Dispositivo (3) para la inserción de un elemento de fijación (2) en un taladro (120,

140) en una pieza de trabajo (10), en particular una placa de construcción ligera, en el cual el elemento de fijación comprende un casquillo extensible (20) y un tornillo de expansión (22) que expande el casquillo extensible, comprendiendo el dispositivo:

- un dispositivo de alojamiento (4) para la sujeción del elemento de fijación, siendo posible posicionar el dispositivo de alojamiento en relación con la pieza de trabajo,

- una unidad de inserción (5) para expulsar el elemento de fijación del dispositivo de alojamiento y para colocar a presión el elemento de fijación en la pieza de trabajo, comprendiendo la unidad de inserción un medio de acoplamiento (50), en particular una hoja de atornilladora, acoplable con el tornillo de expansión que es desplazable en la dirección Z para colocar a presión el elemento de fijación en el taladro y que puede girar alrededor de un eje de giro para expandir el elemento de fijación

Dispositivo y procedimiento para la inserción de un elemento de fijación en un taladro en una pieza de trabajo.

La invención se refiere a un dispositivo y a un procedimiento para la inserción de un elemento de fijación en un taladro en una pieza de trabajo, en particular en una placa de construcción ligera.

Campo técnico

Las placas de construcción ligera, tales como se emplean usualmente en el ámbito de la fabricación de muebles o en el ámbito de la fabricación de puertas, se componen de forma habitual principalmente de dos cubiertas relativamente delgadas, unidas entre sí mediante elementos distanciadores. El espacio entra las dos cubiertas está llenado usualmente con un material de llenado que es frecuentemente cartón ondulado u otro material de cartón. Las placas de construcción ligera configuradas de esa manera tienen usualmente un grosor de 20 a 100 mm, presentando las cubiertas sólo un respectivo grosor de 2 a 10 mm.

Para poder fijar otros componentes en las placas de construcción ligera, por ejemplo tiradores u otros herrajes, o para poder unir entre sí dos placas, es necesario insertar elementos de fijación en las respectivas placas de construcción ligera, montándose los elementos de fijación tanto en la cubierta superior como también en la inferior de modo que puentean el espacio intermedio. Los elementos de fijación pueden ser en principio tacos en los cuales es posible fijar los tiradores o los herrajes.

En la práctica es frecuentemente necesario insertar grandes cantidades de elementos de fijación en taladros en piezas de trabajo, en particular en placas de construcción ligera. Por ejemplo en la industria de los muebles es preciso que los taladros en partes frontales de muebles, partes del cuerpo, paneles o similares estén provistos de elementos de fijación de este tipo cuando salen de fábrica.

Estado de la técnica

Por el documento DE 295 09 577 U1 se conoce una atornilladora con una boquilla expansible cargada por resorte. La atornilladora presenta mordazas de sujeción pretensadas por resorte y configuradas para introducirse en un tornillo a insertar.

Por el documento DE 4413 328 A1 se conoce un dispositivo de medición del par de giro para atornilladoras estacionarias. Según este documento se mide el par de giro durante el enroscado de un tornillo en una unión atornillada.

Por el documento DE 103 18 875 A1 se conocen además un procedimiento y un dispositivo para la inserción de tacos en piezas de trabajo. Los tacos que se deben insertar son en lo esencial tacos de plástico o tacos de madera que se pegan en la pieza de trabajo.

El documento CH 422 296 se refiere a un procedimiento para taladrar orificios y para enroscar piezas de herraje enroscables y enchufables, en el cual una mesa de sujeción de la pieza de trabajo, que se puede elevar y bajar, presenta dos husillos dispuestos en un cabezal orientable, uno de los cuales está configurado como eje de motor y husillo de taladrado que gira permanentemente y acciona a través de un engranaje el otro husillo provisto de un acoplamiento electromagnético y de un freno para enroscar las piezas de herraje, los dos husillos están dispuestos bajo tal ángulo uno respecto a otro que mediante giro del cabezal se emplean de manera consecutiva en un mismo punto de la pieza de trabajo, encontrándose el husillo no usado orientado a una posición alejada de la pieza de trabajo.

Resumen

El objetivo de la presente invención consiste en insertar automáticamente elementos de fijación en placas de construcción ligera.

Este objetivo se consigue conforme a la invención mediante un dispositivo para la inserción de un elemento de fijación en un taladro en una pieza de trabajo con las características de la reivindicación 1, así como con un procedimiento para la inserción de un elemento de fijación en un taladro en una pieza de trabajo con las características de la reivindicación 17, comprendiendo el elemento de fijación un casquillo extensible y un tornillo de expansión que expande el casquillo extensible.

El dispositivo comprende por lo tanto un dispositivo de alojamiento para la sujeción del elemento de fijación, siendo posible posicionar el dispositivo de alojamiento en particular en relación con la pieza de trabajo, y además una unidad de inserción para expulsar el elemento de fijación del dispositivo de alojamiento y para colocar el elemento de fijación a presión en la pieza de trabajo, comprendiendo la unidad de inserción un medio de acoplamiento acoplable con el tornillo de expansión, en particular una hoja de atornilladora, que es desplazable en la dirección Z para colocar el elemento de fijación a presión en el taladro y giratorio alrededor de un eje de giro para expandir el elemento de fijación.

El dispositivo permite así la inserción de un elemento de fijación de este tipo por el hecho de que un elemento de fijación sujeto en el dispositivo de alojamiento, que se puede posicionar en la dirección Z en una posición predeterminada sobre la pieza de trabajo, se introduce en primer lugar mediante la unidad de inserción en la dirección Z en el taladro y se fija seguidamente por expansión mediante giro del medio de acoplamiento. De manera correspondiente, el medio de acoplamiento es desplazable en la dirección Z y giratorio de forma simultánea o consecutiva alrededor de un eje de giro, coincidiendo el eje de giro típicamente con el eje longitudinal del medio de acoplamiento. Este es el caso en particular cuando se usa una hoja de atornilladora. Como hoja de atornilladora puede usarse en particular también una punta Torx.

Con respecto a la hoja de atornilladora sólo es importante que esta pueda acoplarse con el tornillo de expansión y pueda transmitir tanto un par de empuje como también un par de giro al tornillo de expansión.

El dispositivo es en particular apropiado para el uso como unidad en un centro de mecanizado CNC de un centro de transformación y sirve para la inserción automática de elementos de fijación.

Para facilitar las determinaciones de la posición relativa del dispositivo de alojamiento con respecto a la pieza de trabajo, en el dispositivo de alojamiento está previsto preferentemente un sensor. Asimismo, para la determinación de la posición relativa del medio de acoplamiento con respecto a la pieza de trabajo está previsto preferentemente un sensor en la unidad de inserción con cuya ayuda puede realizarse esta función.

En un ejemplo de realización preferido está previsto además un sensor de par de giro con el cual puede determinarse el par de giro transmitido del medio de acoplamiento al tornillo de expansión. Esto permite controlar el fin del proceso de atornillado a través de un control del par de giro.

El dispositivo de alojamiento presenta preferentemente dos mordazas de alojamiento pretensadas a la posición cerrada para alojar por apriete el elemento de inserción de tal manera que la unidad de inserción puede expulsar el elemento de fijación en la dirección Z hacia fuera de las mordazas de alojamiento. En otras palabras, la tensión previa debe estar dimensionada de tal manera que se sujete el elemento de inserción de modo que no se caiga del dispositivo de alojamiento, incluso durante el desplazamiento del dispositivo, pero que facilite una expulsión del elemento de fijación hacia fuera del dispositivo de sujeción por apriete.

Para un suministro fácil y eficiente de los elementos de fijación está prevista preferentemente una unidad de alimentación con una unidad de transferencia para transferir un elemento de fijación al dispositivo de alojamiento. La unidad de transferencia presenta preferentemente dos mordazas de transferencia pretensadas en dirección a la posición cerrada para alojar el elemento de fijación. En una variante preferida la transferencia del elemento de fijación de las mordazas de transferencia a las mordazas de alojamiento se lleva a cabo mediante un control mecánico forzado, en particular mediante una guía de corredera.

Los elementos de fijación pueden suministrarse a la unidad de alimentación a través de un tubo flexible y/o un transportador vibratorio. Para el empleo de elementos de fijación con distintos tamaños y longitudes puede estar previsto un sistema de desvíos que permita el suministro de estos elementos de fijación distintos.

No obstante, los elementos de fijación pueden suministrarse en otra variante a la unidad de inserción también a través de un depósito lineal o un depósito de rodillos.

Para evitar que virutas...

1. Dispositivo (3) para la inserción de un elemento de fijación (2) en un taladro (120, 140) en una pieza de trabajo (10), en particular una placa de construcción ligera, en el cual el elemento de fijación comprende un casquillo extensible (20) y un tornillo de expansión (22) que expande el casquillo extensible, comprendiendo el dispositivo:

- un dispositivo de alojamiento (4) para la sujeción del elemento de fijación, siendo posible posicionar el dispositivo de alojamiento en relación con la pieza de trabajo,

- una unidad de inserción (5) para expulsar el elemento de fijación del dispositivo de alojamiento y para colocar a presión el elemento de fijación en la pieza de trabajo, comprendiendo la unidad de inserción un medio de acoplamiento (50), en particular una hoja de atornilladora, acoplable con el tornillo de expansión que es desplazable en la dirección Z para colocar a presión el elemento de fijación en el taladro y que puede girar alrededor de un eje de giro para expandir el elemento de fijación.

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 en el cual el dispositivo de alojamiento comprende un sensor (80) para determinar la posición relativa del dispositivo de alojamiento con respecto a la pieza de trabajo.

3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2 en el cual la unidad de inserción comprende un sensor (82) para determinar la posición relativa del medio de acoplamiento con respecto a la pieza de trabajo.

4. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores en el cual un sensor de par de giro determina el par de giro del medio de acoplamiento.

5. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores en el cual el dispositivo de alojamiento presenta dos mordazas de alojamiento (40) pretensadas a la posición cerrada para alojar por apriete el elemento de fijación de tal manera que la unidad de inserción puede expulsar el elemento de fijación en la dirección Z hacia fuera de las mordazas de alojamiento.

6. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores en el cual está prevista una unidad de alimentación (6) para el suministro de elementos de fijación, comprendiendo la unidad de alimentación una unidad de transferencia (60) para transferir un elemento de fijación al dispositivo de alojamiento.

7. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 6 en el cual la unidad de transferencia presenta dos mordazas de transferencia (64) pretensadas a la posición cerrada para alojar el elemento de fijación y el dispositivo de alojamiento presenta dos mordazas de alojamiento pretensadas a la posición cerrada para alojar por apriete un elemento de fijación.

8. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 7 en el cual la transferencia del elemento de fijación de las mordazas de transferencia a las mordazas de alojamiento se lleva a cabo mediante un mando mecánico forzoso (42), en particular una guía de corredera.

9. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 8 en el cual a la unidad de alimentación se suministran elementos de fijación mediante un transportador vibratorio y/o a través de un tubo flexible (62).

10. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 9 en el cual está previsto un sistema de desvíos para el suministro de elementos de fijación con distintas dimensiones.

11. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores en el cual los elementos de fijación se suministran a la unidad de inserción a través de un depósito lineal o un depósito de rodillos.

12. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores en el cual está previsto un dispositivo de soplado para limpiar el taladro mediante soplado.

13. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 12 en el cual en el medio de acoplamiento está previsto un conducto para suministrar el aire de soplado al interior del elemento de fijación y a través del mismo.

14. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 13 en el cual el aire de soplado se suministra a través de un distribuidor giratorio al conducto del medio de acoplamiento.

15. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores en el cual está previsto un dispositivo de control que, una vez alcanzada una posición relativa predeterminada del dispositivo de alojamiento con respecto a la superficie de la pieza de trabajo, empuja hacia delante la unidad de inserción por un recorrido predeterminado en la dirección Z para colocar a presión el elemento de fijación.

16. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 15 en el cual el dispositivo de control activa el giro del medio de acoplamiento después del avance por el recorrido predeterminado.

17. Procedimiento para la inserción de un elemento de fijación (2) en un taladro (120, 140) en una pieza de trabajo (10), en particular una placa de construcción ligera, según el cual el elemento de fijación comprende un casquillo extensible (20) y un tornillo de expansión (22) que expande el casquillo extensible, con las siguientes etapas:

- suministrar un elemento de fijación a un dispositivo de alojamiento (4);

- acoplar un medio de acoplamiento (50), en particular una hoja de atornilladora, de una unidad de inserción (5) con el tornillo de expansión;

- insertar el elemento de fijación en el taladro mediante desplazamiento del medio de acoplamiento en la dirección Z y

- girar el medio de acoplamiento alrededor de un eje de giro para expandir el elemento de fijación.

18. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 17 según el cual el dispositivo de alojamiento se desplaza con la ayuda de un sensor (80) a una posición relativa predeterminada con respecto a la pieza de trabajo antes de colocar a presión el elemento de fijación en el taladro.

19. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 17 ó 18 según el cual el elemento de fijación se coloca a presión mediante la unidad de inserción en la pieza de trabajo en la dirección Z hasta haber alcanzado una posición predeterminada en la dirección Z.

20. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 19 según el cual la posición predeterminada se determina mediante un sensor.

21. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 19 según el cual la posición predeterminada se alcanza mediante un recorrido especificado de forma fija.

22. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 19 a 21 según el cual la unidad de inserción gira el tornillo de expansión después de haber alcanzado la posición predeterminada en la dirección Z hasta haber superado un par de giro máximo predeterminado o hasta haber determinado mediante un sensor (82) una posición predeterminada en la dirección Z.

23. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 17 a 22 según el cual un elemento de fijación se transfiere mediante una unidad de alimentación (6) al dispositivo de alojamiento.

24. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 23 según el cual la unidad de alimentación presenta una unidad de transferencia (60) que se desplaza para la transferencia del elemento de fijación hacia el dispositivo de alojamiento y la transferencia se lleva a cabo mediante un mando mecánico forzoso (42).

25. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 23 ó 24 según el cual la unidad de alimentación funciona de manera sincrónica con la unidad de inserción, por lo que un elemento de fijación se inserta en la pieza de trabajo y simultáneamente se prepara otro elemento de fijación para el suministro a la unidad de transferencia.

26. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 17 a 25 según el cual durante la inserción del elemento de fijación en la pieza de trabajo en la dirección Z se suministra aire de soplado a través del medio de acoplamiento al elemento de fijación y a través del mismo para limpiar el taladro por soplado.