ES2904588T3 - Dispositivo de sujeción y sistema de sujeción - Google Patents

Abstract

Dispositivo de sujeción con un mandril (1) y un elemento (2) de sujeción que se puede sujetar en él, en donde el mandril (1) presenta una abertura (7) de recepción para el elemento (2) de sujeción y los elementos (20) de sujeción que actúan sobre el elemento de sujeción para sujetar el elemento (2) de sujeción en la abertura (7) de recepción, caracterizado porque el elemento (2) de sujeción es alargado y la abertura (7) de recepción prevista en el mandril (1) para recibir el elemento (2) de sujeción es alargada y en forma de ranura, y porque, en el área de inserción de la abertura (7) de recepción, está dispuesto al menos un elemento (9) de centrado elásticamente resiliente en el mandril (1), que está diseñado para alinear el elemento (2) de sujeción transversalmente al eje longitudinal (L) de la abertura (7) de recepción cuando se inserta en la abertura (7) de recepción.

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de sujeción y sistema de sujeción

La presente invención se refiere a un dispositivo de sujeción diseñado según el preámbulo de la reivindicación 1 y a un sistema de sujeción con dicho dispositivo de sujeción.

Un dispositivo de sujeción de este tipo se conoce, por ejemplo, del documento EP 2052808 A1.

Los dispositivos de sujeción del tipo en cuestión se utilizan para la sujeción definida en la posición de elementos de sujeción en un mandril. El mandril respectivo suele estar montado en forma permanente en la mesa de una máquina de procesamiento, mientras que el elemento de sujeción o los elementos de sujeción generalmente están dispuestos en portapiezas -palés-.

Del documento EP 0 614 725 A2, se conoce un dispositivo genérico para sujetar una pieza de trabajo en una posición definida en la estación de trabajo de una máquina de procesamiento. El dispositivo consta de una base que se fija en la estación de trabajo de la máquina de procesamiento y un portapiezas que se puede colocar en la base y sujetar a ella. El portapiezas presenta cuatro pernos de sujeción con los que se puede sujetar en cuatro dispositivos de sujeción dispuestos correspondientemente en la base. Para el posicionamiento del portapiezas sobre la base, este último está provisto de primeros elementos de alineación en forma de reglas de centrado, mientras que el portapiezas presenta otros elementos de alineación en forma de placas perfiladas provistas de una ranura. Al fijar el portapiezas en la base, las reglas de centrado mencionadas encajan en las ranuras de las placas perfiladas y posicionan el portapiezas en las direcciones X e Y, así como con respecto a la posición angular alrededor del eje Z. El posicionamiento en Z se lleva a cabo tirando del portapiezas contra la base con los dispositivos de sujeción hasta que se apoya con su parte inferior plana en las superficies de apoyo en forma de anillo de la base. Si bien un dispositivo de sujeción de este tipo ha demostrado su eficacia en la práctica, solo es adecuado en forma limitada para sujetar portapiezas grandes a muy grandes, ya que el tamaño del respectivo portapiezas también aumenta su cambio absoluto de longitud, por ejemplo, debido a efectos térmicos. Esto es problemático, por ejemplo, porque el portapiezas a menudo no está hecho del mismo material que la mesa de la máquina en la que están dispuestos los mandriles. Esto da como resultado diferentes coeficientes de dilatación térmica entre la parte inferior de sujeción, es decir, la mesa de la máquina con los mandriles fijados a ella, y la parte superior de sujeción, es decir, el portapiezas con los elementos de sujeción dispuestos allí. Independientemente de esto, también es problemático para portapiezas grandes, en los que los elementos de sujeción individuales pueden estar separados por un metro o más, fijarlos al portapiezas de modo tan preciso que su distancia coincida exactamente con la distancia entre los mandriles correspondientes. Por supuesto, esto es particularmente problemático en el caso de elementos de sujeción redondos.

Para poder sujetar portapiezas de gran tamaño en una posición precisa, generalmente se utilizan varios mandriles, estando provisto el portapiezas de un número correspondiente de elementos de sujeción. Cuando se utilizan varios mandriles equipados con elementos de centrado, puede haber un problema de sobredeterminación al sujetar el portapiezas en el plano X-Y.

Para evitar una sobredeterminación de este tipo, del documento EP 0403428 A2 se conoce un dispositivo para la sujeción definida en la posición de una pieza de trabajo. Este dispositivo presenta al menos dos mandriles provistos de espigas de centrado y un número correspondiente de partes superiores provistas de espigas de sujeción y sujetables sobre las mismas. Las partes superiores están dispuestas en un portapiezas. La parte superior respectiva está provista de ranuras de centrado correspondientes a las espigas de centrado. Además, cada parte superior presenta una espiga de sujeción redonda -tirante- que se puede sujetar en un receptáculo central del mandril respectivo por medio de bolas de sujeción. Mientras que cada mandril está provisto de cuatro espigas de centrado, solo una parte superior está provista de cuatro ranuras de centrado correspondientes. La otra parte superior o las otras partes superiores solo están provistas de dos ranuras de centrado. Por lo tanto, la posición del portapiezas en las direcciones X e Y debe determinarse con una parte superior, mientras que solo la posición angular alrededor del eje Z debe determinarse con la otra parte superior o las otras partes superiores.

Aunque un dispositivo de este tipo ha demostrado su eficacia en la práctica, su estructura es relativamente compleja y solo es parcialmente adecuada para la sujeción repetidamente precisa de portapiezas grandes y pesados, especialmente porque la respectiva espiga de sujeción redonda en relación con el receptáculo central y también redondo del respectivo mandril debe colocarse con mucha precisión. Además, con un dispositivo de este tipo, no se pueden generar fuerzas de sujeción muy altas.

El documento EP 0694 364 A da a conocer un dispositivo de sujeción convencional que consiste en una primera pieza 1 de acoplamiento y una segunda pieza 15 de acoplamiento fijadas a una máquina herramienta. Cuatro pies 2, 4, 6, 8 y cuatro espigas 5, 7, 9, 11 de centrado sobresalen de la superficie 3 plana de acoplamiento de la primera pieza de acoplamiento. En el medio de la superficie 3 de acoplamiento, está prevista una abertura 10 para el paso de un tirante, no mostrado. La segunda pieza 15 de acoplamiento sirve como portapiezas y posee cuatro secciones 22, 24, 26, 28 de superficie sobre las que se apoyan los pies 2, 4, 6, 8 de la primera pieza 1 de acoplamiento. Además, la segunda pieza 15 de acoplamiento está provista de cuatro ranuras 21, 25 de centrado. En las porciones extremas que miran hacia las ranuras, se prevén labios 36, 38 resilientes elásticos formados por cortes. Cuando la primera pieza de acoplamiento se sujeta a la segunda, las espigas 5, 7, 9, 11 de centrado se apoyan en los labios y alinean la segunda pieza 15 de acoplamiento. La máquina está provista de un dispositivo para retraer el tirante, que está unido a la segunda pieza 15 de acoplamiento. La abertura 10 dispuesta en el centro de la superficie 3 de acoplamiento del primer elemento de acoplamiento forma una abertura de recepción para un elemento de sujeción, por medio de la cual se puede sujetar el tirante en la abertura 10.

Del documento EP 0 267 352 A2, se conoce un dispositivo de sujeción para fijar una pieza de trabajo o una herramienta. El dispositivo comprende una primera pieza de acoplamiento fijada a la máquina herramienta y una segunda pieza de acoplamiento -soporte- de una pieza de trabajo. Las dos partes de acoplamiento están provistas de elementos de acoplamiento que interactúan por pares entre sí. Para ello, en la primera pieza de acoplamiento, están dispuestos dispositivos de alojamiento en forma de bloques de cojinete, mientras que el soporte presenta piezas perfiladas rígidas que se sumergen en las ranuras de los dispositivos de alojamiento para su posicionamiento. Para sujetar el soporte a la primera pieza de acoplamiento, según un ejemplo de realización, están previstos salientes a modo de pinza que actúan sobre una superficie inclinada de un destalonado.

El documento DE 102008045620 A1 describe un dispositivo de sujeción con un mandril de sujeción y una pieza de sujeción en forma de portapiezas que se puede fijar al mismo de modo desmontable. El mandril está provisto de cuatro espigas de centrado dispuestas a lo largo de una línea circular, mientras que el portapiezas está provisto de cuatro ranuras de centrado dispuestas correspondientemente. Para sujetar el portapiezas, se le fija un pasador de sujeción, que se inserta en una abertura central dispuesta en el mandril de sujeción y se sujeta allí por medio de un mecanismo de sujeción.

Del documento EP 0624428 A2, se conoce otro dispositivo de sujeción. Este comprende una base y un portapiezas que se puede sujetar a ella. El portapiezas está provisto de primeros elementos de centrado en forma de tres reglas de centrado en forma de cuña, mientras que en la base están dispuestas tres ranuras de centrado. Una regla de centrado junto con una ranura de centrado forman un par de elementos de alineación. Estos pares de elementos de alineación se utilizan para alinear el portapiezas en tres ejes de coordenadas perpendiculares entre sí X, Y y Z. Para sujetar el portapiezas a la base, este último está provisto de elementos de sujeción en forma de dos ganchos de tensión giratorios, que encaja cada uno en una abertura dispuesta en el portapiezas.

Por último, el documento EP 1595641 A1 da a conocer un dispositivo de sujeción con un mandril de sujeción y un palé que se puede sujetar de modo separable al mismo. El mandril está provisto de cuatro ranuras de centrado desplazadas 90° entre sí, mientras que el palé tiene cuatro espigas de centrado dispuestas correspondientemente a ellos. Un flanco de la ranura de centrado sirve para centrar la espiga de centrado, mientras que el otro flanco de la ranura de centrado está formado por un elemento de sujeción con el que se puede sujetar la respectiva espiga de centrado en la ranura.

Es tarea de la invención crear un dispositivo de sujeción perteneciente al campo técnico mencionado al principio, que sea de construcción sencilla y que, por un lado, genere elevadas fuerzas de sujeción o de retención y, por otro lado, pueda acomodar o compensar las tolerancias en relación con el posicionamiento o la disposición del elemento de sujeción asociado, al menos en una dirección, concretamente en la dirección X o Y, por lo que se pretende que el dispositivo de sujeción también sea adecuado como módulo para construir un sistema de sujeción.

La solución al problema está definida por las características de la reivindicación 1. De acuerdo con la invención, el dispositivo de sujeción está provisto de un mandril y un elemento de sujeción que se puede sujetar al mismo, en donde el mandril presenta una abertura de alojamiento para el elemento de sujeción y los elementos de sujeción actúan sobre el elemento de sujeción para sujetar el elemento de sujeción en la abertura de alojamiento, y en donde el elemento de sujeción es alargado y la abertura (7) de recepción prevista para recibir el elemento (2) de sujeción en el mandril (1) es alargada y tiene forma de ranura, y en donde al menos un elemento de centrado elástico y flexible está dispuesto en el mandril en la región de inserción de la abertura de recepción, cuyo elemento de centrado está diseñado para alinear el elemento de sujeción transversalmente al eje longitudinal de la abertura de recepción cuando se inserta en la abertura de recepción.

Mediante el dispositivo de sujeción con una abertura de recepción alargada en forma de hendidura y un elemento de sujeción alargado se crea, por un lado, el requisito básico de que el elemento de sujeción pueda absorber fuerzas de sujeción o retención elevadas. Esta configuración, junto con el elemento de centrado resiliente elásticamente dispuesto en el área de inserción de la abertura de recepción, significa que el elemento de sujeción no tiene que estar exactamente adaptado a la abertura de recepción en la dirección longitudinal. Además, un dispositivo de sujeción de este tipo tiene una estructura comparativamente sencilla, en especial porque el respectivo elemento de sujeción asume tanto una función de sujeción como una función de centrado y, por lo tanto, se pueden omitir elementos de centrado separados.

Las realizaciones y desarrollos preferidos del dispositivo de sujeción se describen en las reivindicaciones dependientes.

En un desarrollo preferido, se prevé que el respectivo elemento de centrado esté provisto de una abertura de centrado alargada, siendo tanto la abertura de alojamiento del mandril como la abertura de centrado más largas que el elemento de sujeción. Esto significa que el elemento de sujeción no tiene que insertarse exactamente en el centro en dirección longitudinal, es decir, en la dirección del eje longitudinal del elemento de sujeción o de la abertura de centrado, sino que puede estar desplazado unos pocos milímetros. Este diseño permite que el mandril respectivo sea capaz de “compensar” los cambios en la longitud del portapiezas cuando se coloca adecuadamente sobre una base de sujeción.

En un desarrollo especialmente preferido, los elementos de sujeción están configurados como correderas alargadas que actúan sobre una superficie de sujeción del elemento de sujeción. De este modo, se pueden transferir al elemento de sujeción fuerzas de sujeción y retención elevadas.

El mandril está preferentemente provisto de dos elementos de sujeción paralelos. A diferencia de los mandriles con una gran cantidad de elementos de sujeción, tales como bolas de sujeción, tales elementos de sujeción son de fabricación sencilla y económica y su accionamiento también es comparativamente sencillo.

Un desarrollo adicional preferido prevé que el respectivo elemento de sujeción sea más largo que el elemento de sujeción. Este diseño puede garantizar que el elemento de sujeción se aplique a lo largo de toda la longitud del elemento de sujeción, incluso si el elemento de sujeción no se inserta centralmente en la dirección longitudinal sino ligeramente desplazado en la abertura de alojamiento del mandril.

Otro desarrollo preferido prevé que el elemento de centrado sea una arandela elástica de acero inoxidable de una sola pieza, estando dispuesta la arandela elástica en la zona de inserción de la abertura de recepción del mandril, y en donde la abertura de centrado se introduce en la arandela elástica. Una arandela elástica de este tipo es, por un lado, sencilla y económica de fabricar y, por otro lado, se puede fijar al mandril de manera rápida y sencilla.

En otro desarrollo preferido, se propone dotar el elemento de sujeción a lo largo de sus dos lados longitudinales con una superficie de sujeción en cada caso contra la cual se aplica el elemento de sujeción respectivo para retirar y sujetar el elemento de sujeción en forma no positiva y/o positiva. De esta manera, se puede realizar una gran superficie de sujeción que puede absorber y transferir grandes fuerzas.

De manera especialmente preferida, el elemento de sujeción está provisto a lo largo de sus dos lados longitudinales con una superficie de centrado que se estrecha cónicamente y una superficie de sujeción cada una, estando dispuestas las superficies de sujeción frente a las superficies de centrado cuando se mira en la dirección de inserción, y en donde los elementos de sujeción están diseñados como guías alargadas destinadas a encajar en la respectiva superficie de sujeción del elemento de sujeción. Un elemento de sujeción de este tipo es fácil de fabricar y permite fuerzas de sujeción elevadas, mientras que, al mismo tiempo, también asume una función de centrado. El mandril presenta preferentemente por cada elemento de sujeción al menos un pistón de accionamiento desplazable linealmente, que está alojado en una carcasa de pistón y está conectado mecánicamente con el respectivo elemento de sujeción. Un pistón de este tipo permite un desplazamiento seguro del elemento de sujeción correspondiente. Además, se puede implementar de manera fácil y económica.

De manera especialmente preferida, el respectivo pistón de accionamiento y/o el respectivo elemento de sujeción se cargan por medio de resortes de compresión en la dirección de la abertura de alojamiento, siendo el respectivo pistón de accionamiento desplazable neumáticamente contra la fuerza de los resortes. Con este diseño, el dispositivo de sujeción puede bloquearse mecánicamente en forma automática y la fuerza tensora se mantiene incluso en el estado desenergizado. Una apertura neumática del mandril también es fácil de implementar.

Un desarrollo preferido también prevé que el elemento de sujeción esté provisto en ambos lados longitudinales de una superficie de centrado cónica, estando formada la respectiva superficie de centrado en particular en dos etapas. Una superficie de centrado de este tipo es fácil de implementar; en la versión de dos etapas, también es posible un centrado de dos etapas en forma de un centrado basto y un centrado fino posterior.

Debido a que la abertura de recepción del mandril es continua y se extiende a lo largo de toda la longitud del mandril, como está previsto en un desarrollo preferido, el mandril se puede limpiar fácilmente, pudiendo escapar cualquier partícula de suciedad lateralmente desde la abertura de recepción. Además, este diseño es simple y económico de implementar. Finalmente, en otra configuración preferida del dispositivo de sujeción, el mandril de sujeción está provisto en el lado superior de superficies de apoyo elevadas que se extienden a lo largo de la abertura de alojamiento en ambos lados. Este diseño permite grandes soportes en Z para el portapiezas.

Otra forma de realización de la invención consiste en un sistema de sujeción en el que están dispuestos de modo especialmente ventajoso dispositivos de sujeción diseñados según la invención.

Tal sistema de sujeción está definido por las características de la reivindicación 14.

Los desarrollos preferidos del sistema de sujeción se definen en las reivindicaciones dependientes adicionales 15­ En un desarrollo preferido, se propone que en la base de sujeción se dispongan cuatro mandriles desplazados 90° entre sí, en donde el portapiezas está provisto de cuatro elementos de sujeción para sujetar el portapiezas a la base de sujeción, y en donde dos mandriles en la región de inserción de la abertura de recepción están provistos cada uno de un elemento de centrado para alinear el portapiezas en una primera dirección y los otros dos mandriles en la región de inserción de la abertura de recepción están provistos cada uno de un elemento de centrado para alinear el portapiezas en una segunda dirección que se extiende transversalmente a la primera dirección. Un sistema de sujeción de este tipo es especialmente adecuado para sujetar portapiezas de tamaño mediano con precisión repetible.

En otro desarrollo preferido, se propone que al menos cuatro mandriles estén dispuestos en la base de sujeción, estando al menos dos mandriles alineados entre sí en una dirección y estando dispuesto al menos otro mandril en la base de sujeción a 90° de los dos mandriles alineados. Un sistema de sujeción de este tipo forma la base para la sujeción precisa y repetible de portapiezas de tamaño mediano a grande o muy grande.

Otro desarrollo preferido prevé que en la base de sujeción estén dispuestos al menos cuatro mandriles, estando alineados entre sí al menos dos mandriles en una primera dirección y estando previstos al menos otros dos mandriles en un respectivo elemento de sujeción en una primera dirección y en donde los dos mandriles alineados entre sí en la segunda dirección están provistos cada uno de un disco de centrado para alinear el elemento de sujeción en una segunda dirección desplazada en 90° con respecto a la primera dirección. Con tal diseño, el punto cero del sistema de sujeción pasa por la intersección de dos líneas rectas que conectan los dos mandriles alineados. En otro desarrollo preferido, se propone que tres, cuatro, cinco o seis mandriles estén distribuidos a lo largo de una línea circular en la base de sujeción. Una disposición de este tipo es especialmente adecuada para portapiezas redondos, que sirven en particular para sujetar piezas redondas. De manera especialmente preferida, tanto la abertura de recepción del mandril como la abertura de centrado que se abre en el elemento de centrado son más largas que el respectivo elemento de sujeción. Un diseño de este tipo es especialmente insensible a posibles cambios de longitud del portapiezas con respecto a la base de sujeción.

Otro desarrollo preferido del sistema de sujeción prevé que cada mandril de sujeción presente dos elementos de sujeción dispuestos en paralelo y configurados como correderas alargadas, que deben actuar sobre una superficie de sujeción del respectivo elemento de sujeción. Dichas correderas son simples y económicas de fabricar.

Además, pueden transmitir altas fuerzas de sujeción y retención al elemento de sujeción. Otras realizaciones ventajosas y combinaciones de características de la invención resultan de la siguiente descripción detallada y de la totalidad de las reivindicaciones de la patente.

Breve descripción de los dibujos

Las figuras de los dibujos utilizados para explicar un ejemplo de realización muestran:

Fig. 1 muestra una vista en perspectiva del dispositivo de sujeción compuesto por un mandril y un elemento de sujeción;

Fig. 2 muestra el dispositivo de sujeción según la Figura 1 en una sección, mostrándose el elemento de sujeción fijado a un portapiezas a una distancia del mandril de sujeción;

Fig. 3 muestra el dispositivo de sujeción según

la Fig. 2, estando el portapiezas colocado suelto sobre el mandril; Fig. 4 muestra el dispositivo de sujeción según

la Fig. 2 durante la sujeción del portapiezas en el mandril;

Fig. 5 muestra el mandril junto con el elemento de sujeción recibido en la abertura de recepción;

Fig. 6 muestra una mitad del mandril en una vista desde el interior junto con el portapiezas y el elemento de sujeción dispuesto sobre el mismo;

Fig. 7 muestra una vista en perspectiva de un sistema de sujeción con una base de sujeción y una parte superior de sujeción;

Fig. 8 muestra una base de sujeción que es adecuada para sujetar portapiezas grandes a muy grandes;

Fig. 9 muestra un ejemplo de realización alternativo de un mandril en una sección;

La Fig. 1 muestra los dos elementos esenciales del dispositivo de sujeción en una vista en perspectiva. El dispositivo de sujeción comprende un mandril 1 y un elemento 2 de sujeción que se puede sujetar en el mandril 1. El mandril 1 generalmente se fija en la mesa de procesamiento de una máquina de procesamiento, mientras que el elemento 2 de sujeción se sujeta a la parte inferior de un portapiezas -palé-. El mandril 1 se muestra en una vista desde arriba y el elemento 2 de sujeción junto con el portapiezas 40 están representados en contorno en una vista desde abajo. Para sujetar el elemento 2 de sujeción en la abertura 7 de recepción, el mandril 1 está provisto de dos elementos de sujeción alargados, que no son visibles en esta ilustración.

El mandril 1 está formado por dos mitades 4a, 4b de mandril esencialmente idénticas. Cada mitad 4a, 4b de mandril está provista de una carcasa 5a, 5b, estando las dos carcasas 5a, 5b atornilladas juntas en la zona de su base para formar una carcasa designada con 5 en conjunto. Cada mitad 4a, 4b de mandril también presenta una carcasa 8a, 8b de pistón, en cuyo interior está dispuesto un pistón (no visible).

El mandril 1 está provisto de una abertura 7 de recepción alargada en forma de ranura para el elemento 2 de sujeción alargado. En el área de inserción de la abertura 7 de recepción, hay un elemento 9 de centrado en forma de disco 9a que es elásticamente flexible en la dirección Z en el mandril 1. La dirección Z es la dirección que normalmente discurre verticalmente, es decir, perpendicularmente a la superficie de la mesa de procesamiento, mientras que las direcciones X e Y discurren paralelas a la superficie de la mesa de procesamiento sobre la que se sujeta dicho mandril 1. El disco 9a de centrado se fija a la carcasa 5 o a las dos partes 5a, 5b de la carcasa del mandril 1 por medio de tornillos 10. El disco 9 de centrado también actúa como refuerzo para las dos partes 5a, 5b de la carcasa. Una abertura 11 de centrado alargada, esencialmente rectangular, está empotrada en el disco 9a de centrado. Esta abertura 11 de centrado forma dos paredes 12a, 12b laterales paralelas a lo largo del lado longitudinal del disco de centrado, que están adaptadas al respectivo elemento 2 de sujeción de tal manera que el elemento 2 de sujeción está alineado transversalmente al eje longitudinal L de la abertura 7 de recepción cuando se inserta en la abertura 7 de recepción. Estas dos paredes 12a, 12b laterales forman una especie de lengüetas elásticamente flexibles en la dirección Z. Dependiendo de la disposición del mandril 1, el elemento 2 de sujeción se alinea en la dirección X o Y cuando se inserta en la abertura 7 de recepción. En cualquier caso, el elemento 2 de sujeción está alineado transversalmente al eje longitudinal L de la abertura 7 de recepción o del mandril 1 cuando se inserta en las dos paredes 12a, 12b laterales. Para ello, el elemento 2 de sujeción está provisto de superficies laterales que se estrechan cónicamente en la zona trasera o superior, como se explicará a continuación. Cuando se inserta en el mandril 1, el elemento 2 de sujeción hace contacto lineal con el disco 9a de centrado, lo que tiene ventajas, por ejemplo, con respecto a la resistencia a la suciedad, ya que actúan como raspadores de suciedad.

En ambos lados del disco 9a de centrado, el mandril 1 está provisto de superficies 15a, 15b de apoyo alargadas y elevadas, que forman el soporte en Z para el portapiezas cuando se sujeta al mandril 1. Estas superficies 15a, 15b de apoyo discurren paralelas al eje longitudinal L de la abertura 7 de recepción. Dos canales 17, 18, a través de los cuales se puede introducir aire comprimido, desembocan en la superficie 16 frontal del mandril 1 en la zona inferior. Un canal 17 se usa para abrir el mandril, mientras que el otro canal 18 está previsto para apretar los elementos de sujeción. Los dos canales 17, 18 discurren, por un lado, a través del mandril 1 hasta su otro lado frontal. Por otro lado, el canal respectivo está conectado con ambas mitades 4a, 4b de mandril. En cualquier caso, cada mitad 4a, 4b de mandril presenta un canal en cada cara frontal para la conexión a una línea de aire comprimido. Este diseño permite una conexión en serie de varios mandriles al mismo tiempo.

El elemento 2 de sujeción tiene la forma de una viga alargada que se asemeja a una vía de tren en sección transversal. El elemento 2 de sujeción se puede sujetar, por un lado, en el mandril 1; al mismo tiempo, también asume una función de centrado porque, además de las superficies de sujeción, también presenta superficies de centrado, por medio de las cuales se alinea transversalmente al eje longitudinal L de la abertura 7 de recepción cuando se inserta en el mandril 1. El elemento 2 de sujeción presenta un lado trasero plano, que se apoya plano sobre el lado inferior del portapiezas 40 cuando se atornilla firmemente. El elemento 2 de sujeción está provisto de perforaciones 30 para recibir tornillos de fijación. En el lado frontal orientado hacia el mandril 1, el elemento 2 de sujeción tiene forma de T, de modo que se forma una parte de cabeza en forma de proyección 32. En la zona trasera, el elemento 2 de sujeción está provisto de una superficie 35 de centrado en cada lado longitudinal. La respectiva superficie 35 de centrado se forma preferiblemente en 2 etapas. Cuando se sujeta el elemento 2 de sujeción, el portapiezas 40 se apoya con su lado inferior plano sobre las superficies 15a, 15b de apoyo.

Sobre la base de las Figuras 2 a 4, que muestran el mandril 1 junto con el elemento 2 de sujeción fijado a un portapiezas 40 en sección, en particular se explica con más detalle el diseño del mandril 1 y su funcionamiento al sujetar el elemento 2 de sujeción. El elemento 2 de sujeción está fijado a la parte inferior del portapiezas 40 representado esquemáticamente por medio de varios tornillos.

Mientras que la Figura 2 muestra el mandril 1 en estado abierto junto con el portapiezas 40 que aún no ha sido fijado o tensado, en la Figura 3, se muestra el mandril 1 en estado abierto junto con el portapiezas colocado suelto. En la Figura 4, el mandril se muestra en una instantánea al sujetar el portapiezas. Dado que el mandril 1 consta de dos mitades 4a, 4b de mandril diseñadas esencialmente en forma idéntica, que se muestran aquí como imágenes especulares, los elementos de una mitad 4a de mandril están provistos de números de referencia idénticos a los elementos correspondientes de la otra mitad 4b de mandril.

Como puede verse en la Figura 2, en el interior del mandril 1, están dispuestos dos elementos 20 de sujeción en forma de correderas. Los dos elementos 20 de sujeción están opuestos entre sí, están alargados y dispuestos paralelos entre sí. Los elementos 20 de sujeción están diseñados en una sola pieza y son muy robustos. Los dos elementos 20 de sujeción están hechos preferentemente de acero nitrurado. Cada elemento 20 de sujeción se carga en la dirección de la abertura 7 de recepción por medio de varios resortes 25 de compresión, siendo visible en esta ilustración solo un resorte 25 de compresión por cada elemento 20 de sujeción. Los resortes 25 de compresión están apoyados en la parte trasera de la carcasa 8a, 8b del pistón. El respectivo elemento 20 de sujeción está provisto de una extensión 21, cuya parte inferior tiene una superficie 22 de sujeción, por medio de la cual el elemento 20 de sujeción puede encajar en una superficie 33 de sujeción en la parte posterior de la proyección 32 del elemento 2 de sujeción para apretar el elemento 2 de sujeción junto con el portapiezas 40 en el mandril 1. El elemento 2 de sujeción está provisto de una superficie 33 de sujeción de este tipo a lo largo de sus dos lados longitudinales. Las dos superficies de sujeción 33 están formadas, respectivamente, por una muesca en el elemento 2 de sujeción. La superficie 22 de sujeción del respectivo elemento 20 de sujeción dispuesta en la extensión 21 está adaptada a la superficie 33 de sujeción del elemento 2 de sujeción de tal manera que el elemento 2 de sujeción es tirado hacia abajo o hacia el mandril 1 por los dos elementos 20 de sujeción con gran fuerza. Debido a que el respectivo elemento 20 de sujeción está diseñado en forma de una corredera alargada, puede apoyarse contra una gran área a lo largo de toda la longitud del elemento 2 de sujeción y sujetar el portapiezas 40 con una gran fuerza en el mandril 1, de modo que el elemento 2 de sujeción y, por lo tanto, también el portapiezas 40 pueden absorber grandes fuerzas, en particular también grandes fuerzas laterales. Además, se puede ver un canal 17 que penetra en la carcasa 5 en la zona inferior, cuya función se explicará a continuación. En lugar de un total de dos elementos de sujeción, por ejemplo, también se podrían prever dos o tres elementos de sujeción por lado, de modo que estarían presentes un total de cuatro o seis elementos de sujeción, sin que este número deba considerarse como definitivo.

El respectivo elemento 20 de sujeción está conectado a través de varillas 36 de empuje con un pistón 24 dispuesto en el mismo plano. El respectivo pistón 24 está dispuesto lateralmente desplazable dentro de la correspondiente carcasa 8a, 8b de pistón. Debido a que el pistón 24 respectivo está dispuesto horizontalmente al mismo nivel que el elemento 20 de sujeción asociado, la fuerza del pistón 24 se puede transmitir directamente, es decir, sin desviación, al elemento 20 de sujeción respectivo. Además, este diseño permite una construcción compacta con una altura total baja de todo el mandril 1. Los dos pistones 24 mueven los elementos 20 de sujeción asociados independientemente uno del otro, lo que tiene la ventaja, entre otras cosas, de que el elemento 2 de sujeción no tiene que ser insertado exactamente en el centro del mandril en la dirección transversal. Esto es una ventaja en particular en el caso de grandes sistemas de sujeción con varios mandriles de sujeción, como se explicará a continuación.

El espacio 26 entre la parte delantera del pistón respectivo 24 y la base de la carcasa 8a, 8b del pistón se denomina espacio de presión, mientras que el espacio 27 entre la parte trasera del pistón 24 y la tapa lateral de la carcasa 37 se denomina espacio de postensado. Tanto el espacio 26 de presión como el espacio 27 de postensado pueden someterse a una sobrepresión a través de canales internos (no visibles). Además, se puede ver un cablecanal 17, que es adecuado, por ejemplo, para alojar líneas de sensores o similares.

Los resortes 25 de compresión están diseñados y dispuestos de tal manera que cargan el respectivo pistón 24 y, por lo tanto, también los dos elementos 20 de sujeción, en la dirección de la abertura 7 de recepción, de modo que el elemento 2 de sujeción se sujeta en el mandril 1 por la fuerza de los resortes 25 o permanece sujeto. Para llevar el pistón 24 respectivo junto con el elemento 20 de sujeción acoplado mecánicamente a la posición retraída aquí mostrada, el espacio 26 de presión respectivo debe presurizarse neumáticamente. Para ello debe generarse una presión tan elevada en el espacio 26 de presión que se venza la fuerza de los resortes de compresión que actúan sobre el respectivo elemento 20 de sujeción y cualquier otro resorte de compresión junto con las resistencias de fricción.

Se entiende que los dos elementos 20 de sujeción deben estar en la posición retraída para que el elemento 2 de sujeción pueda insertarse en el mandril 1 y sujetarse en él.

Al insertar el elemento 2 de sujeción en la abertura 7 de recepción del mandril 1, la parte delantera del elemento de sujeción con sus dos superficies 33 de sujeción se inserta primero en la abertura 7 de recepción. Al final del proceso de inserción, las superficies 35 de centrado del elemento 2 de sujeción entran en contacto con el disco 9a de centrado. En cualquier caso, las superficies 33 de sujeción del elemento 2 de sujeción están dispuestas delante de las superficies 35 de centrado, visto en la dirección de inserción.

La Figura 3 muestra el mandril 1 junto con el portapiezas 40 que descansa suelto. En este contexto, suelto significa que el portapiezas 40 se apoya sobre el mandril 1 solo con su propio peso, incluidas naturalmente las piezas de trabajo fijadas en él. Cuando el portapiezas 40 se coloca sobre el mandril 1, las superficies 35 de centrado del elemento 2 de sujeción entran en contacto con el disco 9a de centrado (Fig. 2) y alinean el elemento 2 de sujeción transversalmente al eje longitudinal de la abertura 7 de recepción. En cualquier caso, las superficies de centrado del elemento 2 de sujeción están dimensionadas y adaptadas al disco de centrado de tal manera que el elemento de sujeción esté exactamente alineado transversalmente a su eje longitudinal L (Fig. 5) o transversalmente al eje longitudinal del abertura de recepción cuando se inserta en la abertura de centrado o en la abertura de recepción. Debido al diseño de dos etapas de las superficies de centrado dispuestas en el elemento de sujeción, primero se realiza un centrado basto y luego un centrado fino.

Como se muestra en la Fig. 3, entre la parte 41 inferior plana del portapiezas y la superficie de las superficies 15 de apoyo en el caso de portapiezas 40 ligeros, puede quedar un pequeño espacio libre, ya que el respectivo elemento 2 de sujeción se mueve en la dirección Z apoyada en el disco 9a de centrado. El hecho de que exista o no tal espacio después de la colocación suelta depende naturalmente en particular de la geometría de las superficies de centrado del elemento de sujeción en relación con la abertura de centrado del disco de centrado y la rigidez del disco de centrado y el peso total del portapiezas. El disco de centrado presenta preferiblemente un grosor de entre 2 y 5 milímetros, de modo que también se pueden absorber ciertas fuerzas transversales a través del disco 9a de centrado.

Si aún queda un espacio después de que el portapiezas se haya colocado suelto entre su lado 41 inferior y las superficies 15 de apoyo, el portapiezas se posiciona en la dirección Z utilizando la resiliencia elástica del disco de centrado. Este espacio se elimina cuando el elemento de sujeción se introduce más en el mandril bajo la acción de los elementos de sujeción. La posición del elemento de sujeción transversalmente al eje longitudinal de la abertura de recepción ya no cambia, ya que, después de colocar el portapiezas suelto, solo hay un movimiento muy pequeño del portapiezas o del elemento de sujeción en la dirección Z. Después de alinear el elemento 2 de sujeción, el portapiezas 40 se mueve normalmente unas pocas décimas de milímetro en dirección Z hasta que se apoya sobre las secciones 15 de superficie elevadas del mandril 1. El principio básico de un posicionamiento de este tipo se conoce del documento EP 0111092 B2.

La Fig. 4 muestra una sección a través del mandril 1 junto con el portapiezas 40 y el elemento 2 de sujeción fijado en él mientras se sujeta el portapiezas 40. Esta ilustración también muestra resortes 38 adicionales, que se sujetan entre la parte trasera del respectivo pistón 24 y la tapa 37 lateral de la carcasa. Aunque solo se puede ver un resorte 38 auxiliar por pistón 24, hay varios resortes 38 de este tipo para cada pistón 24. Estos resortes 38 adicionales cargan el pistón 24 en dirección al interior del mandril y aumentan la fuerza de sujeción del elemento 20 de sujeción, que está conectado no positivamente con el pistón respectivo, además de los resortes 25 de compresión ya mencionados con anterioridad. Dichos resortes 38 adicionales pueden aumentar en forma sostenible la fuerza de sujeción mecánica. Se sobreentiende que, cuando el pistón 24 respectivo es empujado hacia atrás neumáticamente, también debe vencerse la fuerza de estos resortes 38 auxiliares.

Para que los dos elementos 20 de sujeción puedan moverse hacia dentro a la posición activa o de sujeción, se reduce la presión en la cámara 26 de presión o la cámara 26 de presión se abre a la atmósfera. Bajo la fuerza de los resortes 25, 38 de compresión, los dos pistones 24 se mueven entonces hacia adentro junto con los elementos 20 de sujeción unidos a ellos en forma no positiva. La superficie 22 de sujeción del respectivo elemento 20 de sujeción se apoya contra la correspondiente superficie 33 de sujeción del elemento 2 de sujeción (Fig. 2) y la tira hacia abajo junto con el portapiezas 40 en dirección Z hasta que el portapiezas 40 se apoye en las secciones de superficie elevada del mandril 1. Con este posicionamiento en Z, el disco 9a de centrado se deforma elásticamente en la zona de la abertura de centrado en dirección hacia el interior del mandril, como se puede ver en el contorno. Bajo la fuerza de los resortes 25, 38, un dispositivo de sujeción de este tipo se bloquea automáticamente. Además, la fuerza de sujeción se mantiene incluso cuando no hay energía. Para aumentar la fuerza de sujeción o de tracción en caso necesario, el espacio 27 de sujeción posterior se puede presurizar neumáticamente.

La Fig. 5 muestra el mandril 1 junto con un elemento 2 de sujeción alojado en la abertura 7 de recepción en una vista desde arriba. En esta representación, se puede ver que la abertura 11 de centrado incrustada en el disco 9a de centrado es significativamente más larga que el elemento 2 de sujeción. La longitud del elemento 2 de sujeción se indica con A, mientras que la longitud de la abertura 11 de centrado se indica con B. Además, se puede ver que la abertura 7 de recepción se extiende en dirección longitudinal a través de todo el mandril 1 y, con ello, por supuesto, también es más larga que el elemento 2 de sujeción. Preferentemente, tanto la abertura 11 de centrado como la abertura 7 de recepción son al menos un 5% más largas que el elemento 2 de sujeción, más preferiblemente al menos un 10%, lo más preferiblemente, al menos un 20%. Tal diseño asegura que el elemento 2 de sujeción no tiene que ser insertado en el centro o exactamente en el centro del mandril 1, sino que este se puede insertar en la dirección longitudinal, es decir, en la dirección del eje longitudinal L del elemento 2 de sujeción o la abertura 11 de centrado, desplazada unos milímetros o incluso unos pocos centímetros en la abertura 11 de centrado o en la abertura 7 de recepción del mandril 1, lo cual es particularmente ventajoso en el caso de portapiezas o sistemas de sujeción grandes, como se explicará con más detalle a continuación.

La Fig. 6 muestra una representación simplificada de una mitad 4b de mandril en una vista desde el interior. Además, el portapiezas 40 se puede ver junto con el elemento 2 de sujeción dispuesto sobre él y también se muestra de manera simplificada. En particular, desde esta vista, se puede ver el elemento 20 de sujeción alojado en una abertura 28 deslizante de la carcasa 5 del mandril. La longitud del elemento 2 de sujeción se indica de nuevo con A, mientras que la longitud del elemento 20 de sujeción se indica con C. Preferiblemente, el elemento 20 de sujeción es un poco más largo que el elemento 2 de sujeción. De este modo, se puede garantizar que el elemento 20 de sujeción descanse a lo largo de todo el elemento 20 de sujeción contra su superficie de sujeción, lo que es importante en la medida en que el respectivo elemento 20 de sujeción no siempre se inserta en forma central en el mandril 1 en la dirección longitudinal, lo que puede resultar en particular del hecho de que diferentes portapiezas 40 pueden ser sujetados con tales mandriles de sujeción.

El dispositivo de sujeción que se muestra en las Figuras 1 a 6 forma el elemento básico para formar un sistema de sujeción con el que, en particular, se sujetan piezas de trabajo o portapiezas grandes y/o pesados en el área de trabajo de una máquina de procesamiento, por ejemplo, una fresadora, rectificadora, máquina de erosión o un torno. Por portapiezas grandes o muy grandes, se entienden portapiezas que pueden tener una anchura o una longitud de aproximadamente un metro o más en al menos una dirección, aunque ciertamente también pueden tener un tamaño de hasta diez metros. En tales portapiezas, se pueden fijar piezas de trabajo con un peso total de hasta varios miles de kilogramos. En cualquier caso, un dispositivo de sujeción de este tipo forma un bloque de construcción modular, por medio del cual se pueden implementar sistemas de sujeción de grandes a muy grandes.

La Fig. 7 muestra un sistema de sujeción de este tipo, que presenta una base 42 de sujeción y una parte superior de sujeción. La base 42 de sujeción comprende cuatro mandriles 1a-1d, mientras que la parte superior de sujeción comprende un portapiezas 40 con cuatro elementos 2a-2d de sujeción dispuestos sobre él. El mandril respectivo está desplazado 90° de sus dos mandriles contiguos en una mesa 43 de máquina de una máquina de procesamiento (no mostrada) esquemáticamente indicada, mientras que los cuatro elementos 2a-2d de sujeción están dispuestos correspondientes a los mandriles 1a-1d en la parte inferior del portapiezas 40. En el presente ejemplo, el sistema de sujeción también incluye cuatro dispositivos de centrado previo, que consisten en cuatro espigas 45 de centrado dispuestas en la mesa 43 de la máquina y cuatro casquillos 46 de centrado dispuestos en el portapiezas 40. Los dispositivos de centrado previo sirven para que los elementos 2a-2d de sujeción del portapiezas 40 puedan alinearse comparativamente con facilidad y rapidez con los cuatro mandriles 1a-1d cuando se acercan a la base 42 de sujeción. Esto puede evitar que los elementos 2a-2d de sujeción dañen los mandriles 1a-1d si no están alineados con suficiente precisión con el respectivo mandril 1a-1d cuando se baja el portapiezas 40. Debe tenerse en cuenta en este caso que el portapiezas 40, que fácilmente puede tener un peso de varios cientos a varios miles de kilogramos, normalmente se mueve por medio de una grúa o similar y se coloca sobre la base 42 de sujeción. El portapiezas 40 por sí solo presenta normalmente un peso de al menos aproximadamente 200-300 kilogramos y puede soportar un peso de hasta varios miles de kilogramos. Si el portapiezas 40 no está suficientemente alineado con respecto a la base 42 de sujeción, las espigas 45 de centrado se apoyan en la parte inferior del portapiezas 40 y evitan que baje más y, por lo tanto, dañe los mandriles 1a-1d.

En el ejemplo según la Fig. 7, los cuatro mandriles 1a-1d están provistos de un disco 9a-9d de centrado y los cuatro elementos 2a-2d de sujeción están provistos de superficies de centrado para la alineación con el respectivo disco 9a-9d de centrado. Aunque esto básicamente da como resultado una sobredeterminación mecánica en el plano X-Y, esto puede ser compensado en gran medida por la flexibilidad elástica de resorte de los discos de centrado. Tal diseño es particularmente adecuado para sistemas de sujeción de tamaño pequeño a mediano.

La Fig. 8 muestra un ejemplo de realización de una base 42a de sujeción, que es adecuada para sistemas de sujeción de grandes a muy grandes. Para ello, la base 42a de sujeción está provista de un total de seis mandriles 1e-1k. De los seis mandriles 1e-1k, por un lado, los dos mandriles 1g, 1k centrales están alineados entre sí. Por otro lado, los dos mandriles 1f, 1h exteriores superiores también están alineados entre sí. Los dos mandriles 1e, 1i exteriores inferiores no están alineados con ninguno de los otros mandriles 1f, 1g, 1h, 1k.

Siempre que se mencione la alineación, en el presente contexto, debe entenderse que los ejes centrales longitudinales de los mandriles 1g, 1k; 1f, 1h relevantes se encuentran en un eje de línea A2 y A1, respectivamente. En este ejemplo, no todos los mandriles están provistos de un disco de centrado, sino solo los dos medios 1g, 1k, que definen la dirección Y, y los dos traseros exteriores 1f, 1h, que definen la dirección X. Los dos mandriles 1e, 1i inferiores exteriores no tienen disco de centrado; por lo tanto, solo se utilizan para sujetar un elemento de sujeción correspondiente dispuesto en el palé. La intersección de los ejes A1, A2 que pasan por los mandriles 1f, 1h; 1g, 1k provistos de un disco de centrado forma el punto cero del sistema de sujeción N.

Naturalmente, al menos una parte de los mandriles están dispuestos al menos lo más separados posible, de modo que los correspondientes elementos de sujeción fijados al respectivo portapiezas también pueden estar dispuestos lo más fuera posible en el portapiezas.

Al omitir los discos de centrado en los dos mandriles 1e, 1i, inferiores exteriores, se debe evitar, por un lado, una sobredeterminación mecánica. Por otro lado, debería ser posible sujetar portapiezas grandes a muy grandes, especialmente porque, como se mencionó con anterioridad, el tamaño del portapiezas respectivo también puede variar su longitud absoluta, por ejemplo, gracias a efectos térmicos. Debido al diseño y la disposición de los dispositivos de sujeción, tales cambios de longitud no tienen un efecto negativo significativo con respecto a una sujeción repetible y precisa del portapiezas. Los dos elementos 20 de sujeción de un mandril son movidos independientemente uno del otro por el respectivo pistón, el respectivo elemento de sujeción no tiene que estar insertado exactamente en el centro del respectivo mandril en dirección transversal. Esta ventaja es particularmente evidente en el caso de los dos mandriles 1e, 1i que no tienen disco de centrado. Esto hace posible compensar cambios en la longitud del portapiezas, que resultan principalmente de la dilatación térmica.

Una base 42a de sujeción de este tipo también es adecuada para sujetar portapiezas con cuatro elementos de sujeción. Es posible utilizar portapiezas cuyos elementos de sujeción interactúen con los dos mandriles 1g, 1k centrales y con los mandriles 1e, 1f derechos o 1h, 1i izquierdos.

Por un lado, un sistema de sujeción diseñado de esta manera es relativamente insensible con respecto al posicionamiento exacto de los elementos de sujeción en el portapiezas, así como con respecto a las tolerancias de fabricación de los elementos de sujeción y los elementos de centrado, ya que, por un lado, las arandelas elásticas pueden compensar ciertas imprecisiones y, por otro, la disposición descrita de los mandriles también contribuye a que, por ejemplo, se puedan compensar o absorber los cambios de longitud del portapiezas relacionados con la temperatura.

Como alternativa al ejemplo de realización según la Fig. 8, todos los mandriles también podrían estar provistos de discos de centrado. En este caso, las superficies 35 de centrado podrían omitirse preferiblemente en algunos elementos de sujeción, de modo que los elementos de sujeción correspondientes no entren en contacto con los discos de centrado cuando se sujetan en el mandril, sino que solo sirven para sujetar el mandril. Por supuesto, también es posible una combinación de ambos, omitiendo los discos de centrado en uno o más mandriles y las superficies de centrado en uno o más elementos de sujeción.

Preferiblemente, la respectiva base 42, 42a de sujeción está provista adicionalmente de elementos para detectar la presencia de un portapiezas. Según el diseño, la disposición y el modo de funcionamiento, estos elementos también se pueden utilizar para detectar la sujeción correcta del portapiezas. Por ejemplo, los interruptores de proximidad disponibles comercialmente se pueden usar como elementos, por ejemplo, sobre una base mecánica, inductiva, capacitiva, óptica o magnética.

La Fig. 9 muestra un ejemplo de realización alternativo y particularmente preferido del mandril 1 en una sección. Para hacer que el mandril 1 sea más estable y rígido en conjunto, las dos mitades 4a, 4b del mandril están unidas entre sí en la zona superior por medio de dos puntales 47, siendo visible solo uno de los dos puntales en esta representación. Cada puntal consta de un casquillo 48 distanciador y un tornillo 49 de sujeción. El mandril 1 está reforzado en ambas áreas extremas por medio de dicho puntal 47. La distancia libre entre los dos puntales es mayor que la longitud de un elemento de sujeción. Preferiblemente, la distancia libre entre los dos puntales es aproximadamente del mismo tamaño que la longitud de la abertura 11 de centrado (Fig. 1) que se abre en el disco 9a de centrado, de modo que las ventajas mencionadas con anterioridad, a saber, que el elemento de sujeción se puede mover en la dirección longitudinal, es decir, en la dirección del eje longitudinal del elemento de sujeción o de la abertura de centrado, no tiene que insertarse exactamente en el medio, sino que puede estar desplazada unos pocos milímetros. Los dos puntales también están diseñados y unidos de tal manera que se retiene el diseño idéntico de las dos mitades 4a, 4b del mandril.

No hace falta decir que los ejemplos de realización anteriores no deben considerarse como definitivos o completos. Así, dentro del alcance de la invención, también podrían implementarse sistemas de sujeción que estén provistos de una pluralidad de mandriles de sujeción distribuidos en una línea circular. Por ejemplo, se podrían distribuir tres, cuatro, cinco o seis mandriles a lo largo de una línea circular sobre una base de sujeción.

Las ventajas de los dispositivos de sujeción o sistemas de sujeción diseñados según la invención pueden resumirse como sigue:

- se pueden generar fuerzas de sujeción y retención muy altas;

- el mandril individual puede absorber fuerzas laterales muy elevadas;

- los mandriles junto con los elementos de sujeción son adecuados como módulos para la construcción de sistemas de sujeción de diferentes tamaños y diseños;

- con los módulos se pueden implementar sistemas de sujeción muy grandes para portapiezas muy grandes y pesados;

- incluso portapiezas muy grandes se pueden sujetar en la base de sujeción con una precisión de repetición en el intervalo de aproximadamente 10 a 20 micrómetros;

- los elementos de sujeción se pueden fijar rápida y fácilmente a una amplia variedad de portapiezas;

- cualquier sobredeterminación puede evitarse o compensarse en gran medida por medio de discos de centrado elásticos;

- los mandriles tienen una altura de construcción baja;

- los mandriles son de diseño sencillo, fiables en su uso y económicos de fabricar;

- un mandril consiste en dos mitades idénticas;

- el respectivo elemento de sujeción está bloqueado mecánicamente de manera segura en el mandril por medio de resortes de compresión;

- los resortes de compresión aseguran que la fuerza de sujeción se mantenga incluso cuando no hay energía;

- es posible una conexión neumática en serie de los mandriles;

- los mandriles cuentan con un diseño tolerante a la suciedad;

- los mandriles son fáciles de limpiar;

- el sistema de sujeción es insensible al posicionamiento preciso de los elementos de sujeción cuando están fijados al portapiezas;

- el sistema de sujeción es insensible a las tolerancias de fabricación de los elementos de sujeción;

- el sistema de sujeción es insensible a las tolerancias de fabricación de los elementos de centrado;

- el sistema de sujeción es insensible a los cambios en la longitud del portapiezas causados por la temperatura.

Claims (18)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo de sujeción con un mandril (1) y un elemento (2) de sujeción que se puede sujetar en él, en donde el mandril (1) presenta una abertura (7) de recepción para el elemento (2) de sujeción y los elementos (20) de sujeción que actúan sobre el elemento de sujeción para sujetar el elemento (2) de sujeción en la abertura (7) de recepción, caracterizado porque el elemento (2) de sujeción es alargado y la abertura (7) de recepción prevista en el mandril (1) para recibir el elemento (2) de sujeción es alargada y en forma de ranura, y porque, en el área de inserción de la abertura (7) de recepción, está dispuesto al menos un elemento (9) de centrado elásticamente resiliente en el mandril (1), que está diseñado para alinear el elemento (2) de sujeción transversalmente al eje longitudinal (L) de la abertura (7) de recepción cuando se inserta en la abertura (7) de recepción.

2. Dispositivo de sujeción de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el al menos un elemento (9) de centrado está provisto de una abertura (11) de centrado alargada, en donde tanto la abertura (7) de recepción del mandril (1) como la abertura (11) de centrado son más largas que el elemento (2) de sujeción.

3. Dispositivo de sujeción de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque los elementos (20) de sujeción están configurados como correderas alargadas para actuar sobre una respectiva superficie (33) de sujeción del elemento (2) de sujeción.

4. Dispositivo de sujeción de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el mandril (1) está provisto de dos de dichos elementos (20) de sujeción que están dispuestos en paralelo.

5. Dispositivo de sujeción de acuerdo con la reivindicación 3 o 4, caracterizado porque el respectivo elemento (20) de sujeción es más largo que el elemento (2) de sujeción.

6. Dispositivo de sujeción de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento (9) de centrado es un disco (9a) de centrado de una pieza de acero inoxidable, estando dispuesto el disco (9a) de centrado en la zona de inserción de la abertura (7) de recepción del mandril (1), y en donde la abertura (11) de centrado está empotrada en el disco (9a) de centrado.

7. Dispositivo de sujeción de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento (2) de sujeción está provisto a lo largo de sus dos lados longitudinales de una respectiva superficie (33) de sujeción, contra la que se apoya el respectivo elemento (20) de sujeción en forma forzada y/o con forma de bloqueo para introducir y apretar el elemento (2) de sujeción.

8. Dispositivo de sujeción de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento (2) de sujeción está provisto a lo largo de sus dos lados longitudinales con una superficie (35) de centrado cónica y una superficie (33) de sujeción, respectivamente, en donde las superficies (33) de sujeción vistas en la dirección de inserción están dispuestas delante de las superficies (35) de centrado, y en donde los elementos (20) de sujeción están configurados como correderas alargadas que están destinadas a encajar en la respectiva superficie (33) de sujeción del elemento (2) de sujeción.

9. Dispositivo de sujeción de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el mandril (1) por elemento (20) de sujeción presenta al menos un pistón (24) de accionamiento desplazable linealmente alojado en una carcasa (8a, 8b) de pistón mecánicamente conectado al respectivo elemento (20) de sujeción.

10. Dispositivo de sujeción de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque el respectivo pistón (24) de accionamiento y/o el respectivo elemento (20) de sujeción están cargados en dirección a la abertura (7) de recepción por medio de resortes (25, 38) de compresión, y porque el respectivo pistón (24) de accionamiento puede desplazarse neumáticamente contra la fuerza de los resortes (25, 38).

11. Dispositivo de sujeción de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento (2) de sujeción está provisto en ambos lados longitudinales de una superficie (35) de centrado cónica, estando formada la respectiva superficie (35) de centrado en particular en dos etapas.

12. Dispositivo de sujeción de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la abertura (7) de recepción es continua y se extiende por toda la longitud del mandril (1).

13. Dispositivo de sujeción de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el mandril (1) está provisto en el lado superior de superficies (15a, 15b) de apoyo elevadas que se extienden a lo largo de la abertura (7) de recepción en ambos lados.

14. Sistema de sujeción con una base de sujeción, un portapiezas y al menos dos, en particular al menos 3, dispositivos de sujeción diseñados de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13, que presentan al menos dos mandriles (1a-1d) dispuestos en la base de sujeción y un número correspondiente de mandriles dispuestos en los elementos (2a-2d) de sujeción dispuestos en el portapiezas, en donde al menos dos de los mandriles (1a-1d) están dispuestos desplazados entre sí en un ángulo de, en particular, 60°, 72°, 90° o 120° y los elementos (2a-2d) de sujeción están dispuestos en el portapiezas (40) correspondiente.

15. Sistema de sujeción de acuerdo con la reivindicación 14, en donde, en la base (42) de sujeción, cuatro de los mandriles (1a-1d) están desplazados 90° entre sí, y en donde, en el portapiezas (40), cuatro de los elementos (2a-2d) de sujeción para sujetar el portapiezas (40) están dispuestos en la base (42) de sujeción, en donde dos de los mandriles (1b, 1d) están provistos cada uno de un disco (9b, 9d) de centrado en el área de inserción de la abertura de recepción para alinear el portapiezas (40) en una primera dirección y los otros dos mandriles (1a, 1c) están provistos cada uno de un disco (9a, 9c) de centrado en el área de inserción de la abertura de recepción para alinear el portapiezas (40) en una segunda dirección que discurre transversalmente a la primera dirección.

16. Sistema de sujeción de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque al menos cuatro de los mandriles (1a-1d; 1e-1k) están dispuestos sobre la base (42, 42a) de sujeción, y en donde al menos dos de los mandriles (1a, 1c; 1f, 1h) están alineados entre sí en una dirección y en donde al menos otro de los mandriles (1b, 1d; 1g, 1k; 1e, 1i) está a 90° con los dos mandriles (1a, 1c; 1f, 1h) alineados sobre la base (42, 42a) de sujeción.

17. Sistema de sujeción de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque al menos cuatro de los mandriles están dispuestos en la base de sujeción, en donde al menos dos de los mandriles (1a, 1c; 1f, 1h) están lineados entre sí en una primera dirección y al menos dos mandriles (1b, 1d; 1g, 1k) más están alineados entre sí en una segunda dirección, en donde los dos mandriles (1a, 1c; 1f, 1h) alineados entre sí en la primera dirección están provistos cada uno de un disco (9a, 9c; 9f, 9h) de centrado para alinear el respectivo elemento de sujeción en una primera dirección y en donde los dos mandriles (1b, 1d; 1g, 1k) alineados entre sí en la segunda dirección están provistos cada uno de un disco (9b, 9d; 9g, 9k) de centrado para alinear el elemento de sujeción en una segunda dirección desplazada en 90° con respecto a la primera dirección.

18. Sistema de sujeción de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque tres, cuatro, cinco o seis de los mandriles están distribuidos a lo largo de una línea circular sobre la base de sujeción.