ES2605457T3 - Rueda dentada asimétrica - Google Patents

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ES2605457T3 ES12818789.5T ES12818789T ES2605457T3 ES 2605457 T3 ES2605457 T3 ES 2605457T3 ES 12818789 T ES12818789 T ES 12818789T ES 2605457 T3 ES2605457 T3 ES 2605457T3
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Abstract

Equipo con soportes (3, 4) que pueden desplazarse el uno con respecto al otro , en cuyas paredes dirigidas unas hacia otras están previstos perfiles dentados (6, 7), que interaccionan, respectivamente, con segmentos (31, 32) enfrentados de una rueda dentada (2) que puede girarse, mediante cuyo giro pueden desplazarse en sincronismo los soportes (3, 4) simultáneamente en direcciones opuestas, presentando la rueda dentada (2) a lo largo de su contorno un diámetro de circunferencia de cabeza (d) diferente, caracterizado por que el diámetro de circunferencia de cabeza (d) aumenta a lo largo de un segmento (31, 32) y un diámetro exterior (dw) efectivo de la rueda dentada (2) está dispuesto entre los soportes (3, 4) en una posición de giro tensada y el diámetro exterior (dw) efectivo coincide con un diámetro nominal.

Description

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DESCRIPCION
Rueda dentada asimetrica
La invencion se refiere a un equipo con soportes que pueden desplazarse unos contra otros segun el preambulo de la reivindicacion 1.
El equipo se conoce como parte de un equipo de sujecion para secciones de perfil largo en el estado de la tecnica, por ejemplo, por el documento DE 1 463 226 A.
El documento CA 2.218.162 desvela un dispositivo para la localizacion del centro de un objeto segun el preambulo de la reivindicacion 1. El dispositivo comprende una rueda dentada anular con un orificio central y cremalleras que se enfrentan.
En el documento DE 10 2006 005 020 A1 se desvela un dispositivo de centrado para la alineacion centrada de una pieza de trabajo, en el que los elementos de centrado pueden regularse en apoyo de manera simetrica unos con otros en sentidos opuestos a los lados de pieza de trabajo respectivos y para el centrado desplazan la herramienta de manera correspondiente.
Los equipos de sujecion conocidos para secciones de tubo presentan mordazas de sujecion separadas con las que la seccion de tubo cortada a medida puede colocarse de manera fija frente a una herramienta de mecanizado, por ejemplo una cabeza de biselado. Aunque las herramientas de sujecion de este tipo sujetan de manera fija la seccion de tubo cortada a medida ciertamente de manera suficiente, son insuficientes en su precision. Mediante las herramientas de sujecion mencionadas no pueden representarse desviaciones tolerables en el intervalo de pocos micrometros de la seccion de tubo cortada a medida, la cual puede presentar en total una longitud de varios metros y hasta 100 kg o mas.
Por tanto, la invencion tiene por objetivo poner a disposicion una herramienta de sujecion con gran precision.
El objetivo se soluciona mediante un equipo mencionado al principio con las caractensticas de la reivindicacion 1. Son objeto de las reivindicaciones dependientes formas de realizacion preferentes de la invencion.
El equipo presenta dos soportes que pueden desplazarse el uno contra el otro, cuyas paredes interiores dirigidas unas hacia otras presentan, respectivamente, perfiles dentados, preferentemente en forma de cremalleras, que interaccionan, respectivamente, con segmentos enfrentados de una rueda dentada; los dos soportes estan accionados con preferencia directamente por cilindros u otros elementos de ajuste. Los soportes se accionan con preferencia simultaneamente en sentido opuesto. La rueda dentada posibilita, por tanto, un sincronismo exacto de los dos soportes en sentido opuesto. El accionamiento de los soportes puede efectuarse tambien a traves de la propia rueda dentada. El equipo reivindicado puede ser parte componente de un equipo de sujecion. El equipo de sujecion puede ser parte de una funcion adicional de una maquina integrada, por ejemplo para cortar a medida secciones de un perfil largo. Por perfil largo se entienden en este caso y a continuacion perfiles huecos y completos con cualquier corte transversal. Las secciones de perfil largo pueden componerse de plastico, aunque en particular tambien de metal, o pueden presentar metal.
A pesar de posibilidades de fabricacion de alta precision de las partes constructivas individuales, en particular de la rueda dentada, aunque tambien de los soportes, por ejemplo mediante electroerosionado por alambre, se producen desviaciones de las partes constructivas confeccionadas con respecto a las medidas nominales, que son tan grandes que no esta garantizada una grna de sincronismo lo suficientemente precisa de los soportes a pesar de la rueda dentada asf como un apriete lo suficientemente preciso de una seccion de perfil largo por medio de dos mordazas de sujecion fijas en posicion con respecto a los soportes. Esto se debe en buena medida a la desviacion, si bien escasa, de un diametro exterior de la rueda dentada con respecto a un diametro nominal.
En la practica tienen que confeccionarse de manera precisa, por tanto, en primer lugar toda una serie de ruedas dentadas para seleccionar entonces aquellas ruedas dentadas de la serie de produccion que presenten una desviacion aun aceptable por el valor nominal, en particular en lo que respecta al diametro de circunferencia de cabeza. Habitualmente, las ruedas dentadas y cremalleras diferentes confeccionadas de manera identica presentan a lo largo de su contorno exterior formado por la zona radialmente mas exterior de sus dientes diferentes diametros de circunferencia de cabeza. Las desviaciones son en concreto pequenas y se encuentran en el intervalo de 1/100 mm, aunque son demasiado grandes para la precision requerida. De acuerdo con la experiencia, solo aproximadamente una de cada cuatro ruedas dentadas puede usarse para su instalacion en el equipo. Una confeccion mas precisa de las partes constructivas en el intervalo de 1 pm sena necesaria, aunque no rentable.
De acuerdo con la invencion, se pone a disposicion, por tanto, una rueda dentada para mejorar el sincronismo de los dos soportes, que presenta espedficamente diametros de circunferencia de cabeza de una longitud diferente a lo largo de su diametro de cabeza formado por las zonas radialmente mas exteriores de sus dientes. Por el diametro de circunferencia de cabeza se entiende en este caso la distancia entre los puntos exteriores de dos dientes
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enfrentados. La rueda dentada de acuerdo con la invencion presenta para ello en funcion de la posicion angular entre los dos soportes, respectivamente, un diametro exterior efectivo diferente El diametro de circunferencia de cabeza efectivo se denomina en este caso tambien simplemente diametro exterior efectivo.
En una forma de realizacion preferente de la invencion, cada uno de los soportes presenta una mordaza de sujecion dispuesta en el mismo de manera fija en posicion, las cuales interaccionan para sujetar un objeto en una posicion precisa. Cuando las dos mordazas de sujecion estan separadas la una de la otra, liberan el objeto, y cuando las dos mordazas de sujecion estan desplazadas la una hacia la otra, sujetan el objeto. El sincronismo exacto de los dos soportes y, con ello, de las dos mordazas de sujecion se consigue mediante la rueda dentada de acuerdo con la invencion, que engrana en los dos perfiles dentados de los soportes. La rueda dentada se gira entre la posicion de liberacion y la posicion de sujecion.
En el momento del procedimiento de sujecion, en particular de la seccion de tubo cortada a medida, mediante las dos mordazas de sujecion, que estan dispuestas preferentemente sobre brazos en soportes, tiene que estar dispuesto un diametro exterior efectivo de la rueda dentada entre los dos soportes, que se corresponde con el diametro nominal exacto de la rueda dentada. Por el diametro nominal de la rueda dentada se entiende el diametro de circunferencia de cabeza teoricamente exacto, el cual tendna una rueda dentada ideal para sujetar el objeto de manera exactamente centrica y colocarlo en el estado sujeto de manera exacta con respecto a la herramienta.
Debido al diametro de circunferencia de cabeza diferente de la rueda dentada a lo largo de su contorno, la rueda dentada puede llevarse mediante giro a la posicion en la que el diametro exterior efectivo entre los soportes se corresponde con el diametro nominal. Por exacto se entienden en este caso tambien pequenas desviaciones de ±2 pm y menos.
De manera ventajosa, para el equipo de acuerdo con la invencion puede usarse asf basicamente cualquier rueda dentada fabricada que presente diametros diferentes, preferentemente de manera continua. Ya no es necesario fabricar en primer lugar toda una serie de ruedas dentadas para seleccionar despues una sola rueda dentada ideal de esta serie de produccion y descartar las demas.
El tramo de desplazamiento maximo de los soportes esta seleccionado, a este respecto, de modo que la rueda dentada tiene que girarse para sujetar y liberar el objeto unicamente por una fraccion de una rotacion completa, con preferencia unicamente 5°-20°. De esta manera, es posible configurar el diametro exterior de un sector de la rueda dentada de manera que aumente continuamente, pudiendo comprender este sector tambien 180° del contorno de rueda dentada y componiendose la rueda dentada, por tanto, preferentemente de dos mitades dispuestas de manera simetrica en rotacion de 180°. De acuerdo con las dimensiones establecidas, la diferencia entre el mayor y el menor diametro de circunferencia de cabeza de la rueda dentada de acuerdo con la invencion se encuentra en 0,01 mm a 0,15 mm. Las diferencias de diametro ascienden tambien en funcion del tamano del sector y la distancia de diente a aproximadamente de 10 a 150 veces las pequenas desviaciones aun tolerables de ±2 pm.
No obstante, tambien son concebibles otras formas de configuracion de la rueda dentada variable en el diametro de circunferencia de cabeza. Por ejemplo, el radio de la circunferencia de cabeza sobre un sector puede permanecer constante, y distintos sectores pueden presentar radios exteriores diferentes. Tambien son posibles formas mixtas.
La invencion se describe mediante dos ejemplos de realizacion en tres figuras, no estando las figuras a escala. A este respecto, muestran:
la Figura 1:
la Figura 2: la Figura 3a: la Figura 3b:
una vista en perspectiva de una parte de un equipo de sujecion de acuerdo con la invencion con seccion de tubo tensada,
estructura interior en la Figura 1 con dos soportes y rueda dentada asimetrica, vista delantera del equipo de sujecion en la Figura 1 en un estado liberado, vista delantera del equipo de sujecion en la Figura 1 en estado tensado.
La Figura 1 muestra la parte de un equipo de sujecion 1 para sujetar, en particular, extremos de tubo 16 metalicos. El equipo de sujecion 1 es parte de una maquina de aserrar perfiles (no mostrada). Las maquinas de aserrar perfiles posibilitan cortar secciones con sierra, en particular de tubos de metal o perfiles completos de metal, como forma especial de los perfiles largos. Por tanto, las secciones de perfil cortadas con sierra pueden continuar mecanizandose en los procedimientos de mecanizado que siguen al corte con sierra con dispositivos de mecanizado en sus extremos de seccion de perfil. La continuacion del mecanizado puede efectuarse, por ejemplo, en un biselado por una herramienta de biselado 17 o mediante un taladrado de centrado por medio de un taladro de centrado, en particular en el caso de perfiles completos. Las exigencias de precision del mecanizado son muy elevadas, de modo que, por ejemplo durante el biselado de extremos de seccion de tubo, la excentricidad del bisel con respecto a la superficie lateral del material puede ascender debido a errores de sujecion en funcion de la exigencia a como maximo 0,01-0,05 mm.
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Para alcanzar una elevada exactitud de posicion de este tipo se requiere, entre otros, que las herramientas funcionen de manera precisa y esten confeccionadas para ello de manera precisa. Tambien los componentes individuales usados para la herramienta de sujecion tienen que ser de una gran precision. Es decir, en lo que respecta a una rueda dentada 2 representada en el equipo de sujecion 1 en la Figura 2, un diametro de circunferencia de cabeza d de la rueda dentada 2 y la exactitud de una cremallera 6, 7 que interacciona con la rueda dentada 2 pueden desviarse como maximo 1-2 pm con respecto a un valor nominal. Las tecnicas de fabricacion habituales, incluso con procedimientos de electroerosionado por alambre, no posibilitan ninguna confeccion lo suficientemente precisa de las ruedas dentadas 2 y cremalleras 6, 7. Las ruedas dentadas 2 confeccionadas tienen que comprobarse individualmente y solo las ruedas dentadas 2 confeccionadas de manera precisa se seleccionan y se usan para su instalacion en una herramienta de sujecion 1.
En el caso de la herramienta de sujecion 1 representada en la Figura 1 estan previstos dos soportes 3, 4 enfrentados que pueden desplazarse en sentidos opuestos, en cuyas paredes interiores dirigidas unas hacia otras esta conformada una cremallera 6, 7. Las dos cremalleras 6, 7 interaccionan, respectivamente, con la rueda dentada 2, que esta apoyada de manera giratoria entre las dos cremalleras 6, 7 de los soportes 3, 4 y asegura asf el sincronismo de los soportes 3, 4.
El accionamiento de los soportes 3, 4 se efectua en este caso a traves de un primer cilindro 41 asociado y un segundo cilindro 42. No obstante, el accionamiento puede efectuarse como alternativa tambien directamente a traves de la rueda dentada 2. En la vista de acuerdo con la Figura 1 se desplazan el soporte izquierdo 3 hacia arriba y el soporte derecho 4 hacia abajo y, a este respecto, se gira la rueda dentada en el sentido horario; con el giro de la rueda dentada 2 en sentido antihorario se desplazan correspondientemente al reves los dos soportes 3, 4. La rueda dentada 2 asegura el sincronismo exacto de los dos soportes 3, 4. En los dos soportes 3, 4 estan dispuestos de acuerdo con la Figura 1, respectivamente, brazos 8, 9 con mordazas de sujecion 11, 12, que posibilitan sujetar la seccion de tubo 16 cortada a medida y suministrar esta seccion de tubo 16 sujeta a un mecanizado posterior mediante la herramienta de biselado 17.
Segun el estado de la tecnica, se fabrica una serie de ruedas dentadas 2 con la mayor precision posible, en particular en lo que respecta a su diametro de circunferencia de cabeza d y de la serie se usa solo aproximadamente una de cada cuatro o cinco ruedas dentadas 2, que presenta al menos en un segmento un diametro de circunferencia de cabeza d lo suficientemente exacto para que los soportes 3, 4 puedan guiarse de manera exacta.
La invencion soluciona este problema de modo que la rueda dentada 2 presenta a lo largo de su circunferencia de cabeza un diametro de circunferencia de cabeza d variable. Una forma de realizacion esta representada en las
Figuren 3a y 3b. La forma de realizacion representada en la Figura 3a de la rueda dentada 2 de acuerdo con la
invencion presenta dos semisegmentos de rueda dentada 31, 32 dispuestos desplazados 180° de manera simetrica en rotacion. El diametro de circunferencia de cabeza de cada uno de los semisegmentos de rueda dentada 31, 32
aumenta en la Figura 2 en sentido antihorario de manera continua a lo largo de la longitud de cada uno de los
semisegmentos 31, 32.
A este respecto, por el diametro de circunferencia de cabeza d se entiende en este caso el alejamiento con respecto al punto central de la rueda dentada 2, por el que pasa tambien un eje de rueda dentada hasta el punto radialmente mas exterior del contorno exterior, es decir, de la circunferencia de cabeza, de la rueda dentada 2, estando formada la circunferencia de cabeza de la rueda dentada 2 por una lmea de union imaginaria a lo largo de los puntos mas exteriores de los dientes individuales. La circunferencia de cabeza esta representada por una lmea discontinua en la Figura 3a y la Figura 3b.
Las Figuras 3a, 3b muestran la parte del equipo de sujecion 1 representada en la Figura 2 en dos vistas delanteras. Las dos vistas delanteras de la Figura 3a y la Figura 3b se diferencian por la posicion de la rueda dentada 2 y, con ello, por la posicion de los soportes 3, 4. La rueda dentada 2 en la Figura 3a esta representada en una posicion de giro que libera la seccion de tubo 17 y la rueda dentada 2 en la Figura 3b en la posicion de giro que sujeta la seccion de tubo 16. El equipo 1 representado en la Figura 1 esta dimensionado en lo que respecta a la longitud de las cremalleras 6, 7, del tamano del diente y de la distancia del diente asf como del diametro de circunferencia de cabeza d de la rueda dentada 2 de tal modo que el tramo de desplazamiento maximo de los soportes 3, 4 tiene una longitud tal que la rueda dentada 2 tiene que girarse menos de 180° grados para recorrer el tramo de desplazamiento maximo por completo. El diametro de circunferencia de cabeza d de la rueda dentada 2 vana entre el menor y el maximo valor en aproximadamente 0,01 a 0,15 mm. El aumento del diametro de circunferencia de cabeza d en sentido antihorario esta representado en la Figura 3a y la Figura 3b, por tanto de manera muy exagerada. El diametro exterior dw efectivo dispuesto en las Figuras 3a, 3b, respectivamente, en perpendicular sobre los dos soportes 3, 4 que pueden desplazarse en paralelo el uno con respecto al otro se modifica con la posicion de giro de la rueda dentada 2. El diametro exterior dw efectivo esta dispuesto tambien en perpendicular sobre los perfiles dentados 6, 7 de los soportes 3, 4 y preferentemente en horizontal entre los dos soportes 3, 4.
Para la operacion se coloca la rueda dentada 2 entre los dos soportes 3, 4 en su posicion de giro de tal modo que en el estado de sujecion de acuerdo con la Figura 3b, es decir, tambien cuando las dos mordazas de sujecion 11, 12 rodean de manera firme la seccion de tubo 16 que va a sujetarse, el diametro exterior dw efectivo con la mayor
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exactitud posible, preferentemente exacta, se corresponde con el valor nominal del diametro de circunferencia de cabeza d. La seccion de tubo 16 sujetada puede someterse en esta ubicacion precisa, es decir, la ubicacion que se corresponde exactamente con la especificacion nominal, a un mecanizado de su extremo.
Para soltar las mordazas de sujecion 11, 12 se desplazan el primer cilindro 41 hacia abajo y el segundo cilindro 42 hacia arriba y, con ello, se gira la rueda dentada 2 en la Figura 3b en sentido antihorario, y entre los dos soportes 3, 4 interaccionan otros diametros exteriores dw eficaces, es decir, diametros exteriores dw eficaces mas pequenos que aumentan durante la relajacion. Es decisiva la exacta y gran precision de la colocacion en el momento de la sujecion de la seccion de tubo 16 por las dos mordazas de sujecion 11, 12 dispuestas en los soportes 3, 4.
Lista de referencias
1 Equipo de sujecion
2 Rueda dentada
3 Soporte izquierdo
4 Soporte derecho
6 Perfil dentado
7 Perfil dentado
8 Brazo
9 Brazo
11 Mordaza de sujecion
12 Mordaza de sujecion
16 Extremo de tubo
17 Herramienta de biselado
31 Segmentos de rueda dentada
32 Segmentos de rueda dentada
40 Contorno exterior
41 Primer cilindro
42 Segundo cilindro
d Diametro de circunferencia de cabeza
dw Diametro exterior efectivo

Claims (6)

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    REIVINDICACIONES
    1. Equipo con soportes (3, 4) que pueden desplazarse el uno con respecto al otro , en cuyas paredes dirigidas unas hacia otras estan previstos perfiles dentados (6, 7), que interaccionan, respectivamente, con segmentos (31, 32) enfrentados de una rueda dentada (2) que puede girarse, mediante cuyo giro pueden desplazarse en sincronismo los soportes (3, 4) simultaneamente en direcciones opuestas, presentando la rueda dentada (2) a lo largo de su contorno un diametro de circunferencia de cabeza (d) diferente,
    caracterizado por que el diametro de circunferencia de cabeza (d) aumenta a lo largo de un segmento (31, 32) y un diametro exterior (dw) efectivo de la rueda dentada (2) esta dispuesto entre los soportes (3, 4) en una posicion de giro tensada y el diametro exterior (dw) efectivo coincide con un diametro nominal.
  2. 2. Equipo segun la reivindicacion 1,
    caracterizado por que el diametro de circunferencia de cabeza (d) aumenta en un sentido de giro a lo largo de uno de los segmentos (31, 32) de la rueda dentada (2).
  3. 3. Equipo segun la reivindicacion 2,
    caracterizado por que el diametro de circunferencia de cabeza (d) a lo largo de uno de los segmentos (31, 32) de la rueda dentada (2) aumenta continuamente.
  4. 4. Equipo segun la reivindicacion 2 o 3,
    caracterizado por que un segmento (32) enfrentado se puede reproducir mediante rotacion de 180° alrededor de un eje de giro de la rueda dentada (2) sobre uno de los segmentos (31).
  5. 5. Equipo segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 4,
    caracterizado por que un cambio maximo del diametro de circunferencia de cabeza (d) se encuentra entre 0,01 mm y 0,15 mm.
  6. 6. Equipo segun una de las reivindicaciones anteriores,
    caracterizado por que cada uno de los soportes (3, 4) presenta una mordaza de sujecion (11, 12), las cuales interaccionan y la rueda dentada (2) puede girar entre una posicion de giro abierta, en la que las mordazas de sujecion (11, 12) estan separadas la una de la otra y liberan un objeto (16), y una posicion de giro tensada, en la que las dos mordazas de sujecion (11, 12) estan desplazadas la una hacia la otra en tal medida que sujetan el objeto (16).
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