MX2015002356A - Dispositivo de sujecion. - Google Patents

Abstract

La presente invención se relaciona con un dispositivo de sujeción (1) para sujetar un portaherramientas de una herramienta de perforación, de fresado o de rectificado en una máquina de balanceo, comprendiendo una unidad receptora (2) teniendo un receptáculo (9) para el vástago del portaherramientas y una pinza portapieza (10). En el dispositivo de sujeción referido el vástago (20) de una unidad de accionamiento (18) para el accionamiento de la pinza portapieza (10) se guía en forma deslizante en una perforación (19) central de la unidad receptora (2). El vástago (20) tiene en un extremo un cuerpo de introducción de fuerza (22) en el cual se apoyan varios resortes de compresión (30, 31) que permiten aplicar una carga a la pinza portapieza (10). Los resortes de compresión (30, 31) están dispuestos y/o configurados de tal manera que las fuerzas elásticas que actúan sobre el cuerpo de introducción de fuerza (22) al estar la pinza portapieza (10) bajo carga, aplican una carga asimétrica al cuerpo de introducción de fuerza (22) con relación al eje del vástago (20).

Description

DISPOSITIVO DE SUJECION CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con un dispositivo de sujeción para sujetar una parte de máquina destinado a ser rotado sobre un eje de rotación, en particular de un portaherramientas de una herramienta de perforación, de fresado o de rectificado, en una máquina de balanceo.

Dispositivos de sujeción del tipo referido se usan principalmente para sujetar herramientas que pueden accionarse con altas revoluciones en una máquina de balanceo. El balanceo de semejantes herramientas es sujeto de grandes exigencias puesto que herramientas insuficientemente balanceadas pueden conllevar un menoscabo de la calidad de mecanización. Para que se puedan cumplir las altas exigencias a la calidad de balanceo, se requiere una sujeción con centrado preciso de las herramientas que han de balancearse con la ayuda de un dispositivo de sujeción dispuesto en el husillo de la máquina de balanceo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Del documento WO 00/45983 Al se conoce un dispositivo de sujeción previsto en una máquina de balanceo para sujetar un portaherramientas en la cual la unidad de cuerpo de base, la cual se fija en un husillo de máquina accionado de manera que pueda rotar sobre un eje de rotación, tiene un receptáculo centrado respecto al eje de rotación, pudiendo enchufarse axialmente en éste un vástago de acoplamiento del portaherramientas. En el receptáculo se encuentra dispuesto una pinza portapieza que ataca el vástago de acoplamiento y que puede accionarse mediante una unidad de accionamiento de pinza que es guiada axialmente ajustable relativo a la unidad de cuerpo de base. La unidad de accionamiento de pinza se guia doblemente mediante dos pares de superficies de deslizamiento en la unidad de cuerpo de base. Con la finalidad de lograr una alta precisión de guia se pueden realizar estos pares con paso de interferencia, pero al precio de que la unidad de accionamiento de pinza se puede ajustar únicamente con gran esfuerzo relativo a la unidad de cuerpo de base. Tolerancias más amplias permiten un ajuste más ligero de la unidad de accionamiento de pinza. Pero errores de marcha concéntrica a causa de estas tolerancias pueden influenciar los resultados de medición y menoscabar sustancialmente la reproducibilidad de las mediciones.

Para evitar estas desventajas se conoce de la publicación referida además guiar la unidad de pinzas axialmente por medio de una disposición de cuerpos rodantes cuyos cuerpos rodantes ruedan en pistas de rodadura de la unidad de cuerpo de base y la unidad de accionamiento de pinza. La disposición de cuerpos rodantes debería facilitar una guía axial de la unidad de accionamiento de pinza con ajuste ligero y no obstante precisa, en particular cuando los cuerpos rodantes se montan bajo precargo entre la unidad de cuerpo de base y la unidad de accionamiento de pinza.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención se basa en el objetivo de crear un dispositivo de sujeción del tipo indicado que puede accionarse con ajuste ligero y que puede producirse económicamente.

De acuerdo a la invención este objetivo se logra por un dispositivo de sujeción que tiene las características indicadas en la reivindicación 1. Acondicionamientos ventajosos del dispositivo de sujeción se indican en las demás reivindicaciones.

El dispositivo de sujeción de conformidad con la invención comprende una unidad receptora con un receptáculo centrado respecto al eje de rotación, en el cual se puede insertar axialmente un vástago de acoplamiento de una parte de máquina, una pinza portapieza dispuesta en el receptáculo y una unidad de accionamiento guiada en forma axialmente movible para el accionamiento de la pinza portapieza, teniendo la unidad de accionamiento un vástago guiado en forma axialmente deslizante en una perforación central de la unidad receptora, en un extremo del vástago un cuerpo de sujeción para accionar la pinza portapieza, en el otro extremo del vástago un cuerpo de introducción de fuerza y varios resortes de compresión que se encuentran dispuestos entre la unidad receptora y el cuerpo de introducción de fuerza, los resortes de compresión estando dispuestos y/o configurados de tal manera que las fuerzas elásticas que actúan sobre el cuerpo de introducción de fuerza al estar la pinza portapieza bajo carga ejercen una presión asimétrica sobre el cuerpo de introducción de fuerza respecto al eje del vástago.

La invención se basa en el descubrimiento de que se puede lograr una alta calidad de balanceo también si el dispositivo de sujeción tiene un desequilibrio limitado en la posición de sujeción, en la cual se realiza la medición del desequilibrio. Este desequilibrio puede entonces medirse con precisión y se puede separar mediante cálculo de la proporción de desequilibrio de la parte de máquina al detectar el desequilibrio total del dispositivo de sujeción y de la parte de máquina por balancear. Esencial para semejante proceder es, sin embargo, que no cambia después de cada evento de sujeción el desequilibrio medido del dispositivo de sujeción, el cual puede deberse a una excentricidad de la unidad de accionamiento que se guia en forma deslizante de ajuste ligero y, por consiguiente, no totalmente libre de juego, sino que dicho desequilibrio conserve su posición y magnitud después de cada evento de sujeción.

De acuerdo a la invención se logra esto a través de una carga asimétrica del cuerpo de introducción de fuerza respecto al vástago por medio de resortes de compresión. Los resortes de compresión dispuestos en forma estacionaria entre la unidad receptora y el cuerpo de introducción de fuerza generan de esta manera un par de torsión que actúa sobre el cuerpo de introducción de fuerza y el vástago que tiene la tendencia de rotar el cuerpo de introducción de fuerza y el vástago sobre un eje que es perpendicular a un plano definido que pasa a través del eje de vástago. A causa de este par de torsión se empuja el vástago en una dirección que se encuentra en este plano contra la pared de la perforación central de la unidad receptora en la cual se apoya, de manera que adopta una posición excéntrica definida en la perforación de la unidad receptora a causa del juego existente en el soporte. Correspondientemente, también el cuerpo de introducción de fuerza conectado con el vástago recibe una posición igualmente excéntrica. Esta excentricidad estable a causa de la acción asimétrica de fuerza de los resortes de compresión causa un desequilibrio definido que puede detectarse en una corrida de prueba y que se puede compensar matemáticamente en las posteriores mediciones de desequilibrio. Esto permite prescindir de una guia libre de juego de la unidad de accionamiento mediante disposiciones de cuerpos rodantes y ajustes estrechos, lo que permite lograr una reducción clara de los costos de producción para el dispositivo de sujeción.

Los resortes de compresión del dispositivo de sujeción se ponen usualmente bajo precarga durante su montaje. Cuando la unidad de accionamiento del dispositivo de sujeción se mueve a la posición de sujeción, entonces los resortes de compresión se comprimen todavía más allá de su precarga inicial. Para lograr de manera sencilla una carga asimétrica del cuerpo de introducción de fuerza se puede aplicar a al menos uno de los resortes de compresión una precarga más grande que a los demás. La mayor fuerza elástica del resorte de compresión bajo mayor precarga puede lograrse mediante una menor longitud de instalación o una mayor longitud del resorte siendo definida la longitud de instalación.

Otra opción ventajosa para lograr la carga asimétrica puede consistir también en el uso de al menos un resorte de compresión con una curva característica de elasticidad más empinada respecto a los demás resortes de compresión.

Según otra propuesta de la invención la carga asimétrica del cuerpo de introducción de fuerza puede lograrse a través de una disposición asimétrica de varios resortes de compresión en el cuerpo de introducción de fuerza. En este caso, los resortes de compresión pueden ser iguales e instalarse con la misma precarga.

El número de resortes de compresión puede ser par o impar. Particularmente ventajoso resultó ser el uso de cinco resortes de compresión que se disponen a una distancia regular en el cuerpo de introducción de fuerza, dos resortes de compresión no adyacentes teniendo una misma precarga mayor y los otros resortes de compresión una misma precarga menor. Semejante disposición de los resortes de compresión permite lograr una orientación bastante confiable de las fuerzas de par de torsión y con ello una excentricidad de la unidad de accionamiento reproducible dentro de limites estrechos relativa a la unidad receptora.

Los resortes de compresión pueden disponerse en el dispositivo de sujeción de conformidad a la invención en perforaciones del cuerpo de introducción de fuerza y en la unidad receptora; mediante diferentes profundidades de perforación puede producirse la diferencia en la precarga de los resortes de compresión.

El vástago de la unidad de accionamiento puede alojarse venta osamente en bujes de deslizamiento que garantizan un movimiento fácil, disponiendo los bujes en la perforación de la unidad receptora. Como bujes de deslizamiento pueden usarse bujes de deslizamiento autolubricantes.

Para poder mover la unidad de accionamiento neumática o hidráulicamente contra la fuerza de los resortes de compresión a una posición libre, el cuerpo de introducción de fuerza puede ser un émbolo de una disposición de émbolo y cilindro que está dispuesta en forma coaxial en el husillo rotatorio de una máquina de balanceo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La invención se describe a continuación más de cerca con la ayuda de un ejemplo de realización representado en la figura 1.

La figura 1 muestra una sección longitudinal a través de un dispositivo de sujeción de conformidad con la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN El dispositivo de sujeción 1 representado está destinado a ser insertado en el extremo abierto de un husillo hueco de una máquina de balanceo. El dispositivo de sujeción 1 tiene una unidad receptora 2 que se compone de dos partes, conectadas entre si mediante tornillos, una parte receptora 3 y una parte de cojinete 4. Una brida 5 teniendo perforaciones de fijación 6 en la parte receptora 3 sirve para fijar la unidad receptora 2 en la cara frontal del husillo hueco. La parte receptora 3 está provista en su exterior con una superficie de centrado 7 para el centrado exacto respecto al husillo hueco. A través de la parte receptora 3 se extiende en dirección axial una perforación pasante 8 con un receptáculo 9 central que está destinado para la recepción de un vástago de acoplamiento de cono hueco de gran inclinación normado de una herramienta. Desde luego se puede formar la parte receptora 3 también con un receptáculo de diferente configuración para el alojamiento de vástagos de acoplamiento de otra forma.

En la perforación pasante 8 se encuentra una pinza portapieza 10 que se fija mediante una brida 11 en una entalladura anular 12 formada en la parte de cojinete 4 con la ayuda de unos tornillos. La pinza portapieza 10 tiene en una parte de su extensión longitudinal una sección de manguito 13 con varias ranuras en dirección longitudinal que se proyecta al interior del receptáculo 9 y que tiene allí en su extremo con ranuras una brida de sujeción 14. Al sujetar un vástago de acoplamiento insertado en el receptáculo 9 la brida de sujeción 14 abraza con una superficie de sujeción 15 una protuberancia de sujeción formada en la abertura del vástago de acoplamiento.

El accionamiento de la pinza portapieza 10 se realiza por medio de una unidad de accionamiento 18 que tiene un vástago 20 dispuesto en una perforación 19 central de la parte de cojinete 4; el vástago tiene en su extremo asociado con la pinza portapieza 10 un cuerpo de sujeción 21 y que en su extremo opuesto que sale de la parte de cojinete 4 está firmemente conectado con un cuerpo de introducción de fuerza 22 en forma de disco. Entre el cuerpo de sujeción 21 y el cuerpo de introducción de fuerza 22 el vástago 20 está provisto con una sección de guía cilindrica y se guía en bujes de deslizamiento 23, 24 que se encuentran dispuestos en la perforación 19. La sección de guía del vástago 20 tiene en los bujes de deslizamiento 23, 24 un juego en el orden de magnitud de 30 a 50 mm, lo que garantiza una movilidad axial ligera del vástago 20. El cuerpo de sujeción 21 tiene una superficie de sujeción 25 cónica que actúan concurrentemente con unas superficies de sujeción 26 cónicas en el extremo con ranuras de la sección de manguito 13 para abrir la brida de sujeción 14. En el extremo orientada hacia el vástago 20 el cuerpo de sujeción 21 forma un tope 27 que limita el movimiento de la unidad de accionamiento 18 en una dirección que alarga la distancia entre la parte de cojinete 4 y el cuerpo de introducción de fuerza 22.

En las superficies de la parte de cojinete 4 y del cuerpo de introducción de fuerza 22 que se oponen entre sí se encuentran unas perforaciones de alojamiento 28, 29 opuestas entre si con la misma disposición en las cuales se encuentran dispuestos bajo precarga unos resortes de compresión 30, 31, realizados como resortes helicoidales de compresión. Por medio de los resortes de compresión 30, 31 se mantiene la unidad de accionamiento 18 en la posición de tope representada en la figura 1, en la cual el cuerpo de sujeción 21 se apoya con el tope 27 en la parte de cojinete 4.

El resorte de compresión 30 tiene un número de vueltas más grande y una longitud de montaje más pequeña que el resorte de compresión 31. El resorte de compresión 30 genera por lo tanto una fuerza de precarga más grande, la cual produce en el cuerpo de introducción de fuerza 22 un par de torsión que actúa contra las manecillas de reloj sobre un eje perpendicular al plano de la figura 1. El par de torsión se apoya con la ayuda del vástago 20 en los bujes de deslizamiento 23, 24. Esto tiene como consecuencia que el vástago 20 se empuja en dirección del resorte de compresión 31 contra el buje de deslizamiento 24 y en dirección al resorte de compresión 30 contra el buje de deslizamiento 23. El vástago 20 obtiene a causa de esto en las situación de carga descrita una posición libre de juego, bien definida dentro de los bujes de deslizamiento 23, 24, el juego de deslizamiento presente no obstante; la posición se define exclusivamente por la carga asimétrica del cuerpo de introducción de fuerza 22 con la ayuda de los resortes de compresión 30, 31 y se puede repetir, por consiguiente, en cada evento de sujeción.

La posición de sujeción explicada en lo precedente y representada en la figura 1 de la unidad de accionamiento 18 no corresponde exactamente a la posición de sujeción al sujetar un vástago de acoplamiento. Más bien, al sujetar un vástago de acoplamiento, la unidad de accionamiento 18 se desplaza primeramente en dirección al receptáculo 9 aplicando una carga a los resortes de compresión 30, 31 hasta que el cuerpo de sujeción 21 sale con su extremo grueso de la pinza portapieza 10, de manera que la pinza portapieza 10 se contrae elásticamente y puede reducir el diámetro exterior de la brida de sujeción 14 para que sea posible insertar el vástago de acoplamiento en el receptáculo 9. Este movimiento de separación se produce en la unidad de accionamiento 18 usualmente bajo la acción de presión neumática sobre el cuerpo de introducción de fuerza 22 dispuesto en un cilindro. Para sujetar a continuación la brida de acoplamiento insertada se reduce la presión que actúa sobre el cuerpo de introducción de fuerza 22 y se empuja el cuerpo de sujeción 21 con su superficie de sujeción 25 a causa de la fuerza de los resortes de compresión 30, 31 contra las superficies de sujeción 26 de la pinza portapieza 10. Esto abre la pinza portapieza 10 y el vástago de acoplamiento se sujeta en el receptáculo 9. En la posición final de la unidad de accionamiento 18 bajo carga, en la cual todas las fuerzas están en equilibrio con las fuerzas generadas por los resortes de compresión 30, 31, el cuerpo de sujeción 21 se apoya en la pinza portapieza 10, encontrándose el tope 27 todavía a una distancia del extremo adyacente de la parte de cojinete 4. La fuerza elástica de los resortes de compresión 30, 31 es mayor en esta posición bajo carga que en la posición de tope descrita en lo precedente, pero también la diferencia entre las fuerzas de los resortes de compresión 30, 31 y el par de torsión provocado por ello es correspondientemente más alto, de manera que el empuje radial del vástago 20, descrito en lo precedente, contra los bujes de deslizamiento 23, 24 es igualmente presente. De esta manera se encuentra el dispositivo de sujeción 1 en estado de carga en una posición bien definida con una excentricidad definida del vástago 20 y del cuerpo de introducción de fuerza 22. Un desequilibrio que resulta de esto puede detectarse y compensarse en la medición de desequilibrio.

En el ejemplo de realización descrito en lo precedente se muestran por motivo de simplificación únicamente dos resortes de compresión. Pero usualmente se usa en dispositivos de sujeción del tipo descrito un número más grande de resortes de compresión. Para lograr la carga asimétrica del cuerpo de introducción de fuerza que se requiere de conformidad con la invención es conveniente, por consiguiente, proveer varios de los resortes de compresión presentes con una precarga más alta. Particularmente ventajoso resultó ser una disposición de cinco resortes de compresión que se disponen a distancia regular y a la misma distancia del eje del vástago entre la unidad receptora y el cuerpo de introducción de fuerza, generando al menos dos resortes de compresión que no están directamente contiguas una fuerza elástica mayor en comparación con los demás resortes de compresión. Los dos resortes de compresión más fuertes y el tercer resorte de compresión entre ellos producen aquí un par de torsión con orientación definida que permite poner la unidad de accionamiento en la posición de sujeción con precisión repetidle en una posición excéntrica libre de juego.

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo de sujeción para sujetar una parte de máquina destinada para la rotación sobre un eje de rotación en una máquina de balanceo comprendiendo una unidad receptora teniendo un receptáculo centrado respecto al eje de rotación en el cual se puede insertar axialmente un vástago de acoplamiento de la parte de máquina, una pinza portapieza dispuesta en el receptáculo y una unidad de accionamiento guiada en ésta que se puede mover axialmente relativo a la unidad receptora para el accionamiento de la pinza portapieza, teniendo la unidad de accionamiento un vástago guiado en forma deslizante en una perforación central de la unidad receptora, un cuerpo de sujeción que acciona en un extremo del vástago la pinza portapieza, en el otro extremo del vástago un cuerpo de introducción de fuerza y varios resortes de compresión que se encuentran dispuestos entre la unidad receptora y el cuerpo de introducción de fuerza, caracterizado porque los resortes de compresión están dispuestos y/o configurados de tal manera que las fuerzas elásticas que actúan sobre el cuerpo de introducción de fuerza al estar la pinza portapieza bajo carga ejercen una carga asimétrica con relación al eje del vástago contra el cuerpo de introducción de fuerza.

2. Dispositivo de sujeción de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los resortes de compresión están bajo precarga, estando al menos uno de los resortes de compresión bajo una precarga más alta que los demás.

3. Dispositivo de sujeción de conformidad con una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque la curva característica de elasticidad de al menos uno de los resortes de compresión es diferente de la curva característica de elasticidad de los demás resortes de compresión.

4. Dispositivo de sujeción de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los resortes de compresión se disponen de manera asimétrica en el cuerpo de introducción de fuerza.

5. Dispositivo de sujeción de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el número de resortes de compresión es impar.

6. Dispositivo de sujeción de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque cinco resortes de compresión están dispuestos a distancia regular en el cuerpo de introducción de fuerza, estando dos resortes de compresión no adyacentes entre sí bajo una misma precarga más alta y los demás bajo una misma precarga más baja.

7. Dispositivo de sujeción de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los extremos de los resortes de compresión están dispuestos en perforaciones de alojamiento del cuerpo de introducción de fuerza y de la unidad receptora.

8. Dispositivo de sujeción de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el vástago se apoya con juego en unos bujes de deslizamiento.

9. Dispositivo de sujeción de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el cuerpo de introducción de fuerza es un émbolo de una disposición de émbolo y cilindro que está configurada para el movimiento neumático de la unidad de accionamiento a una posición de liberación.