MX2015001948A - Disposicion de herramientas. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a una disposición de herramientas con una herramienta de atornillado (1) y un receptor de herramientas (7), la herramienta de atornillado (1) que tiene una rosca (4) para acoplamiento en una contra rosca (11) en el receptor de herramientas (7). De acuerdo con la invención, la contra rosca (11) y la rosca (4) tienen diferentes contornos de rosca y por lo tanto, en la condición atornillada, estos se adaptan entre ellos por deformación elástica.

Description

DISPOSICIÓN DE HERRAMIENTAS La invención se refiere a una disposición de herramientas de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

A partir del documento US 2,328,602, se conoce una disposición de herramienta genérica, que consiste en una herramienta de atornillado y un receptor de herramienta, diseñado como un husillo de la máquina. Una rosca exterior, que está diseñada como una rosca de refuerzo y se acopla en una rosca interior correspondiente en el receptor de la herramienta, se encuentra en la herramienta de atornillado. Además, se proporciona una superficie de soporte cónica para la colocación centrada de una superficie de contador correspondiente en la herramienta de atornillado en el lado frontal del receptor de la herramienta.

En la conexión de herramientas de atornillado con un receptor de la herramienta por medio de una rosca, el problema que puede surgir como resultado de una deformación elástica de los flancos de rosca durante el atornillado y ajuste, sólo unos pocos cursos de rosca en las proximidades de las superficies de sujeción dispuestas asumir una función de soporte de carga. Por lo tanto, no se puede usar la posible resistencia a la tracción de la rosca y la conexión no alcanza la máxima estabilidad. Este es particularmente el caso si las roscas exteriores y/o interiores están hechas de material frágil, tal como un metal duro o cerámica.

El objetivo de la invención es crear una disposición de herramientas con un receptor de herramienta y una herramienta de atornillado, que hace posible una disposición estable y exacta de la herramienta de atornillado en el receptor de la herramienta.

Este objetivo se alcanza mediante una disposición de la herramienta con las características de la reivindicación 1, una herramienta de atornillado en acuerdo con la reivindicación 16, y un receptor de herramienta de acuerdo con la reivindicación 17. Los refinamientos apropiados y modalidades ventajosas de la invención son objeto de las reivindicaciones subordinadas.

En la disposición de herramientas de acuerdo con la invención, las roscas y los contornos de rosca correspondientes, por lo tanto, tienen diferentes contornos de rosca, que, en el estado atornillado, se adaptan entre sí por medio de deformación elástica. La ventaja es que durante el atornillado, se produce un pretensado sobre una parte de la rosca debido a una deformación elástica de las roscas y durante la sujeción se alcanza un patrón de desgaste uniforme de la rosca en toda su longitud. De esta manera, se utiliza la resistencia a la tracción de toda la rosca. El contorno de rosca no se entiende que significa un flanco de rosca, sino más bien el contorno de toda la rosca de rosca en la sección longitudinal.

En una primera modalidad ventajosa, las roscas y los contornos de roscas tienen una inclinación diferente. La conexión de rosca de ese modo se puede seleccionar de tal manera que el componente de rosca diseñado como una rosca exterior tiene un paso más pequeño que la rosca interior correspondiente de este modo. Esto hace que sea posible que los flancos de la rosca se expandan o compriman elásticamente a través del atornillado de tal manera que los contornos de rosca están adaptados el uno al otro. Por lo tanto, la totalidad de las trayectorias de rosca son adyacentes una a la otra y se puede obtener un patrón de desgaste uniforme.

En una segunda modalidad ventajosa, las roscas y las roscas contrarias pueden ser diseñadas como roscas interiores cónicas y roscas externas con diferentes ángulos cónicos. De esta manera, también es posible alcanzar una expansión o compresión de ciertas áreas de rosca y por lo tanto un patrón de desgaste uniforme de la conexión de rosca. En una modalidad particularmente preferida, el ángulo de conicidad de la rosca interna es mayor que el ángulo de conicidad de la rosca exterior. Por medio de este desarrollo especial, la trayectoria de la rosca de la rosca exterior tiene un diámetro mayor que la trayectoria correspondiente de la rosca interior. Por medio de los flancos de la rosca inclinada preferiblemente, por lo tanto, esta parte de la rosca exterior se pone primero en contacto con la rosca interior y por lo tanto también se sujeta primero. Con un tensor de la rosca, esta área es deformada elásticamente y los contornos de rosca se adaptan el uno al otro. De esta manera, es posible alcanzar un patrón de desgaste uniforme.

La rosca exterior y la rosca interior correspondiente tienen adecuadamente una profundidad de rosca decreciente hacia el extremo libre del tapón roscado o hacia el extremo interior de la rosca interior. Las roscas de rosca, sin embargo, también pueden tener una profundidad de rosca constante.

En otra configuración ventajosa, el receptor de herramientas contiene un manguito de inserción en el que se proporciona la rosca interior. Mediante la selección de un material adecuado para el manguito de inserción, es posible lograr la amortiguación de vibraciones. Además, el receptor de herramientas también puede estar hecho de un metal duro sólido, pero quebradizo y el manguito de inserción con la rosca, de un acero suave pero elástica, que es favorable para un cierre seguro de la conexión de tornillo. Por otra parte, el receptor de la herramienta puede ser adaptada por varios manguitos de inserción para la recepción de las diferentes configuraciones de herramientas de atornillado. Los manguitos de inserción pueden constar de una parte o varias partes, que también pueden estar hechas de diferentes materiales. Es evidente que la rosca interior también se puede colocar sobre la herramienta en la forma de un manguito de inserción.

En una modalidad ventajosa, las superficies de sujeción pueden estar formadas por dos superficies cónicas de contacto o de soporte con diferentes ángulos de ahusamiento de la herramienta de atornillado y el receptor de la herramienta. De esta manera, se crea un área de soporte con un doble cono, lo que hace posible un aumento de la superficie de soporte y un efecto de centrado y soporte mejorado, en contraposición a una superficie de contacto plano o una superficie de contacto recta. Sin embargo, también es posible proporcionar superficies de soporte planas, o cuando se usa una rosca cónica, no para proporcionar una superficie de soporte.

La primera superficie de contacto cónica de la herramienta de atornillado adyacente a una cabeza de herramienta en la herramienta y la primera superficie de soporte cónica correspondiente en el lado frontal del receptor de herramienta preferiblemente tiene un ángulo de conicidad relativamente grande. Aquí, ha demostrado ser favorable un ángulo de conicidad de 170 °. En un desarrollo preferido, la segunda superficie de contacto cónica sigue esta superficie en la herramienta de atornillado, y la segunda superficie de soporte cónica correspondiente sigue el receptor de herramienta. Esta segunda superficie de contacto y la segunda superficie de soporte correspondiente de ese modo tienen preferiblemente ángulos cónicos relativamente pequeños. Aquí, un ángulo de conicidad de 10 0 ha demostrado ser favorable. Sin embargo, también es posible proporcionar, por ejemplo, un área cilindrica intermedia entre las dos superficies cónicas. Un cono doble del tipo descrito con dos ángulos cónicos diferentes tiene la ventaja de que el ángulo de conicidad pequeño hace posible un buen centrado de la herramienta de atornillado en el receptor de la herramienta, y el ángulo del cono grande, un centrado adicional, sin embargo, con mucha reducción de las fuerzas de expansión en el receptor de la herramienta. Además, debido a la primera superficie de contacto cónica, la rigidez de la herramienta se incrementa, ya que la herramienta no puede deslizarse con una carga radial, como es el caso con una superficie de contacto plana.

Por lo tanto son posibles dos modalidades para la orientación de la primera superficie de contacto cónica y la primera superficie de soporte cónica correspondiente. En un primer desarrollo preferido, los diámetros de estas superficies cónicas se reducen en la dirección de rosca de la herramienta, es decir, los conos que se basan en las superficies cónicas que forman la punta de cono doble en la misma dirección. En esta modalidad, es posible un ligero ensanchamiento del receptor de la herramienta por las superficies cónicas. En comparación con una superficie de contacto plana axial, la rosca pretensada se eleva menos agudamente con el ángulo de rosca y por lo tanto es posible tener un ajuste más exacto de la tensión previa durante el montaje de la herramienta de atornillado. Dado que las herramientas de tornillos en su mayoría están hechas de una sola pieza a partir de materiales muy duros, la deformación elástica de la rosca necesaria para el bloqueo de la rosca, en gran medida, se limita a la deformación de la rosca interior del receptor herramienta. Con respecto al mayor tiempo posible de una vida de servicio de un receptor de tal herramienta, un ajuste exacto de la tensión previa de la rosca es, por lo tanto, extremadamente importante. Por medio de un doble cono del tipo descrito, se hace posible un pretensado exacto de la rosca debido a la mejor capacidad de ajuste. En otro posible desarrollo, los diámetros de la primera superficie de contacto cónica y el correspondiente aumento de la primera superficie de soporte cónica en la dirección de rosca de la herramienta, es decir, los conos que se basan en las dos superficies cónicas que forman la punta de cono doble en las direcciones opuestas. Con un desarrollo de tal doble cono, se contrarresta un ensanchamiento de la herramienta de receptor, puesto que se oponen las fuerzas radiales causadas por las superficies cónicas. La ventaja especial de este desarrollo es que un par de torsión de ajuste superior puede ser alcanzado por la reducción del ensanchamiento del manguito con la rosca interior, sin dañar asi el manguito de rosca.

En otra forma ventajosa, otra área de soporte con otra superficie de contacto y una superficie de soporte adicional correspondiente de ese modo se proporcionan en el extremo libre del tapón roscado y, en consecuencia también, en el extremo interior de la rosca interior. Esta superficie de contacto adicional en el tapón roscado puede tener, por ejemplo, una forma esférica, mientras que la superficie de soporte adicional correspondiente puede hacerse cilindrico. Como resultado de la superficie de contacto esférica y la superficie de soporte cilindrica, un único contacto parcial entre la herramienta de tornillo en la herramienta y el receptor se alcanza en esta área. Apropiadamente, la superficie de contacto esférica tiene un exceso dimensión en comparación con la superficie de soporte cilindrica, de modo que el pretensado en esta área de soporte adicional es independiente de la profundidad de rosca. Sin embargo, son concebibles otros desarrollos del área de soporte adicional. Asi, en una combinación arbitraria, superficies, cónica, cilindrica o de contacto esféricas o superficies de soporte pueden también ser proporcionadas en la herramienta y el receptor de la herramienta.

La rosca se puede diseñar como una rosca exterior o interior, en donde, a continuación, a contra rosca se diseña en consecuencia como una rosca interior o exterior correspondiente.

El receptor de herramientas puede, por ejemplo, estar formada de acero, carburo, aluminio, o un compuesto de fibra, en particular con fibras de vidrio o de carbono.

Otras características y ventajas de la invención se pueden deducir de la siguiente descripción de ejemplos de modalidad preferidos con la ayuda de los dibujos. Las cifras muestran lo siguiente: La Figura 1, una herramienta de atornillado en una sección longitudinal; La Figura 2, el receptor herramienta en una sección longitudinal; y La Figura 3, la disposición de herramientas en una sección longitudinal.

La Figura 1 muestra una herramienta de atornillado 1 de la disposición de herramientas en una vista en sección. La herramienta de atornillado 1 tiene una cabeza de la herramienta 2, que está diseñada como una fresa de cabeza esférica, y un eje de herramienta 3, que se estrecha cónicamente hacia la parte trasera. El eje de la herramienta 3 se subdivide en el ejemplo de modalidad mostrado aquí en una área de rosca de X con una rosca exterior 4, una primera área de soporte exterior Y situada eennttrree eell ccaabbeezzaall ddee la herramienta 2 y de la rosca exterior 4, y una segunda área de soporte interior Z en el extremo libre del eje de la herramienta 3. El eje de la herramienta 3, sin embargo, puede también llevarse a cabo sin una área de soporte exterior adicional Y y/o sin un área de soporte interior Z.

La rosca exterior 4 en la área de rosca X se estrecha de forma cónica con el ángulo del cono a. La primera área de soporte exterior Y tiene una primera superficie de contacto cónica 5 para la colocación en una superficie de soporte contra-cónica 6 en un lado delantero de un receptor de herramienta 7 y una segunda superficie de contacto cónica 8 para la colocación sobre una segunda superficie de soporte cónico 9 en el interior del receptor de herramienta 7. De esta manera, un cono doble, que proporciona un centrado mejorado y un aumento del efecto de soporte, se produce en la transición entre la cabeza de la herramienta 2 y de la rosca exterior 4.

La Figura 2 muestra el receptor herramienta 7 que pertenece a la herramienta de atornillado 1. Este receptor tiene una abertura 10 con una rosca interior 11. La rosca interior 11 está diseñada de forma cónica y corresponde a la rosca exterior 4 de la herramienta de atornillado 1, pero tiene ángulo de inclinación b mayor que el ángulo de conicidad a. Los pasos de la rosca exterior 4 y la rosca interior 11 pueden ser equivalente. En el lado frontal del receptor de herramienta 7, la área de soporte exterior Y se proporciona con la primera superficie de soporte 6 para la colocación de la primera superficie de contacto 5 y con la segunda superficie de soporte cónica 9 para la colocación en la segunda superficie de contacto 8 de la herramienta de atornillado 1. Además, en el receptor herramienta 7, una abertura de suministro 13 está dispuesto coaxial a su eje medio 12 para el suministro del fluido de trabajo a la abertura de paso 14 de la herramienta de atornillado 1.

Si la herramienta de atornillado 1 se inserta en la abertura del receptor 10 del receptor de herramienta 7, las trayectorias de rosca de la rosca exterior 4 cerca del extremo libre del eje de la primera herramienta se acoplan con la rosca interior 11. Al atornillar, esta parte de la conexión de rosca también primero se comprime o expande, por lo que en esta área, los flancos de la rosca de la conexión roscada están uno enseguida del otro. Durante el ajuste de la conexión de rosca, los otros cursos de rosca de la rosca de conexión también se acoplan y se produce un patrón de desgaste uniforme. Se aplican tensiones a través de la cabeza de la herramienta en esta conexión de rosca distribuida uniformemente sobre los diversos flancos de rosca y se introducen en el receptor de la herramienta. La conexión de rosca de esta disposición de herramientas es por lo tanto extremadamente estable y eficaz. Para esta conexión de rosca, las roscas con superficies inclinadas, que son, roscas cónicas, roscas redondas, roscas de refuerzo o similares, son particularmente adecuados.

Las ventajas descritas, sin embargo, también se pueden alcanzarse con otra modalidad, que se muestra en la Figura 3. En esta otra modalidad, los diferentes contornos de rosca de la rosca exterior 4 y la rosca interior 11 son alcanzados por las diferentes inclinaciones de rosca. Con una conexión de dicha rosca, hay una compresión o expansión de los flancos de la rosca durante el atornillado. La magnitud de la compresión o expansión se puede ajustar a través de la diferencia de los pasos de rosca. Por lo tanto, es posible producir, de una manera intencionada, un pretensado especifico dentro de la conexión de rosca con el fin de lograr un patrón de desgaste uniforme de los flancos de la rosca. La rosca exterior 4 en la Figura 3 tiene un paso de rosca menor que la rosca interior 11. Esto hace que sea posible que la rosca exterior 4 se estire durante el atornillado con la rosca interior 11, y para la rosca interior 11 para ser comprimido. Si se aprieta esta conexión de rosca, a continuación, todas las trayectorias de rosca se encuentran una junto a la otra por medio de la compresión o expansión durante el enroscado, y se producen un patrón de desgaste uniforme y una conexión muy estable. Para la rosca exterior y la rroossccaa interior correspondientes, se pueden usar las formas de rosca tanto cónica como cilindrica, que están diseñadas como roscas trapezoidales, roscas planas, roscas cónicas, roscas redondas, roscas de refuerzo, o similares.

En la modalidad de la disposición de herramientas que se muestra en la Figura 3, la rosca exterior 4 de la herramienta de atornillado 1 y la rosca interior 11 del receptor de herramienta 7 que pertenece a la misma se forman como roscas trapezoidales con un ángulo de flanco de 300. La rosca exterior 4 de la herramienta de atornillado 1 y la rosca interior 11 del receptor de herramienta 7 que pertenece a la misma, sin embargo, también se puede formar como roscas trapezoidales con otros ángulos de flanco. En contraste con las roscas tradicionales en las que las trayectorias de rosca tienen una profundidad de rosca constante, la rosca exterior 4 que se usa en la presente, tiene una profundidad de rosca en las disminuciones de la cabeza de la herramienta 2 hasta el extremo posterior libre del eje de la herramienta 3. También con la rosca interior 11 del receptor herramienta 7, los descensos de profundidad de rosca de la segunda superficie de soporte 9 de la segunda área de soporte Z. de esta manera, se tienen en cuenta las diferentes tensiones en toda la longitud de la rosca.

De la Figura 3, se puede ver que la primera superficie de contacto 5 de la herramienta de atornillado 1 y la primera superficie de soporte correspondiente 6 del receptor de herramienta 7 se inclinan por 5 ° con respecto a un plano que es perpendicular al eje medio 12, en la dirección del extremo frontal de la cabeza de la herramienta 2. De esta manera, la primera superficie de contacto cónica 5 y también la primera superficie de soporte cónica 6 tienen un ángulo de conicidad de al menos 140 ° y un máximo de 179 °, pero preferiblemente 170 °. El diámetro de la segunda superficie de contacto cónica 8 de la herramienta de atornillado 1 y el diámetro de la segunda superficie de soporte cónica 9 del cono receptor de herramienta 7 en la dirección de rosca, de modo que un ángulo de inclinación de al menos 10 y menos de 90 ° se produce, pero preferiblemente 10 °, lo que significa un ángulo de las superficies cónicas de 5 con respecto al eje medio 12.

Las cifras, por otra parte, muestran la segunda área de soporte Z. Esta está formada por otra superficie de contacto esférica 15 de la herramienta de atornillado 1 y una superficie 16 de soporte cilindrico correspondiente de ese modo en el extremo de la abertura del receptor 10. La superficie de contacto esférica 15 prevé un único contacto parcial entre la herramienta de atornillado 1 y el receptor de herramienta 7. Apropiadamente, la superficie de contacto esférica 15 tiene un exceso dimensión en comparación con la superficie de soporte cilindrica 16, de modo que el pretensado en esta área de soporte Z es independiente de la profundidad de rosca. La segunda área de soporte aumenta la estabilidad y la precisión concéntrica de la disposición de herramientas a través del otro punto de soporte.

En el ejemplo de modalidad mostrado en la Figura 3, los diámetros de la primera superficie de contacto cónica 5 de la herramienta de atornillado 1 y la primera superficie de soporte cónica correspondiente 6 del receptor de herramienta 7 se expanden en la dirección de atornillado de la herramienta de atornillado 1. La primera superficie de contacto 5 y la primera superficie de soporte correspondiente 6 están inclinados 50 respecto a un plano perpendicular a la mitad del eje 12, en la dirección del eje de la herramienta 3. De esta manera, la superficie de contacto primera cónica 5 y también la primera superficie de soporte cónica 6 tienen un ángulo de conicidad de 170 °, al igual que en el ejemplo de modalidad de las Figuras 1 y 2. La segunda superficie de contacto 8 y el segundo contacto cónica superficie 9 con conicidad con un ángulo de 5 ° con respecto a la eje central 12, de modo que se produce un ángulo de conicidad de 10 °. En contraste con las modalidades de las Figuras 1 y 2, los conos que se basan en las dos superficies cónicas que forman la punta de cono doble en direcciones opuestas.

La invención no se limita a los ejemplos de modalidad descritos en la anterior y que se muestran en el dibujo. Así, por ejemplo, un contorno de rosca diferente entre el exterior y las roscas internas pueden también ser alcanzado en una forma distinta a la descrita. Además, en lugar del centrado de la herramienta de atornillado a través de las superficies de doble conicidad de centrado, también se puede utilizar una superficie de contacto plana. En la modalidad con la conexión de rosca cónica, también se puede prescindir por completo de una superficie de contacto adicional. Por lo tanto, también es posible, sin embargo, al combinar las características de los ejemplos de modalidad descritos uno con el otro. Por lo tanto, puede ser ventajoso, por ejemplo, diseñar una conexión de rosca cónica con diferentes ángulos cónicos y diferentes inclinaciones, a fin de lograr un pretensado o ajuste particularmente alto en la conexión de rosca.

Claims (17)

REIVINDICACIONES

1.- La disposición de herramientas con una herramienta de atornillado (1) y un receptor de la herramienta (7), en donde la herramienta de atornillado (1) tiene una rosca (4) para acoplarse en una contra rosca (11) en el receptor de la herramienta (7), caracterizada porque la contra rosca (11) y la rosca (4) tienen diferentes contornos de rosca, que se adaptan entre sí en el estado atornillado por deformación elástica.

2.- La disposición de herramientas de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la rosca (4) y la contra rosca (11) tienen diferentes inclinaciones.

3.- La disposición de herramientas de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la rosca (4) y la contra rosca (11) están diseñadas como una rosca interior cónica y rosca exterior con diferentes ángulos de conicidad (a; b)·

4.- La disposición de herramientas de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada porque el ángulo de conicidad (b) de la rosca interior (11) es mayor que el ángulo de conicidad (a) de la rosca exterior (4).

5.- La disposición de herramientas de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la rosca (4) o una contra rosca (11) está situada en un tapón roscado, y la rosca (4) y/o la contra rosca (11) contiene una profundidad de rosca que disminuye en el extremo del tapón roscado.

6.- La disposición de herramientas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1-5, caracterizada porque el receptor de la herramienta (7) o la herramienta de atornillado (1) contiene un manguito de inserción (1) en el que se encuentra la rosca interior (11).

7.- La disposición de herramientas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1-6, caracterizada porque en la herramienta de atornillado (1) y el receptor de la herramienta (7), hay al menos un área de soporte (Y), que está formada por dos superficies de contacto cónicas (5, 8) o superficies de soporte cónicas (6, 9) con diferentes ángulos cónicos.

8.- La disposición de herramientas de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada porque las dos superficies de contacto cónicas (5, 8) o las superficies de soporte cónicas (6, 9) están directamente adyacentes entre sí.

9.- La disposición de herramientas de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, caracterizada porque el área de soporte (Y) está formada por una primera superficie de contacto cónica (5) o la superficie de soporte cónica (6) adyacente a la cabeza de la herramienta (2), y una segunda superficie cónica de contacto (8) o una superficie de soporte cónica (9).

10.- La disposición de herramientas de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizada porque la primera superficie de contacto cónica (5) o la superficie de soporte (6) tiene un ángulo de conicidad de 170°, y la segunda superficie de contacto cónica (8) o la superficie de soporte (9), un ángulo de conicidad de 10°.

11.- La disposición de herramientas de acuerdo con una de las reivindicaciones 7-10, caracterizada porque el diámetro de la primera superficie de contacto cónica (5) o la superficie de soporte (6) aumenta o, preferiblemente, disminuye en la dirección de atornillado de la herramienta de atornillado.

12.- la disposición de herramientas de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque otra área de soporte (Z) con otra superficie de soporte (16) para la colocación se proporciona en la herramienta de atornillado y el receptor de la herramienta.

13.- La disposición de herramientas de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizada porque la superficie de contacto adicional (15) tiene una dimensión excesiva en comparación con la superficie de soporte adicional (16), y durante el montaje de la herramienta de atornillado (1) y el receptor de herramienta (7), hay un prensado entre la superficie de contacto (15) y la superficie de soporte (16).

14.- La disposición de herramientas de acuerdo con la reivindicación 12 o 13, caracterizada porque la superficie de soporte adicional (16) y la superficie de contacto adicional (15) están diseñadas como soporte cilindrico, esférico, o cónico o superficies de contacto.

15.- La disposición de herramientas de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la rosca (4) está diseñada como una rosca interior o exterior y, correspondientemente, la contra rosca (11), como una rosca exterior o interior.

16.- La herramienta de atornillado para una disposición de herramientas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1-15.

17.- El receptor de la herramienta para una disposición de herramientas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1-15.