumático 33 desde una válvula de control 35, de manera que la presión del aire elevada que se forma en este caso en la cámara cilíndrica ejerce una fuerza de avance sobre el husillo 7 que funciona como pistón. El husillo 7 se mueve entonces desde su posición de retorno mostrada en la figura 1a hacia la pieza de trabajo 21. Esto se realiza normalmente cuando el árbol del motor 5 está ya accionado para rotación, de manera que la herramienta 13 en el estado giratorio llega a la pieza de trabajo 21. La cabeza formadora de la rosca 17 se introduce girando en este caso en el taladro previo 19 y genera la rosca interior deseada en la zona del taladro previo 19 de la pieza d trabajo 21. Después de un número predeterminado de revoluciones durante el proceso de introducción giratoria, se activa el motor eléctrico de NC 3 de tal manera que invierte el sentido de giro del árbol del motor 5. La herramienta se puede desenroscar en este caso guiada ahora a través de la rosca dejada en la pieza de trabajo 21 fuera de la pieza de trabajo 21. Junto con la inversión del sentido de giro del árbol del motor 5 y del husillo 7 acoplado con é, la instalación de control neumático 35 realizará un ajuste de la válvula, de acuerdo con el cual una bomba (no mostrada) evacua ahora la cámara cilíndrica 31, para generar un vacío. En este caso, se genera un desequilibrio de la presión entre el lado delantero 9 y el lado trasero 29 del husillo 7, que induce al husillo 7 al retorno a la posición de retorno mostrada en la figura 1ª. En esta posición de retorno, la herramienta 13 está separada de la pieza de trabajo 21, de manera que la pieza de trabajo 21 se puede sustituir por una pieza de trabajo nueva.

Con 37 se identifica en la figura 1a una placa de conexión de aire. La placa de conexión de aire 37 cierra herméticamente la cámara cilíndrica 31 en el lado opuesto al lado del husillo 20 hacia fuera. No obstante, contiene el conducto neumático 33, a través del cual se introduce aire comprimido en la cámara cilíndrica 31 y a continuación se aspira para la generación de la presión negativa de nuevo fuera de la cámara cilíndrica 31. La introducción y la extracción del aire comprimido se realizan a través de la válvula de control 35, que está conectada en la bomba.

Con preferencia, esta bomba, después del ajuste de la válvula de control 35, es responsable de la formación de la presión y de la eliminación de la presión en la cámara cilíndrica 31,

Con 39 se identifica en la figura 1a un imán permanente. Este imán 39, alojado en la placa de conexión de aire 37 en posición opuesta al lado trasero 29 del husillo 7, sirve para ejercer una fuerza de atracción magnética sobre el husillo 7 y para asegurarlo contra caída fuera del casquillo de accionamiento (= árbol del motor 5). No se requiere propiamente otro seguro de pérdida para el husillo 7. Por lo tanto, la construcción de acuerdo con la invención permite una sustitución muy rápida del husillo 7 con la herramienta 13 que está alojada allí a través de extracción del husillo 7 fuera del casquillo de arrastre giratorio 5. A tal fin, hay que liberar solamente el camino necesario para la extracción debajo del conjunto de accionamiento de la herramienta 1. Durante la extracción del husillo 7 fuera del casquillo de arrastre giratorio 5, solamente hay que superar la fuera de retención del imán 39, lo que no plantea, sin embargo, grandes dificultades. De manera correspondientemente rápida, se puede insertar axialmente un husillo nuevo con una herramienta nueva en el casquillo de arrastre giratorio 5, de manera que entonces está preparado para su empleo en el conjunto de accionamiento de la herramienta.

La conexión de perfil de árbol de cuña que se pude reconocer en la figura 1b debería ser lo más estanca al aire posible, para que durante la impulsión neumática del lado trasero 29 del husillo no se produzcan pérdidas neumáticas considerables. Con el conjunto de accionamiento de la herramienta de acuerdo con el ejemplo de realización descrito anteriormente se forman en el modo de alto rendimiento, en general, cinco y dado el caso mas roscas por segundo.

La forma de realización mostrada en las figuras 1a a 1b se puede utilizar también para cortar roscas, empleando en lugar del formador de roscas 13 una taladradora de corte de roscas.

Hay que indicar que el conjunto de accionamiento de la herramienta de acuerdo con la invención puede estar integrado en un centro de mecanización de piezas de trabajo con otros dispositivo de mecanización, por ejemplo dispositivos de estampación, dispositivos de flexión o similares.

Claims (11)

1. REIVINDICACIONES

   1.-Conjunto de accionamiento de herramienta, en particular para el accionamiento de una herramienta de acabado de roscas (13) en un dispositivo de acabado de roscas, que comprende un husillo (7) alojado de forma desplazable axialmente en una carcasa de accionamiento como elemento de retención para la herramienta (13), una instalación de accionamiento giratorio (3, 5) para el husillo (7) y una instalación de avance axial y de retorno (27) para el husillo (7), en el que la instalación de avance axial y de retorno presenta un accionamiento de cilindro y pistón neumático o hidráulico con el husillo (7) con parte del pistón, en el que un lado trasero axial (29) del husillo (7) delimita una cámara cilíndrica (31) del accionamiento de cilindro y pistón, de manera que el husillo (7) puede ser impulsado en su lado trasero (29) con la presión de un medio de presión a alimentar a la cámara cilíndrica, para generar un avance del husillo y que comprende, además, una instalación de control (35) neumática o hidráulica que está en conexión con una bomba para el medio de presión, por medio de la cual se puede bombear el medio de presión en la cámara cilíndrica (31), caracterizado porque por medio de la instalación de control (35) se puede aspirar el medio de presión también desde la cámara cilíndrica (31), para generar una presión negativa en la cámara cilíndrica (31), que induce al husillo (7) al movimiento de retroceso axial, de manera que la presión negativa en la cámara cilíndrica (31) es menor que la presión del aire que actúa en el exterior en un lado de alojamiento de la herramienta del husillo (7).
2. 2.-Conjunto de accionamiento de herramienta de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la instalación de accionamiento giratorio (3, 5) presenta un casquillo de arrastre giratorio (5) accionado para rotación, que está acoplado con el husillo (7) para la rotación común, en el que el casquillo de arrastre giratorio (5) aloja de forma móvil axialmente el husillo (7) como parte del cilindro del accionamiento de cilindro y pistón de la instalación de avance axial y de retorno (27).
3. 3.-Conjunto de accionamiento de herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el husillo (7) y el casquillo de arrastre giratorio (5) tienen dentados de árbol de cuña (23, 25) o zonas poligonales complementarias entre sí y que están en engrane de arrastre giratorio.
4. 4.-Conjunto de accionamiento de herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que la instalación de accionamiento giratorio presenta un motor eléctrico de árbol hueco (3), en particular un motor NC, como fuente de accionamiento, y en el que el árbol del motor configurado como árbol hueco (5) es el casquillo de arrastre giratorio.
5. 5.-Conjunto de accionamiento de herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo de accionamiento giratorio (3, 5) es controlable de tal forma que el sentido de giro del husillo (7) es variable de forma alterna.
6. 6.-Conjunto de accionamiento de herramienta de acuerdo con la reivindicación 5, en el que los cambios entre movimiento de avance y movimiento de retorno del husillo (7) se pueden sincronizar, al menos aproximadamente, con una inversión respectiva del sentido de giro del husillo (7).
7. 7.-Conjunto de accionamiento de herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el husillo (7) es recibido de forma sustituible en la carcasa de accionamiento y se puede retirar fuera de la carcasa de accionamiento a través de extracción fuera de su guía axial.
8. 8.-Conjunto de accionamiento de herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que está previsto al menos un imán (39) en o junto a la carcasa de accionamiento, de manera que puede interaccionar magnéticamente con el husillo (7), para impedir una caída fuera de la carcasa de accionamiento.
9. 9.-Conjunto de accionamiento de herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el husillo (7) presenta un dispositivo tensor alterno (11) para la herramienta (13).
10. 10.-Conjunto de accionamiento de herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el husillo es un componente integral de la herramienta.
11. 11.-Conjunto de accionamiento de herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que la herramienta (13) es un formador de rosca.