MXPA00006932A

MXPA00006932A - Un aparato para sujetar una pieza de trabajo.

Info

Publication number: MXPA00006932A
Application number: MXPA00006932A
Authority: MX
Inventors: Luscher Marcel
Original assignee: Erowa Ag
Priority date: 1999-07-14
Filing date: 2000-07-14
Publication date: 2002-07-09
Also published as: JP4724274B2; CN1280898A; DE50005384D1; CN1200795C; JP4805445B2; HK1034485A1; RU2203780C2; AU4516000A; SG83214A1; PL193469B1; CA2313567A1; CZ295107B6; DE50005384C5; CN1298503C; EP1068918B1; AU762488B2; US6367814B1; DE50008295D1; KR20010049785A; PL341276A1

Abstract

El aparato comprende un miembro portaherramienta que sera montado dentro del area de operacion de la maquina herramienta y un transportador de la pieza de trabajo que puede colocarse sobre el miembro portaherramienta y ajustarse al mismo. Los miembros de primer posicionamiento proporcionados en el miembro portaherramienta y los miembros de segundo posicionamiento proporcionados en el transportador de la pieza de trabajo cooperan para definir la posicion del transportador de la pieza de trabajo a lo largo de tres ejes coordinados, cada uno desplazandose en forma perpendicular a cada uno asi como con respecto a la orientacion angular. Un mecanismo de sujecion fija el miembro del transportador de la pieza de trabajo al miembro portaherramienta en la posicion definida mencionada con anterioridad. Para poder asegurar una mayor resistencia contra los momentos de inclinacion y de torsion que ocurren durante el maquinado de una pieza de trabajo, los miembros del primer posicionamiento estan constituidos por espigas conicas de centrado y los miembros de segundo posicionamiento estan constituidos por ranuras en forma de una ranura de dos etapas que tiene dos salientes. Los bordes de las salientes que sobresalen hacia el interior de dicha ranura tienen una distancia mutua que es de algun modo menor que el ancho de las espigas conicas de centrado, medidas entre esas localizaciones que tocan los bordes de las salientes una vez que el transportador de la pieza de trabajo es sujetada al miembro portaherramienta.

Description

UN APARATO PARA SUJETAR UNA PIEZA DE TRABAJO Campo del Invento La presente invención se refiere a un aparato para sujetar una pieza de trabajo en una posición bien definida dentro del área de operación de una máquina herramienta, que comprende un miembro portaherramienta adaptado para ser fijado dentro del área de operación de la máquina herramienta, un transportador de la pieza de trabajo adaptado para ser fijado en el miembro portaherramienta el cual será sujetado a la misma, y un mecanismo de sujeción para sujetar el transportador de la pieza de trabajo al miembro portaherramienta.

Antecedentes del Invento Dicho aparato, bien conocido en el arte, principalmente sirve para sujetar una pieza de trabajo que será maquinada en el área de operación de una máquina herramienta de muy alta precisión. Es particularmente importante que también se asegure la precisión repetitiva. En otras palabras, la pieza de trabajo recibida en el transportador de la pieza de trabajo tiene que ser sujetada en forma subsecuente muchas veces en un miembro portaherramienta adaptado al transportador de la pieza de trabajo y, por lo tanto, deberá tener siempre una posición definida en forma precisa en dirección X, en dirección Y, en dirección Z y también con referencia a la orientación angular del eje Z, por ejemplo, en circunstancias en las que el transportador de la pieza de trabajo que sostiene la pieza de trabajo que va a ser maquinada tiene que ser sujetada en diferentes máquinas herramientas que en forma subsecuente, realizan diferentes operaciones de maquinado y cada una está equipada con un miembro portaherramienta idéntico, o al medir y examinar estaciones equipadas con el mismo miembro portaherramienta también. Por ejemplo, dicho aparato está expuesto en la Patente Europea No. 0,255,042. Ese aparato comprende dos pares de miembros de bandas posicionadoras que sobresalen sobre la superficie del miembro portaherramienta, equipados con superficies de contacto para la orientación del transportador de la pieza de trabajo en las direcciones X y Y. Además, se proporcionan cuatro espigas que también sobresalen sobre la superficie del miembro portaherramienta. Estas espigas son las responsables de definir la posición Z del transportador de la pieza de trabajo. El transportador de acoplamiento de la pieza de trabajo comprende una superficie plana adaptada para descansar sobre las espigas mencionadas con anterioridad proporcionadas en el miembro portaherramienta. Además, la superficie del transportador de la pieza de trabajo está equipada con dos pares de ranuras en una colocación que corresponde a la de los miembros de las bandas posicionadoras mencionadas con anterioridad. Las ranuras tienen bordes flexibles cuya intención es que descansen sobre las superficies de contacto de los miembros de las bandas mencionadas con anterioridad del miembro portaherramienta. Finalmente, el transportador de la pieza de trabajo tiene una apertura central para recibir un miembro de perno de arrastre por medio del cual la fuerza de sujeción requerida para mantener la posición definida entre el transportador de la pieza de trabajo y el miembro portaherramienta es transferida. Por lo tanto, el miembro portaherramienta comprende un mecanismo de cierre esférico localizado al centro, el cual coopera con ese miembro de perno de arrastre. Una desventaja de dicho aparato conocido puede verse en el hecho de que es relativamente inestable, particularmente si tienen que maquinarse piezas de trabajo más grandes y más pesadas respectivamente. Por lo tanto, no puede resistir momentos de alta inclinación o fuerzas de torsión que pueden ocurrir, en especial en el caso de las operaciones de corte. Un aumento en el tamaño del aparato que también incremente la estabilidad no es algo deseado en muchos casos debido a la disponibilidad de espacio limitada.

Sumario del Invento Por lo tanto, es un objeto de la presente invención proporcionar un aparato para sujetar una pieza de trabajo en una posición bien definida dentro del área de operación de una máquina herramienta en donde el transportador de la pieza de trabajo sujetada al miembro portaherramienta y, de igual modo, la pieza de trabajo que va a maquinarse tienen una resistencia incrementada en forma substancial contra los momentos de inclinación y las fuerzas de torsión, evitando, en forma simultánea, el peligro de que el transportador de la pieza de trabajo y, de tal modo, que la pieza de trabajo sea desplazada con relación al miembro portaherramienta, todo esto al mantener el tamaño pequeño deseado y una precisión muy alta en lo que concierne a la colocación del transportador de la pieza de trabajo con relación al miembro portaherramienta, en particular también en el caso de la sujeción repetitiva, como se explicará de aquí en adelante. Con el fin de poder alcanzar este y otros objetos, la presente invención proporciona un aparato para sujetar una pieza de trabajo en una posición bien definida dentro del área de operación de una máquina herramienta, que comprende un miembro portaherramienta adaptado para ser fijado dentro del área de operación de la máquina herramienta, un transportador de la pieza de trabajo adaptado para ser fijado en el miembro portaherramienta y cual será sujetado a la misma, y un mecanismo de sujeción para sujetar el transportador de la pieza de trabajo al miembro portaherramienta y adaptado para poder cambiarse de una condición de liberación a una condición de sujeción y viceversa. El miembro portaherramienta comprende miembros de primer posicionamiento y el transportador de la pieza de trabajo comprende miembros de segundo posicionamiento. Los miembros de primer y segundo posicionamiento cooperan de tal manera que definen la posición del transportador de la pieza de trabajo con relación al miembro portaherramienta junto con los tres ejes coordinados que se desplazan en forma perpendicular a cada uno, es decir, el eje X, el eje Y y el eje Z, así como con respecto a la orientación angular alrededor del eje Z. Por lo cual, el mecanismo de sujeción fija al transportador de la pieza de trabajo al miembro portaherramienta una vez que es cambiado a la condición de sujeción para mantener la posición definida. Los miembros de primer posicionamiento están constituidos por espigas cónicas de centrado y los miembros del segundo posicionamiento están constituidos por ranuras en forma de una ranura de dos etapas. La ranura tiene dos salientes cuyos bordes sobresalen hacia el interior de la ranura.. La distancia mutua de estos bordes es de algún modo menor que el ancho de las espigas cónicas de centrado, medidas entre aquellas localizaciones que tocan estos bordes una vez que el transportador de la pieza de trabajo es sujetado al miembro portaherramienta. Para poder aún incrementar más la alta resistencia deseada en contra de los cambios de posición no intencionales causados por los momentos de inclinación y de torsión que ocurren bajo carga pesada, se proporciona en una modalidad preferida que las espigas de centrado estén distribuidas en forma uniforme a lo largo del borde de la superficie superior del miembro portaherramienta, donde por lo menos las superficies laterales opuestas en forma periférica de las espigas de centrado estén inclinadas con respecto al eje Z del aparato. Por otra parte, los miembros de primer posicionamiento comprenden además porciones elevadas de la superficie localizadas en la superficie superior del miembro portaherramienta y se extienden hacia arriba al borde del mismo. Una resistencia aún más incrementada para soportar altas fuerzas de torsión puede alcanzarse si las ranuras son maquinadas dentro de una saliente proporcionada en una porción superior del transportador de la pieza de trabajo, donde la saliente sobresale hacia el interior de la cavidad cilindrica del transportador de la pieza de trabajo, la localización de las ranuras corresponde a la localización de las espigas de centrado proporcionadas en el miembro portaherramienta.

Breve Descripción de las Figuras A continuación se describirá una modalidad del aparato de acuerdo a la presente invención, con referencia a los dibujos anexos, en los cuales: La Figura 1 muestra una vista en perspectiva de un miembro portaherramienta; La Figura 2 muestra una vista de la parte superior del miembro portaherramienta de la Figura 1 ; La Figura 3 muestra una vista en perspectiva de un miembro del transportador de la pieza de trabajo; La Figura 4 muestra una vista de la parte ¡nferior del miembro del transportador de la pieza de trabajo de la Figura 3; La Figura 5 muestra una vista seccional del miembro del transportador de la pieza de trabajo de la Figura 4, tomada a lo largo de la línea V-V en la Figura 4; y La Figura 6 muestra una vista seccional parcial esquemática de una apertura de centrado y una punta de centrado a una escala ampliada; La Figura 7 muestra una vista seccional del miembro portaherramienta de la Figura 1 tomada a lo largo de la línea VI I-VI I en la Figura 2; La Figura 8 muestra una vista seccional del miembro portaherramienta de la Figura 1 tomada a lo largo de la línea VIII-VI I I en la Figura 2; La Figura 9 muestra una vista seccional del miembro portaherramienta de la Figura 1 tomada a lo largo de la línea IX-IX en la Figura 2.

Descripción Detallada del Invento El aparato para sujetar una pieza de trabajo en una posición bien definida dentro del área de operación de una máquina herramienta mostrada como una modalidad en los dibujos comprende, por una parte, un miembro portaherramienta, designado por lo general con el número de referencia 1 y mostrado en las Figuras 1 , 2 y 7, 8, 9 y por otra parte, un miembro del transportador de la pieza de trabajo, designado por lo general con el número de referencia 25 y mostrado en las Figuras 3, 4 y 5. Mientras que el miembro portaherramienta está adaptado esencialmente para fijarse dentro del área de operación de una máquina herramienta (no mostrada en los dibujos), el miembro del transportador de la pieza de trabajo 25 sirve para recibir y sostener una pieza de trabajo que será maquinada. Debe enfatizarse que la expresión "pieza de trabajo" debe entenderse en un sentido general; en particular, una pieza de trabajo podría también ser una herramienta que va a maquinarse, por ejemplo, un electrodo para un aparato de maquinado electro erosivo. Como puede observarse, en particular en las Figuras 7, 8 y 9, el miembro portaherramienta 1 comprende esencialmente tres porciones, es decir, una porción base o elemento base 2, una porción intermedia 3 y una porción de cabeza 4. En la modalidad mostrada en los dibujos, el elemento base 2 tiene la forma de un disco circular o miembro de placa equipado con una apertura central 5; el propósito de esa apertura se explicará aquí más adelante. La porción intermedia 3 está equipada con una apertura 6 que tiene el mismo diámetro que la apertura 5 y tiene la forma de un elemento cilindrico o parecido a un tubo. Está conectado al elemento base 2 por medio de tornillos 7. Finalmente, la porción de cabeza 4 tiene una apertura central 8 también, otra vez con el mismo diámetro que las aperturas 5 y 6. Tiene esencialmente, una forma parecida a una olla o a un sombrero con un diámetro interno que es mayor que el diámetro externo de la porción intermedia 3. La porción de cabeza, por una parte, está conectada al elemento base 2 por medio de tornillos 9 y, por otra parte, está conectada a la porción intermedia 3 por medio de tornillos 10. Finalmente, la porción de cabeza 4 está equipada con una saliente periférica externa 20. Insertada en la superficie superior de esa saliente 20 hay un miembro de sellado 21 . En virtud del diseño anteriormente mencionado, se elabora una cubierta portaherramienta extremadamente consistente y con rigidez a la flexión que pueda desarmarse fácilmente más adelante, por ejemplo, por razones de mantenimiento. La superficie superior 24 de la porción de cabeza 4 está equipada con cuatro espigas de centrado sobresalientes 22 que tienen una forma esencialmente prismática y que están colocadas distribuidas en forma uniforme a lo largo de la región del borde de la superficie superior 24 de la porción de cabeza 4. Dos espigas de centrado 22 opuestas definen la extensión del eje X, mientras que las otras dos espigas de centrado 22 opuestas restantes definen la extensión del eje Y que se desplazan en forma perpendicular del eje X. El punto de Intersección del eje X y el eje Y define el eje Z (Figuras. 7, 8 y 9) que se desplazan en forma perpendicular tanto al eje X como al eje Y. Como se explicará aquí más adelante, por lo menos las dos superficies laterales opuestas periféricas de las espigas de centrado 22 están de algún modo inclinadas con respecto al eje Z. Además, la superficie superior 24 de la porción de cabeza 4 está equipada con cuatro porciones de superficie plana 23 cada una de ellas se extiende, en la presente modalidad, en forma radial entre las espigas de centrado 22 adyacentes. Las porciones de la superficie 23 apenas sobresalen sobre la superficie superior 24 de la porción de cabeza 4. Estas porciones de superficie 23 sirven como referencias Z, como se explicará aquí más adelante. El diseño de la pieza de trabajo 25 se muestra en las Figuras 3, 4 y 5. Como puede observarse, en particular en las Figuras 3 y 5, el transportador de la pieza de trabajo 25 de una pieza comprende una porción periférica 26 que tiene una forma esencialmente cilindrica o parecida a un tubo así como una porción superior 27 con forma de anillo. El diámetro interno de la porción periférica 26 corresponde esencialmente al diámetro exterior de la porción de cabeza 4 del miembro portaherramienta 1 , por supuesto con un espacio razonable de forma que el transportador de la pieza de trabajo 25 pueda ser colocada sobre el miembro portaherramienta 1 . La pared interior de la porción periférica 26 del transportador de la pieza de trabajo 25 está equipada con una ranura circular 28, en donde las dos paredes laterales de la ranura circular 28 se extienden en forma cónica alejándose una de la otra como puede verse en una dirección hacia, el interior de la porción periférica 26. En otras palabras, la ranura circular 28 tiene una sección transversal esencialmente en forma de V. El propósito y la función de esta ranura circular 28 se expondrá aquí más adelante. La porción superior 27 del transportador de la pieza de trabajo 25 está equipada con una saliente 29 con forma de anillo que sobresale hacia el interior de la porción periférica 26. De tal modo, el diámetro medio de esta saliente 29 corresponde esencialmente al diámetro del círculo a lo largo del cual están localizadas las cuatro espigas de centrado 22 proporcionadas en la porción de cabeza 4 del miembro portaherramienta 1 . La superficie frontal de esa saliente 29 que sobresale hacia el interior de la porción periférica 26 del transportador de la pieza de trabajo 25 que está en forma uniforme plana sobre el piso y sirve como una referencia Z al transportador de la pieza de trabajo 25. Está adaptada para cooperar con las porciones de la superficie planas 23 mencionadas con anterioridad proporcionadas en la superficie superior 24 de la porción de cabeza 4 del miembro portaherramienta 1 . Además, la superficie frontal antes mencionada está equipada con cuatro ranuras 30 distribuidas en forma uniforme a lo largo de la periferia de esa superficie frontal. El diseño exacto de estas ranuras se explicará aquí más adelante. De cualquier modo, estas cuatro ranuras 30 están adaptadas para cooperar con las cuatro espigas de centrado 22 mencionadas con anterioridad proporcionadas en la superficie superior 24 de la porción de cabeza 4 del miembro portaherramienta 1 . Aún si cuatro espigas de centrado 22 y cuatro ranuras 4 que cooperan en esto se muestran y describen en el ejemplo actual, debe entenderse que también es posible proporcionar tres, seis, ocho o un número mayor, siendo un subconjunto matemático de un mecanismo de Hirth, de espigas de centrado 22 y ranuras 30 para poder asegurar la acomodación del transportador de la pieza de trabajo 25 con respecto al miembro portaherramienta 1 en las direcciones X y Y así como con respecto a la orientación angular.

La Figura 6 muestra una vista seccional parcial esquemática de una ranura de centrado 30 y de una punta de centrado 22 a una escala ampliada. La ranura 30 está diseñada como una ranura de dos etapas y comprende dos salientes 31 a y 31 b. Como ya se mencionó con anterioridad, las espigas de centrado 22 son apenas cónicas por el hecho de que por lo menos dos superficies laterales periféricas opuestas de las espigas de centrado 22 están de algún modo inclinadas con respecto al eje Z. En la práctica, el ángulo de inclinación puede estar en la región de entre 3o y 9o. Los bordes 32a y 32b de las salientes 31 a y 31 b que sobresalen hacia el interior de la ranura 30 son terminantes para la definición de la posición del transportador de la pieza de trabajo 25 con respecto al miembro portaherramienta 1 en dirección X y Y así como con respecto a la orientación angular. Por lo tanto, la distancia entre estos bordes 32a y 32b es de algún modo menor que el ancho de la punta cónica de centrado 22 que engrana en la ranura 30, medida entre los puntos o líneas de contacto de las dos superficies laterales opuestas de la punta 22 cuando el transportador de la pieza de trabajo está sujetada firmemente al miembro portaherramienta 1 . Las dimensiones mutuas del transportador de la pieza de trabajo 25 y el miembro portaherramienta 1 son seleccionadas de tal manera que como resultado surge la consecuencia siguiente: Si el transportador de la pieza de trabajo 25 se coloca suelto en el miembro portaherramienta 1 , las espigas de centrado 22 engranan en las ranuras de centrado 30 correspondientes, donde las superficies laterales 22a de las espigas de centrado 22 se alinean en contacto con los bordes 32a y 32b respectivamente, de las salientes 31 a y 31 b respectivamente. En esta condición, la superficie final plana sobre el piso de la saliente 29 del transportador de la pieza de trabajo 25, que sirve como la referencia Z del transportador 25, aún no toca la porción de la superficie plana 23 proporcionada en la porción de cabeza 4 del miembro portaherramienta 1 , sobresaliendo de algún modo sobre su superficie superior y que sirve como la referencia Z del miembro portaherramienta 1 . Por el contrario, en esta situación, existe un espacio entre la superficie final de la saliente 29 y la superficie de las porciones 23 con un ancho de aproximadamente 100 de milímetro. Por otra parte, y este hecho debe enfatizarse, la posición del transportador de la pieza de trabajo 25 con respecto al miembro portaherramienta 1 en dirección X y Y así como con respecto a la orientación angular es ajustada finalmente. Una vez que el transportador de la pieza de trabajo 25 es colocado suelto en el miembro portaherramienta 1 y posicionado finalmente con respecto a las direcciones X y Y así como con respecto a su orientación angular, el mecanismo de sujeción, que será descrito a continuación, es operado de tal forma que el transportador de la pieza de trabajo 25 es jalado hacia el miembro portaherramienta 1 , en la práctica con una fuerza dentro de la región entre 2000 y 3000 Newtons. Bajo la influencia de esta fuerza de sujeción que actúa en dirección Z, las salientes 31 a y 31 b respectivamente, se deforman en forma elástica en la región de sus bordes 32a y 32b respectivamente, en particular a tal grado hasta que la superficie final de la saliente 29 del transportador de la pieza de trabajo 25 topa con las porciones de la superficie 23 que están apenas elevadas de la porción de cabeza 4 del miembro portaherramienta 1 . El resultado es que el transportador de la pieza de trabajo 25 se acomoda exactamente con respecto al miembro portaherramienta 1 en dirección Z también. La fuerza de sujeción requerida para sujetar el transportador de la pieza de trabajo 25 al transportador portaherramienta 1 es creada en la presente modalidad como sigue: En virtud del hecho ya mencionado de que el diámetro interior de la porción de cabeza 4 es mayor que el diámetro exterior de la porción intermedia 3, se crea una cámara circular 1 1 entre estas dos porciones 3 y 4. La cámara circular 1 1 es sellada por medio de elementos de sellado adecuados indicados en los dibujos (cf. Figuras 7, 8 y 9), pero no está referida en detalle. En el interior de esta cámara circular 1 1 , un pistón circular 12 es recibido de tal manera que puede moverse a lo largo del eje central Z del miembro portaherramienta 1 . El pistón circular 12 está equipado con una variedad de agujeros ciegos 13 que están distribuidos en forma uniforme a lo largo de su circunferencia y que están adaptados cada uno para recibir un resorte de sujeción o tensión 14. El resorte 14 descansa contra la superficie inferior de la porción de cabeza 4 e influye a que el pistón circular 12 se mueva hacia abajo. Además, el pistón circular 12 está equipado con una ranura periférica exterior 15. La pared lateral inferior de esa ranura 15 está inclinada hacia afuera y hacia abajo. Esa ranura 15 sirve para recibir en forma parcial una variedad de miembros de esferas de sujeción 18. Debajo del pistón circular 12, se proporciona una cámara circular hueca 16 que se comunica con un barreno de conexión 17 proporcionado el elemento base 2. Por medio de este barreno de conexión 17, la cámara circular 16 puede ser llenada con aire presurizado, que actúa en el pistón circular 12 y mueve al último hacia arriba contra la presión de los resortes 14. La porción de cabeza 4 está equipada con una variedad de barrenos 19 que se extienden en forma radial, que tienen un diámetro que corresponde esencialmente al diámetro de los miembros de esferas de sujeción 18 y que sirven para recibir a estos miembros de esferas de sujeción 18. El nivel de altura de estos barrenos 19 y el nivel de altura de la ranura periférica 15 mencionada con anterioridad están en tal relación que los miembros de esferas de sujeción 18 insertados en los barrenos 19 pueden introducirse en la ranura periférica 15 si el pistón circular 12, bajo la influencia del aire presurizado en la cámara circular 16 y contra la fuerza de los resortes 14, es movido a su posición más alta. Por esto, las esferas de sujeción 18 pueden penetrar la ranura periférica 15 a tal punto que las esferas de sujeción ya no sobresalen sobre la periferia exterior de la porción de cabeza 4.

La posición axial de la ranura circular 28, es decir, el nivel de altura con referencia al eje Z, es definida de tal manera que las esferas de sujeción 18, indicadas esquemáticamente en la Figura 5, pueden penetrar la ranura 28 si el transportador de la pieza de trabajo está colocado suelto en el miembro portaherramienta 1 . En esta situación, las esferas de sujeción 18 están de algún modo desalineadas en forma axial hacia abajo con respecto al plano de simetría S-S que se extiende en forma axial a la ranura circular 28. En otras palabras: si el transportador de la pieza de trabajo 25 es colocado suelto en el miembro portaherramienta 1 , el plano de simetría S-S mencionado con anterioridad de la ranura circular 28 es colocado de algún modo arriba del centro de las esferas 18 insertadas en los barrenos 19 de la porción intermedia 3 del miembro portaherramienta 1 . La posición axial de la ranura circular 28 en el transportador de la pieza de trabajo 25 está colocado de tal manera que las esferas de sujeción 18 del miembro portaherramienta 1 pueden penetrar la ranura 28 si el transportador de la pieza de trabajo 25 es colocado suelto en el miembro portaherramienta 1 , en donde el plano de simetría S-S de la ranura circular 28 está colocado de algún modo sobre los centros de las esferas de sujeción 18 insertadas en los barrenos 19 que se extienden en forma radial de la porción intermedia 3 del miembro portaherramienta 1 . Por otra parte, para poder permitir que el transportador de la pieza de trabajo 25 sea colocado suelto en el miembro portaherramienta 1 , las esferas de sujeción 18 del miembro portaherramienta 1 tienen que estar en su posición retractada. Esto se logra (cf. Figuras. 7, 8 y 9) al alimentar aire presurizado dentro de la cámara circular 16 debajo del pistón circular 1.2, con el resultado de que el pistón circular 12 es forzado a moverse hacia arriba contra la presión de los resortes 14. Por lo tanto, la ranura periférica 15 proporcionada en el pistón circular 12 es movida a una posición donde es alineada con las esferas de sujeción 18, de forma que las últimas puedan penetrar la ranura 15 y no sobresalir sobre la superficie de la porción intermedia 3 del miembro portaherramienta 1 . Después de que el miembro transportador de la pieza de trabajo 25 ha sido colocado en el miembro portaherramienta 1 y es colocado en las direcciones X y Y así como con respecto a su orientación angular, el exceso de presión en la cámara circular 16 es removido dando como resultado que el pistón circular 12 se mueva hacia abajo bajo la influencia de la fuerza ejercida por los resortes 14. Por lo tanto, las esferas de sujeción 18 son presionadas dentro de la ranura circular 28 del transportador de la pieza de trabajo 25. Debido a la posición de descanso apenas asimétrica mencionada con anterioridad entre las esferas de sujeción 18 y la ranura circular 28 y debido al diseño con forma de V de la ranura circular 28, como puede verse en una vista seccional transversal, el transportador de la pieza de trabajo 25 es jalado en contra del miembro portaherramienta 1 de tal forma, como ya se mencionó antes, la superficie final de la saliente 29 del transportador de la pieza de trabajo 25 topa contra las porciones 23 de las superficies apenas elevadas de la porción de cabeza 4 del miembro portaherramienta 1 . El resultado es que el transportador de la pieza de trabajo 25 es ajustado exactamente con respecto al miembro portaherramienta 1 en dirección Z también y la operación de sujeción es finalizada. Por estas explicaciones, es evidente que la fuerza de sujeción que actúa en forma paralela a la dirección Z es transferida por medio de las esferas de sujeción 18 al transportador de la pieza de trabajo 25 para sujetar al último en el miembro portaherramienta 1 , en particular, en el ejemplo actual, en doce colocaciones distribuidas en forma uniforme a lo largo de la periferia de la porción intermedia 3 del miembro portaherramienta 1 . En otras palabras, toda la fuerza de sujeción que actúa sobre el transportador de la pieza de trabajo 25 es resumida a partir de doce componentes de fuerza de sujeción individuales transferidos cada uno por una de las doce esferas de sujeción 18. Por esto, las líneas de actividad de estos componentes de fuerza de sujeción están colocadas en una capa cilindrica MF (cf. Figuras. 2, 5 y 7, 8 y 9) que se desplazan, dependiendo de la dimensión elegida del miembro portaherramienta 1 y del transportador de la pieza de trabajo 25 así como dependiendo de la posición exacta de las espigas de centrado 22, las ranuras 30 y la superficie final de la saliente 29, a través de estos elementos 22, 30 y 29, es decir, cruza estos elementos o se desplaza justo al lado de estos elementos, preferentemente un poco hacia afuera del mismo. Por lo cual, se asegura que la fuerza de sujeción actúe en forma exacta sobre las localizaciones donde realmente se requiere, con la consecuencia de que la fuerza de flexión presente en los transportadores de la pieza de trabajo del arte anterior es reducida en forma drástica y evitada por completo, respectivamente. Además, los momentos de inclinación que ocurren durante el maquinado de una pieza de trabajo se absorben mucho mejor que en el caso de un transportador de la pieza de trabajo del arte anterior con un aparato de sujeción central. Se entiende que el pistón circular 12 puede ser operado también en forma hidráulica, en vez de por medio de aire presurizado. El modelado final de las ranuras 30 del transportador de la pieza de trabajo 25 se lleva a cabo, preferentemente, por deformación plástica, por ejemplo, por estampado. Por lo cual, puede alcanzarse una precisión muy alta, aún en producción en serie. Las espigas de centrado 22 masivas que tienen superficies laterales un poco inclinadas aseguran, en cooperación con las ranuras 30, que aún puedan transmitirse torsiones muy altas. Para la estabilidad y la rigidez del sistema miembro portaherramienta/transportador de la pieza de trabajo en la condición de sujeción también contribuye la circunstancia de que el transportador de la pieza de trabajo, que incluye sus elementos de centrado en direcciones X, Y, Z y angular, es de una construcción de una sola pieza. En virtud de la forma parecida a una olla o a un sombrero del transportador de la pieza de trabajo 25, las partes y elementos esenciales del miembro portaherramienta 1 están cubiertos una vez que el sistema está en operación, en donde los elementos de centrado 22, 23 y 30 en particular quedan bien protegidos contra la contaminación. Dicha protección es mejorada aún por el suministro del miembro de sellado 21 (cf. Figuras. 7, 8 y 9) colocado al lado superior de la saliente 20, contra el cual descansa la superficie final ¡nferior de la porción periférica 26 del transportador de la pieza de trabajo 25. El suministro de las aperturas centrales 5, 6 y 8, respectivamente, en el elemento base 2, en la porción intermedia 3 y en la porción de cabeza 4, respectivamente, en conexión con el diseño con forma de anillo por lo general del transportador de la pieza de trabajo 25, permiten también alargar las piezas de trabajo que van a sujetarse y maquinarse. Por ejemplo, las aspas de la turbina de los rotores de la turbina pueden ajustarse en las aperturas antes mencionadas para poder maquinar el llamado "árbol de pino" de las aspas de la turbina. Si se puede hacer sin la apertura central antes mencionada del sistema de sujeción de acuerdo a la presente invención, es posible proporcionar un mecanismo de sujeción central adicional para poder incrementar más la fuerza de sujeción ejercida al transportador de la pieza de trabajo, o proporcionar otro sistema de sujeción independiente conocido en el arte anterior, por ejemplo sujetar piezas de trabajo más pequeñas.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S Habiendo descrito la presente invención, se considera como novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguiente REIVINDICACIONES:

1. Un aparato para sujetar una pieza de trabajo en una posición bien definida dentro del área de operación de una máquina herramienta, que comprende un medio portaherramienta adaptado para ser fijado dentro del área de operación de la máquina herramienta, un medio transportador de la pieza de trabajo adaptado para ser fijado a dicho medio portaherramienta y para ser sujetado al mismo, y un medio de sujeción para sujetar dicho medio transportador de la pieza de trabajo a dicho medio portaherramienta y adaptado para ser cambiado de una condición de liberación a una condición de sujeción y viceversa, en donde dicho medio portaherramienta comprende un medio de primer posicionamiento y dicho medio transportador de la pieza de trabajo comprende un medio de segundo posicionamiento, dichos medios de primer y segundo posicionamiento están adaptados para cooperar de tal forma que definen la posición de dicho medio transportador de la pieza de trabajo en forma relativa a dicho medio portaherramienta a lo largo de tres ejes coordinados cada uno que se desplazan en forma perpendicular a cada uno así como con respecto a la orientación angular, y en donde dicho medio de sujeción que fija dicho medio transportador de la pieza de trabajo a dicho medio portaherramienta una vez que es cambiado a dicha condición de sujeción para mantener dicha posición definida, caracterizado además porque dicho medio de primer posicionamiento comprende un medio de una punta de centrado cónica y dicho medio de segundo posicionamiento comprende medios de ranuras con la forma de un medio de ranura de dos etapas que tienen dos medios salientes, los bordes de dichos medios salientes sobresalen hacia el interior de dicho medio de ranura que tiene una distancia mutua que de algún modo es menor que el ancho de dicho medio de punta de centrado cónica, medida entre esas colocaciones que tocan dichos bordes una vez que dicho medio transportador de la pieza de trabajo es sujetado a dicho medio portaherramienta.

2. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho medio de punta de centrado está distribuido en forma uniforme a lo largo del borde de la superficie superior de dicho medio portaherramienta, en donde por lo menos las superficies laterales periféricas opuestas de dicho medio de punta de centrado están inclinadas con respecto al eje Z del aparato.

3. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 2, caracterizado además porque el ángulo de inclinación de dichas superficies laterales de dicho medio de punta de centrado asciende desde 3o hasta 9o

4. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho medio de primer posicionamiento comprende además un medio de porción de superficie elevada localizada en la superficie superior de dicho medio portaherramienta y se extiende hasta el borde del mismo.

5. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho medio portaherramienta es esencialmente de forma cilindrica y dicho medio transportador de la pieza de trabajo esencialmente tiene la forma de un cilindro hueco que está cubierto en un extremo por un miembro de placa con forma parecida esencialmente a un anillo, de tal manera que dicho medio portaherramienta está cubierto por dicho medio transportador de la pieza de trabajo una vez que el aparato está en su condición de sujeción.

6. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 1 , caracterizado además porque dichos medios de ranuras están maquinados a un medio saliente proporcionado en una porción superior de dicho medio transportador de la pieza de trabajo, dicho medio saliente sobresale hacia el interior de dicho medio transportador cilindrico hueco de la pieza de trabajo, en donde la colocación de dichos medios de ranuras corresponden a la colocación de dichos medios de espigas de centrado proporcionados en dicho medio portaherramienta.

7. Un aparato tal y como se describe en las Reivindicaciones 1 , 4 y 6, caracterizado además porque dicho medio de segundo posícionamiento comprende un medio de porción de superficie plana maquinada de dicho medio saliente proporcionado en dicho medio transportador de la pieza de trabajo, dicho medio de porción de la superficie está adaptado para descansar sobre dicho medio de porción de superficie elevada proporcionado en la superficie superior de dicho medio portaherramienta.

8. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 1 , caracterizado además porque tanto dicho medio portaherramienta como dicho medio transportador de la pieza de trabajo tienen medios de aperturas centrales para recibir piezas de trabajo alargadas.

9. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho medio de sujeción comprende un medio de un aparato de sujeción que actúa en forma periférica con una variedad de medios de esferas de sujeción distribuidas en forma uniforme a lo largo de la periferia de dicho medio portaherramienta, y dicho medio transportador de la pieza de trabajo comprende un medio de una ranura circular colocada en su superficie cilindrica interna, dicho medio de esferas de sujeción está adaptado para cooperar con dicho medio de ranura circular.

10. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 9, caracterizado además porque dicho medio portaherramienta comprende un medio de una cámara circular y dicho medio de sujeción comprende un medio de un pistón circular influido por medio de resortes y que es movible en forma axial montado en dicho medio de cámara circular, dicho medio de esferas de sujeción descansan contra dicho medio de pistón circular, en donde dicho medio de pistón circular está adaptado para presionar dicho medio de esferas de sujeción hacia dicho medio de ranuras circulares proporcionado en dicho medio transportador de la pieza de trabajo una vez que dicho medio de pistón circular es movido en forma axial.

1 1. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 9, caracterizado además porque dicho medio de esferas de sujeción es ajustado en barrenos que se extienden en forma radial proporcionados en dicho medio portaherramienta y están distribuidos en forma uniforme a lo largo de su periferia.

12. Un aparato tal y como se describe en una de las Reivindicaciones 9, 10 y 1 1 , caracterizado además porque dicho medio de aparato de sujeción comprende doce medios de esferas de sujeción.

13. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 9, caracterizado además porque dicho medio de ranura circular proporcionado en dicho medio transportador de la pieza de trabajo tiene una sección transversal esencialmente en forma de V.

14. Un aparato tal y como se describe en una de las Reivindicaciones 9, 10 1 1 , 12 y 13, caracterizado además porque la colocación axial de dicho medio de ranura circular proporcionado en dicho medio transportador de la pieza de trabajo está definido de tal manera que dicho medio de esferas de sujeción puede penetrar dicho medio de ranura circular proporcionado en dicho medio transportador de la pieza de trabajo cuando dicho medio transportador de la pieza de trabajo es colocado suelto en dicho medio portaherramienta, en donde el plano de simetría de dicho medio de ranura circular proporcionado en dicho medio transportador de la pieza de trabajo es colocado ligeramente arriba de los centros de dicho medio de esferas de sujeción insertado en dichos barrenos que se extienden en forma radial. R E S U M E N El aparato comprende un miembro portaherramienta que será montado dentro del área de operación de la máquina herramienta y un transportador de la pieza de trabajo que puede colocarse sobre el miembro portaherramienta y ajustarse al mismo. Los miembros de primer posicionamiento proporcionados en el miembro portaherramienta y los miembros de segundo posicionamiento proporcionados en el transportador de la pieza de trabajo cooperan para definir la posición del transportador de la pieza de trabajo a lo largo de tres ejes coordinados, cada uno desplazándose en forma perpendicular a cada uno así como con respecto a la orientación angular. Un mecanismo de sujeción fija el miembro del transportador de la pieza de trabajo al miembro portaherramienta en la posición definida mencionada con anterioridad. Para poder asegurar una mayor resistencia contra los momentos de inclinación y de torsión que ocurren durante el maquinado de una pieza de trabajo, los miembros del primer posicionamiento están constituidos por espigas cónicas de centrado y los miembros de segundo posicionamiento están constituidos por ranuras en forma de una ranura de dos etapas que tiene dos salientes. Los bordes de las salientes que sobresalen hacia el interior de dicha ranura tienen una distancia mutua que es de algún modo menor que el ancho de las espigas cónicas de centrado, medidas entre esas localizaciones que tocan los bordes de las salientes una vez que el transportador de la pieza de trabajo es sujetada al miembro portaherramienta.