MXPA06014829A - Dispositivo para sujetar en posicion centrada partes a ser sometidas a maquinado y maquina herramienta que comprende tal dispositivo. - Google Patents

Abstract

Se describe un dispositivo (1; 50) para sujetar partes en posicion centrada a ser sometidas a maquinado, que comprende un dispositivo para centrar la parte sobre una mesa de trabajo (7) que incluye por lo menos tres elementos de centrado (11) con un espaciamiento angular regular, que son aptos de ponerse en contacto con la parte para desplazarla a una posicion centrada, cada uno de los elementos de centrado (11) es desplazable a lo largo de una direccion radial predeterminada (Y), medios de accionamiento asociados con cada elemento de centrado respectivo (11) para el accionamiento operacional del mismo en el movimiento de traslacion a lo largo de la direccion radial correspondiente (Y), en el cual los medios de accionamiento comprenden, para cada elemento de centrado (11), un elemento de accionamiento respectivo (15) apto de ser impulsado en movimiento rotacional y primeros medios de transmision de movimiento respectivos (16, 17) aptos de convertir el movimiento rotacional del elemento de accionamiento (15) a un movimiento traslacional del elemento de centrado correspondiente (11) a lo largo de la direccion radial correspondiente (Y) junto con segundos medios de transmision de movimiento (18, 19) entre los elementos de accionamiento (15) aptos de transmitir sincronizadamente el movimiento rotacional de uno de los elementos de accionamiento a los otros elementos de accionamiento para impartir un movimiento traslacional sincronizado de los elementos de centrado (11) a lo largo de las direcciones de traslacion radiales respectivas (Y).

Description

DISPOSITIVO PARA SUJETAR EN POSICIÓN CENTRADA PARTES A SER SOMETIDAS A MAQUINADO Y MAQUINA HERRAMIENTA QUE COMPRENDE TAL DISPOSITIVO CAMPO PE LA INVENCIÓN La presente invención es concerniente con un dispositivo para centrar y sujetar partes a ser sujetadas a maquinaria de acuerdo con la cláusula pre-caracterizante de la reivindicación principal 1. La invención también proporciona una máquina herramienta que comprende tal dispositivo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La invención es concerniente en particular, aunque no exclusivamente, con el objeto técnico específico de centrar partes a ser sometidas a maquinado, por ejemplo, torneado u otro terminado superficial, con el objetivo de efectuar el centrado de la parte en relación con el eje de rotación geométrico del equipo o mesas de trabajo proporcionadas comúnmente en centros de maquinado convencionales . Aunque la invención puede ser usada en cualquier centro de maquinaria en donde es necesario centrar partes con geometría sustancialmente simétrica axialmente, fue ideada con referencia particular al centro de ruedas de vehículo semi-terminadas fabricadas de aleación ligera, en particular de aleación de aluminio, el término se propone denotar la estructura global que comprende Ref.: 178320 aro y rueda, que es en general obtenida como un moldeo semi-terminado y sometido a torneado y terminado superficial subsecuentes . Hay necesidad en relación a esto de centrar la parte semi-terminada, esta operación es efectuada convencionalmente por medio de un dispositivo de centrado de tres puntos en el cual tres elementos de centrado, comúnmente del tipo mordaza, dispuestos a 120° entre sí, son desplazados a lo largo de guías radiales en relación con el ejemplo geométrico del dispositivo para sujetar la parte en posición centrada. Aplicaciones conocidas típicas proporcionan el uso de dispositivos de centrado en los cuales el viaje en la dirección radial de cada elemento de centrado está limitado a un intervalo de unos pocos milímetros. La extensión máxima del viaje radial está convencionalmente en el intervalo de 5 a 7 milímetros . Cuando tales dispositivos son usados en líneas de procesamiento en las cuales las partes suministradas a los centros de maquinado exhiben, en secuencias aleatorias, dimensiones diferentes dentro de intervalos dimensionales relativamente estrechos (en el caso de ruedas, el diámetro nominal de los productos semi-terminados puede variar, por ejemplo entre 13 y 24 pulgadas), la extensión máxima de viaje de los elementos de centrado no permite que todo el intervalo dimensional sea abarcado.

Además, puesto que es preferible que sea posible suministrar las partes a los centros de maquinado sustancialmente de manera aleatoria, de tal manera que den como resultado secuencias de partes semi-terminadas que difieren en dimensiones entre sí, la variación en las dimensiones de la parte a ser maquinada efectúa el ajuste, que es convencionalmente casi siempre efectuado manualmente, toma mucho tiempo y es costoso.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El problema fundamental de la presente invención es proporcionar un dispositivo para sujetar en posición centrada partes semi-terminadas a ser sometidas a maquinado, tal dispositivo está diseñado estructural y funcionalmente para superar las deficiencias afirmadas con referencia al arte previo citado. Este problema ha sido resuelto por la invención por medio de un dispositivo del tipo afirmado anteriormente como se específica en las siguientes reivindicaciones.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Los elementos y ventajas de la invención surgirán más claramente de la siguiente descripción detallada de modalidades ejemplares preferidas que son ilustradas de manera no limitante con referencia a las figuras adjuntas, en las cuales: - la figura 1 es una vista en elevación frontal esquemática parcial de un primer ejemplo de un dispositivo para sujetar partes en posición centrada de acuerdo con la presente invención; - la figura 2 es otro diagrama esquemático global del dispositivo de la figura 1, - la figura 3 es una vista en perspectiva parcial del dispositivo de las figuras precedentes, - la figura 4 es una vista correspondiente a aquella de la figura 1 de una segunda modalidad ejemplar de la invención, la figura 5 es una vista seccional parcialmente axial global del ejemplo del dispositivo de la figura 4, la figura 6 es una vista en perspectiva del dispositivo de las figuras 4 y 5.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Con referencia inicial a las figuras 1 a 3, uno denota un primer ejemplo global de un dispositivo para centrado y sujeción (semi-terminadas o menos que semi-terminadas) partes que se proponen ser sometidas a maquinado subsecuente, el dispositivo está de acuerdo con la presente invención. El dispositivo es descrito a continuación con referencia particular a ruedas de vehículos semi-terminadas 2 fabricadas de aleación ligera, en particular de aleación de aluminio, no obstante se comprenderá que la aplicación constituye una elección preferida pero no limitante ya que la invención puede igualmente ser aplicada efectivamente en cualquier caso en donde haya requerimiento de centrar y sujetar partes de una geometría axialmente simétrica (tales como por ejemplo discos de freno, volantes, tambores y otros) . En el contexto presente, el término "rueda" pretende denotar el aro global y estructura de rueda para vehículos, provista comúnmente con una porción frontal perforada 3 (que comprende agujeros pasantes para anexar el aro al centro del vehículo) del cual procede una pared 4 que se extiende casi cilindricamente y comprende bordes circunferenciales opuestos 5a, 5b que se proyectan radialmente para definir la superficie de contacto de la rueda con el neumático. El dispositivo 1 comprende un bastidor de soporte 6 sobre el cual se monta una mesa 7 que comprende un agujero pasante central 8. En la mesa 7, se proporcionan tres elementos de guía 9 que es extienden radialmente en relación con el eje central geométrico del dispositivo, indicado con X y dispuesto a intervalos angulares regulares (a 120° entre sí). Alternativamente, otras configuraciones son posibles con un número diferente de elementos de guía y un intervalo angular correspondiente. Cada guía 9 está asociada con un elemento deslizante respectivo 10 de un elemento de centrado correspondiente 11 para guiar el último a lo largo de la dirección radial respectiva (indicada con Y en la figura 2) en un movimiento traslacional a lo lejos de y hacia el eje X. Los elementos de centrado 11 son cada uno estructuralmente idénticos y solamente uno de ellos será descrito en detalle a continuación. El elemento deslizante 10 comprende, en un extremo, una proyección 12 que tiene una extensión para interactuar con el borde 5a de la rueda enseguida del movimiento radial del elemento de deslizamiento y así apto de extraer la rueda a lo lejos del eje X. La proyección 12 puede ser convencionalmente un extremo de un bloque removible 13 anexado al elemento de deslizamiento 10, de tal manera que asimismo define la posición vertical de la parte. Se proporcionan medios de accionamiento para hacer mover cada elemento de deslizamiento 10, los medios incluyen un elemento de accionamiento que toma convenientemente la forma de un vastago de maniobra 15 que se extiende axialmente y paralelo a la dirección radial Y del elemento de centrado correspondiente 11 y es soportado giratoriamente sobre la mesa 7. El vastago 15 es roscado externamente a lo largo de su parece axial y el tornillo correspondiente se acopla con un roscado interno respectivo 16 integral con el elemento de deslizamiento 10. Más en particular, el tornillo es de un tipo de bola recirculante y el roscado interno de acoplamiento asociado correspondiente está ubicado en una estructura 17 de tuerca conductora integral con el elemento de deslizamiento 10. Como resultado, el movimiento rotacional del vastago de maniobra 15 es convertido a un movimiento traslacional de la tuerca conductora 17 e integral con la misma, del elemento de deslizamiento 10, con el desplazamiento consecuente del elemento de centrado 11 en la dirección radial correspondiente Y a lo lejos de y hacia el eje X. El dispositivo 1 también comprende medios de transmisión que incluyen en cada vastago de maniobra un engranaje respectivo 18 enchavetado sobre un extremo libre del vastago. Los tres engranajes 18 están en acoplamiento empalmado con una rueda dentada 19, de tal manera que el movimiento rotacional de uno de los vastagos de maniobra 15 es transmitido sincronizadamente a los otros vastagos de maniobra. Dispositivos convencionales per se son también provistos para recuperar o eliminar el juego en las conexiones cinemáticas que están presentes. Cada engranaje 18 define convenientemente con la rueda dentada 19 un par de engranajes con ejes ortogonales que asumen la forma de una rueda biselada y piñón. Una unidad de motor es designada con el número 20 y mostrada solamente esquemáticamente en las figuras, tal unidad de motor es provista con su propio movimiento independiente para empalme y está asociado operacionalmente con uno de los vastagos de maniobra 15 con el fin de transmitir al último movimiento rotacional alrededor del eje del mismo. Gracias al acoplamiento entre los piñones 18 y rueda 19, el movimiento rotacional impartido por la unidad de motor 20 a uno de los vastagos 15 es transmitido, en particular, de manera sincronizada a los otros vastagos de maniobra, para asegurar el movimiento sincronizado de los tres elementos de centrado 11. Se debe notar que la unidad de motor está anexada a la máquina, siendo móvil entre posiciones de trabajo pre-seleccionadas (por lo menos una segunda posición es mostrada en líneas discontinuas en la figura 2) . Los medios de sujeción 21 para la parte sometida a centrado son también provistos sobre cada elemento de deslizamiento 10, los elementos de sujeción comprenden una pata de sujeción 22 montada de manera articulada sobre el elemento de deslizamiento de tal manera para ser desplazable hacia una posición de operación, en la cual es suprimido sobre la rueda 2 en el borde 5a con el fin de asegurar la sujeción de la misma. También se proporciona que cada elemento de deslizamiento 10 pueda ser sujetado en relación con su propia guía por medio de medios de sujeción respectivos 23 que comprende por ejemplo cilindros hidráulicos o neumáticos dimensionados y suministrados apropiadamente. Gracias a la presencia de estos últimos medios de sujeción, cada elemento de centrado es sujetado reversiblemente en relación con la mesa 7 una vez que la posición de centrado deseada ha sido alcanzada (a largo de la dirección Y) . En operación, se pretende que la rueda semi-terminada 2 sea puesta en reposo inicialmente sobre la mesa 7. En esta fase, los elementos de centrado 11 son movidos hacia atrás hacia el eje X con posicionamiento radial idéntico en relación al eje, pero de tal manera que las proyecciones 12 están ubicadas entre los ejes X y el borde periférico 5a de la rueda. En una fase subsecuente, se proporciona que los tres elementos de centrado 11 sean movidos de manera mutuamente sincronizada a lo largo de sus respectivas direcciones radiales Y a lo lejos del eje X mediante el accionamiento de la unidad de motor 20 que es anexada a la máquina y es provista con su propio movimiento de empalme. La posición es verificada por un detector de posición (por ejemplo un codificador) y mediante la verificación del momento de torsión de sujeción. El motor es preferiblemente del tipo de movimiento controlado, de tal manera que la rotación del mismo y así el viaje traslacional del elemento de deslizamiento respectivo 10 asociado con el mismo puede ser controlado con exactitud y precisión. En particular, se proporciona que el extremo de cada elemento de centrado (bloque 13) actúe sobre una superficie previamente maquinada de la rueda, indicada con A en las figuras y que comprende por ejemplo tres porciones superficiales que tienen secciones transversales dispuestas a 120° entre sí, como se muestra en la figura 3. Una vez que la posición centrada de la rueda en relación con el eje X ha sido alcanzada, el movimiento de los elementos de centrado 11 es detenido y los medios de sujeción 21 son activados con desplazamiento de cada para 22 sobre la rueda 2. Al mismo tiempo, cada elemento de deslizamiento es sujetado en relación con su propia guía sobre la mesa 7 mediante el accionamiento de los medios de sujeción 23. Una vez que la rueda semi-terminada ha sido sujetada en la posición centrada, 20 se detendrá y las fases de maquinado planeadas para los ciclos de procesamiento correspondientes son iniciadas. En primer lugar se debe notar como con el dispositivo de la invención, es posible efectuar el centrado de las partes en un amplio intervalo de dimensiones de partes y la longitud de viaje consecuente requerida de los elementos de centrado. A manera de ejemplo, la figura 1 muestra otra rueda semi-terminada 2', que difiere de la rueda 2 de un tamaño apreciablemente más pequeño que la rueda 2, pero que será igualmente sujetada fácilmente en una posición centrada por medio del dispositivo 1. También se debe notar como el dispositivo de acuerdo con la invención es de dimensiones de tal manera que el producto semi-terminado es fácilmente accesible, en particular con respecto a la porción frontal 3 de la rueda, a través del agujero centro 8 del bastidor de soporte 6. En relación a esto, se proporciona que , la rueda dentada 19 sea central hueca (figura 1) con el fin de facilitar el acceso a la parte y la descarga posible de esprea (que surge de las operaciones de moldeo precedentes) . Esta facilidad de acceso hace posible efectuar fases subsecuentes en el maquinado de la parte con velocidad particular y sin requerir reposicionamiento del producto se i-terminado . Una ventaja principal que es obtenida es que el dispositivo de centrado de acuerdo con la invención permite flexibilidad y versatilidad mejorada en el centrado de partes y operaciones de sujeción, en particular asegurando velocidad y exactitud en el centro de partes que son de tamaños y dimensiones diferentes (por ejemplo, ruedas semi-terminadas de diferentes diámetros) . Esto hace posible ventajosamente incorporar el dispositivo a centros de maquinado que están diseñados para suministrarse con diferentes tipos de partes de maquinado, en particular de dimensiones diferentes entre sí) y de acuerdo con secuencias sustancialmente aleatorias. Estos elementos, que son demandados por el mercado, hacen posible responder en "tiempo real" a requerimientos del mercado. Otra ventaja consiste en la accesibilidad mejorada de la parte semi-terminada proporcionado por el dispositivo de la invención junto con un tamaño global más pequeño en relación con las soluciones conocidas. Otra ventaja igualmente significativa reside en el hecho de que es posible obtener un verdadero centrado de la parte al utilizar superficies (A) de la misma que han sido previamente maquinadas. Se proporciona que tales superficies sean maquinadas al mismo tiempo como los agujeros de sujeción de ruedas, de tal manera para permitir la geometría ideal y consecuentemente un nivel más bajo de desequilibrio de la parte. Con referencia a las figuras 4 a 6, el número 50 denota un segundo ejemplo global de un dispositivo para centrar y sujetar partes a ser sometidas a maquinado subsecuente producido de acuerdo con la presente invención, en el cual detalles similares a aquellos del ejemplo precedente son denotados por los mismos números de referencia. El dispositivo 50 difiere principalmente de aquel descrito en el ejemplo precedente en que una unidad de motor, denotada en general como 51, es provista que no está directamente asociada con ninguno de los elementos de centrado, pero está en lugar de esto asociada operativamente con un extremo axial 52a de un árbol de transmisión 52, al extremo opuesto 52b del cual es enchavetado a la rueda dentada 19. El árbol 52 se extiende coaxialmente con el eje principal X, desde el lado opuesto de la mesa 7 en relación con la zona operacional para el centrado y sujeción de la parte y es fabricado con una estructura tubular axialmente hueca. Como resultado, la unidad de motor 51 permanece así dispuesta debajo de la mesa 7. 53 denota una primera polea de transmisión, que es integral para rotación con el árbol 52 en el extremo 52a del mismo. Una segunda polea correspondiente 54 es enchavetada sobre el árbol de salida 55 de un motor 56 que pertenece a la unidad de motor 51 provisto para el accionamiento de los elementos de centrado 11. Una banda de transmisión anular continua 57 es provista entre las poleas 53 y 54. Se comprenderá que medios de transmisión cinemática equivalentes a la transmisión de banda pueden alternativamente ser provistos entre el motor 56 y el árbol 52. Un distribuidor de aceite de sujeción es denotado con el número 58 y mostrado solo esquemáticamente, el distribuidor es provisto en el extremo 52 del árbol, las líneas del cual son conectados con la cavidad axial del árbol y a través de las cuales el aceite es transportado hacia arriba a la zona de la mesa 7 para la función de sujeción. En operación, después de la rotación del motor 56 y consecuentemente del árbol 52 e integral con el mismo, de la rueda dentada 19, movimientos rotacionales correspondientes y sincronizados son transmitidos a los vastagos de maniobra 15 y gracias al acoplamiento entre los piñones 18 y rueda 19, se efectúa un movimiento traslacional sincronizado de los tres elementos de centrado 11, estos elementos funcionan de manera completamente similar a aquella descrita en relación con el ejemplo precedente. En relación con esta segunda modalidad ejemplar de la invención, además de las ventajas ya resumidas en relación con el ejemplo precedente, se debe enfatizar como la colocación de la unidad de motor proporciona la ventaja de limitar las dimensiones transversales del dispositivo, en particular en las zonas radiales externas correspondientes de los elementos de centrado. Otra ventaja consiste en el hecho de que hay reducción en las masas giratorias sobre la mesa de trabajo (al proporcionar el motor debajo de la mesa y no integral para rotación con la misma) , con una reducción subsecuente en efectos inerciales debido a las fuerzas centrifugas generadas en la rotación de la mesa. Se hace constar que, con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (17)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un dispositivo para sujetar en posición centrada partes a ser sometidas a maquinado: un dispositivo de centrado de partes sobre una mesa de trabajo que incluye por lo menos tres elementos de centrado con un espaciamiento angular regular que son aptos de ponerse en contacto con la parte para desplazarla a una posición centrada, cada uno de los elementos de centrado es desplazable a lo largo de una dirección radial predeterminada, las direcciones radiales se intersectan en el eje de centrado de la parte geométrica, medios de accionamiento asociados con cada elemento de centrado respectivo para el accionamiento operacional del mismo en el movimiento traslacional a lo largo de la dirección radial correspondiente, caracterizado porque los medios de accionamiento comprenden: para cada elemento de centrado, un elemento de accionamiento respectivo apto de ser impulsado en un movimiento rotacional y respectivos primeros medios de transmisión de movimiento aptos de convertir el movimiento rotacional del elemento de accionamiento a un movimiento de traslación del elemento de centrado correspondiente a lo largo de la dirección radial correspondiente, y segundos medios de transmisión de movimiento entre los elementos de accionamiento aptos de transmitir sincronizadamente el movimiento rotacional de uno de los elementos de accionamiento a los otros elementos de accionamiento, para permitir el movimiento traslacional sincronizado de los elementos de centrado a lo largo de las direcciones de traslación radial respectivas.
2. 2. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de guía asociados con cada elemento de centrado respectivo para guiar el movimiento de los mismos a lo largo de la dirección radial respectiva entre una primera posición de no operación cercana al eje de centrado geométrico y una segunda posición de operación alejada del eje geométrico, en el cual el elemento de centrado interactúa con la parte hasta que la parte está centrada en relación con el eje.
3. 3. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque los medios de transmisión de movimiento comprende, para cada elemento de centrado, el acoplamiento del tornillo/roscado interno entre el elemento de centrado y el elemento de accionamiento respectivo.
4. 4. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el elemento de accionamiento comprende un vastago de maniobra que comprende externamente un roscado que constituye el tornillo.
5. 5. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el tornillo es de tipo bola recirculante.
6. 6. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el roscado interno está ubicado en una estructura de tuerca delantera integral con el elemento de centrado correspondiente.
7. 7. El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque los segundos medios de transmisión comprenden, para cada elemento de centrado, un primer engranaje respectivo integral para rotación con el vastago de maniobra correspondiente, todos los primeros engranajes se empalman con un segundo engranaje común, de tal manera que el movimiento rotacional de unos de los vastagos de maniobra es transferido sincronizadamente a todos los otros vastagos de maniobra.
8. 8. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el segundo engranaje y cada uno de los primeros engranajes constituyen un par de engranajes con ejes ortogonales que toman respectivamente la forma de una rueda biselada y piñón.
9. 9. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la rueda biselada es coaxial con el eje de centrado geométrico del dispositivo.
10. 10. El dispositivo de conformidad con uno o más de las reivindicaciones 4 a 9, caracterizado porque comprende medios de motor asociados con por lo menos uno de los vastagos de maniobra para impulsar el tornillo correspondiente en rotación.
11. 11. El dispositivo de conformidad con uno o más de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque comprende medios de motor asociados operativamente con el segundo engranaje común, de tal manera que el movimiento rotacional del segundo engranaje es transferido sincronizadamente a cada vastago de maniobra respectivo del dispositivo.
12. 12. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque comprende un árbol de transmisión conectado cinemáticamente a los medios de motor y con los cuales el segundo engranaje es integral para su rotación, el árbol se extiende coaxialmente con el eje geométrico principal del dispositivo.
13. 13. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el árbol de transmisión es de construcción tubular hueca.
14. 14. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 12 ó 13, caracterizado porque entre los medios de motor y el árbol de transmisión se proporciona una transmisión de banda cercana al extremo del árbol axialmente opuesto al extremo del árbol conectado al segundo engranaje.
15. 15. El dispositivo de conformidad con uno o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende, en cada elemento de centrado, primeros medios de sujeción para sujetar selectivamente la parte en relación con el elemento de centrado correspondiente una vez que se alcanza la posición de centrado pre-seleccionada.
16. 16. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque comprende, para cada elemento de centrado, segundos medios de sujeción para sujetar selectivamente el elemento de centrado correspondiente en relación con la mesa de trabajo en la posición pre-seleccionada a lo largo de la dirección de traslación radial del elemento de centrado .
17. 17. Una máquina herramienta para maquinar partes, caracterizada porque comprende un dispositivo para sujetar partes en posición centrada a ser sometidas a maquinado, producido de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes.