DISPOSITIVO PARA MAQUINAR PIEZAS DE TRABAJO, EN PARTICULAR PARTES AERONAUTICAS FABRICADAS A PARTIR DE BLOQUES SOLIDOS DE MATERIA PRIMA.

Dispositivo (1) para maquinar piezas de trabajo (2), en particular partes aeronáuticas fabricadas a partir de bloques sólidos de materia prima,

que presentan una pared de fondo (3) y por lo menos una pared de rigidización (4) transversal a la pared de fondo (3), que comprende:

- un cabezal portaherramientas (6) provisto de al menos un componente de transmisión que puede ponerse en rotación alrededor de un respectivo eje longitudinal (X), que presenta una primera porción (7a) conectable con libertad de rotación al propulsor de una máquina, y una segunda porción (7b) en correspondencia de la extremidad opuesta del componente con respecto a la primera porción (7a);

- al menos una herramienta (22) que puede girar alrededor de su propio eje longitudinal (Y) conjuntamente con el componente de transmisión (7) y en condiciones de perforar la pared transversal de rigidización (4),

el eje longitudinal (Y) de la herramienta (22) extendiéndose transversalmente con respecto al eje longitudinal (X) del componente de transmisión (7), de modo que la pared transversal de refuerzo (4) pueda ser perforada adyacente a la pared de fondo (3);

caracterizado por el hecho que el dispositivo además comprende medios (24) mediante los cuales detectar la pared de fondo (3) de la pieza de trabajo (2), asociados con el cabezal portaherramientas (6) y operativos durante el movimiento de aproximación del mismo cabezal portaherramientas (6) hacia la pieza de trabajo, cuya función es la ubicar la herramienta (22) a una distancia predeterminada con respecto a la pared de fondo (3), dichos medios de detección (24) comprendiendo al menos un elemento palpador (25), asociado y sobresaliente del cabezal portaherramientas (6) en correspondencia de la extremidad lejana con respecto a la primera porción (7a) del componente de transmisión (7), y que presenta al menos un borde de contacto (26) adecuado para apoyarse directamente sobre la pared de fondo (3) de la pieza de trabajo (2) de manera de mantener la herramienta a una distancia predeterminada con respecto a la misma pared (3)

Dispositivo para maquinar piezas de trabajo, en particular partes aeronáuticas fabricadas a partir de bloques sólidos de materia prima.

La presente invención se refiere a un dispositivo para maquinar piezas de trabajo, en particular partes aeronáuticas fabricadas a partir de bloques sólidos de materia prima.

Esencialmente, la presente invención halla aplicación en cualquier sector industrial donde es necesario cortar o perforar orificios o aberturas similares a lo largo de las líneas de unión de las paredes o superficies transversales presentadas por una pieza de trabajo o artículo manufacturado similar que se debe maquinar.

Más exactamente, la presente invención halla aplicación especialmente en el sector de construcción aeronáutica, donde existe la necesidad de efectuar orificios de drenaje y/o comunicación de distintas formas y tamaños en las cavidades de las piezas de trabajo, maquinados a través de órganos o nervaduras de rigidización y ubicados cerca de una correspondiente pared de fondo.

En el sector aeronáutico, y en otros sectores industriales tales como transporte ferroviario, típicamente donde hay estructuras huecas de notable complejidad, generalmente con una o varias paredes de fondo y una pluralidad de órganos transversales de rigidización, existe la propensión a la formación de humedad de condensación dentro de los espacios huecos debido a variaciones de humedad, de temperatura y de otros factores y, por ende, es imperioso drenarla de la estructura.

De conformidad con lo anterior, las estructuras del tipo en cuestión necesitan ser provistas de una pluralidad de orificios de drenaje perforados a través de los órganos de rigidización, adyacentes a las correspondientes paredes de fondo.

Sin embargo, existen notables dificultades con la ubicación de los orificios en las nervaduras o paredes de rigidización donde tales órganos están unidos a una pared de fondo, debido fundamentalmente al espacio restringido que proporcionan los ángulos entre las superficies adyacentes.

Normalmente, los orificios y/o las aberturas que permiten el drenaje y la comunicación entre los órganos de rigidización son realizados manualmente por mecánicos en condiciones de alcanzar, directamente y sin dificultad, las áreas cercanas a las paredes de fondo.

Si bien los métodos que se emplean actualmente para crear orificios de drenaje cerca de las paredes de fondo de dichas estructuras son eficientes, la parte solicitante entiende que tales procedimientos exhiben algunas desventajas y de hecho se pueden mejorar de distintas maneras, principalmente por lo que se refiere al lapso de tiempo necesario para modelar los orificios, los respectivos costos y los niveles de precisión requeridos para realizar el trabajo.

En efecto, la práctica de los mecánicos de detalles para perforar los orificios de drenaje en cuestión implica un significativo dispendio en términos de tiempo y recursos, dado que los orificios deben ser perforados uno a uno y con un elevado nivel de precisión.

Además, a partir del documento DE 4.244.407, que forma el fundamento del preámbulo de la reivindicación 1, se conoce una herramienta automática de perforación con un cabezal portahusillo que gira alrededor de un eje longitudinal y dos brocas para taladrar enfrentadas que giran alrededor de un eje común que está dispuesto perpendicular al eje de rotación del cabezal portahusillo.

El objetivo de la presente invención es el de eliminar los problemas asociados con la técnica conocida.

Un objetivo de la presente invención, en particular, es el de proporcionar un dispositivo tal de maquinar orificios de drenaje a través de órganos y/o nervaduras de rigidización de piezas de trabajo o estructuras complejas, cerca de las respectivas paredes de fondo, sin la necesidad de ninguna operación manual por parte de un mecánico.

Otro objetivo de la presente invención es el de proporcionar un dispositivo mediante el cual dichos orificios de drenaje pueden ser maquinados según parámetros y dimensiones especificadas.

Aún otro objetivo de la presente invención es el de reducir los costos que se generan para maquinar orificios de drenaje en piezas de trabajo del tipo descrito arriba.

Los objetivos señalados se logran substancialmente mediante un dispositivo según la presente invención para maquinar piezas de trabajo, en particular partes aeronáuticas fabricadas a partir de bloques sólidos de materia prima, según está caracterizado en una o varias de las reivindicaciones de 1 a 13 que se hallan más adelante.

Ahora se describirá la invención en detalles, a título ejemplificador, con la ayuda de los dibujos anexos, en los cuales:

- la figura 1 muestra una primera realización de un dispositivo para maquinar piezas de trabajo de conformidad con la presente invención, en una vista en elevación frontal, parcialmente en corte transversal, y exhibido durante una etapa de aproximación a la pieza de trabajo;

- la figura 2 muestra otra elevación frontal del dispositivo de la figura 1, visto parcialmente en corte transversal y exhibido durante una etapa de vinculación con la pieza de trabajo;

- la figura 3 muestra otra elevación frontal del dispositivo de la figura 1, visto parcialmente en corte transversal y exhibido durante un movimiento de compensación que acompaña a la etapa de vinculación con la pieza de trabajo;

- la figura 4 muestra una elevación frontal del dispositivo de las figuras de 1 a 3, visto parcialmente en corte transversal y exhibido durante una etapa de traslación lateral para maquinar un orificio de drenaje;

- la figura 5 es una vista esquemática en elevación lateral del dispositivo de las figuras de 1 a 4;

- la figura 6 muestra una segunda realización de un dispositivo para maquinar piezas de trabajo según la presente invención, visto en elevación frontal, parcialmente en corte transversal, y exhibido durante una etapa de aproximación a la pieza de trabajo;

- la figura 7 muestra otra elevación frontal del dispositivo de la figura 5, visto parcialmente en corte transversal, y exhibido durante una etapa de vinculación con la pieza de trabajo;

- la figura 8 muestra otra elevación frontal del dispositivo de las figuras 6 y 7, visto parcialmente en corte transversal y exhibido durante un movimiento de compensación que acompaña a la etapa de vinculación con la pieza de trabajo;

- la figura 9 muestra una elevación frontal del dispositivo de las figuras de 6 a 8, visto parcialmente en corte transversal, y exhibido durante una etapa de traslación lateral para maquinar un orificio de drenaje;

- la figura 10 es una vista esquemática en elevación lateral del dispositivo de las figuras de 6 a 9;

- la figura 11 exhibe una realización alternativa de una herramienta colocada en el dispositivo de las figuras de 1 a 10.

Con referencia a los dibujos anexos, el número 1 denota un dispositivo para maquinar piezas de trabajo, en su totalidad, y en particular un dispositivo para maquinar partes aeronáuticas fabricadas a partir de bloques sólidos de materia prima.

En efecto, el dispositivo (1) exhibido en los dibujos anexos es adecuado para ser usado con piezas de trabajo (2) y/o estructuras de naturaleza compleja, por ejemplo segmentos de aviones o secciones de trenes, que presentan una o varias paredes de fondo (3) y al menos una pared transversal de rigidización (4).

En el caso del sector aeronáutico, más exactamente, las piezas de trabajo (2) son maquinadas cortando material directamente de los bloques sólidos de materia prima de alta calidad, que presentan estructuras huecas provistas de una pluralidad de nervaduras y/o paredes transversales de rigidización (4). Generalmente sucede, como consecuencia del ensamblado de tales estructuras huecas, que dentro de las mismas tiende a formarse humedad de condensación, la cual debe ser drenada. A tal efecto, a través de las nervaduras transversales de rigidización (4) se perfora una serie de orificios (5) en posiciones adyacentes a la respectiva pared de fondo (3), de modo que el agua de la humedad de condensación pueda fluir hacia puntos de drenaje predeterminados.

Para maquinar dichos orificios de drenaje (5), el dispositivo (1) incorpora un cabezal portaherramientas (6) que comprende al menos un componente de transmisión (7) compuesto por una primera porción (7a), conectable con libertad de rotación por medio de un acoplamiento...

1. Dispositivo (1) para maquinar piezas de trabajo (2), en particular partes aeronáuticas fabricadas a partir de bloques sólidos de materia prima, que presentan una pared de fondo (3) y por lo menos una pared de rigidización (4) transversal a la pared de fondo (3), que comprende:

- un cabezal portaherramientas (6) provisto de al menos un componente de transmisión que puede ponerse en rotación alrededor de un respectivo eje longitudinal (X), que presenta una primera porción (7a) conectable con libertad de rotación al propulsor de una máquina, y una segunda porción (7b) en correspondencia de la extremidad opuesta del componente con respecto a la primera porción (7a);

- al menos una herramienta (22) que puede girar alrededor de su propio eje longitudinal (Y) conjuntamente con el componente de transmisión (7) y en condiciones de perforar la pared transversal de rigidización (4),

el eje longitudinal (Y) de la herramienta (22) extendiéndose transversalmente con respecto al eje longitudinal (X) del componente de transmisión (7), de modo que la pared transversal de refuerzo (4) pueda ser perforada adyacente a la pared de fondo (3);

caracterizado por el hecho que el dispositivo además comprende medios (24) mediante los cuales detectar la pared de fondo (3) de la pieza de trabajo (2), asociados con el cabezal portaherramientas (6) y operativos durante el movimiento de aproximación del mismo cabezal portaherramientas (6) hacia la pieza de trabajo, cuya función es la ubicar la herramienta (22) a una distancia predeterminada con respecto a la pared de fondo (3), dichos medios de detección (24) comprendiendo al menos un elemento palpador (25), asociado y sobresaliente del cabezal portaherramientas (6) en correspondencia de la extremidad lejana con respecto a la primera porción (7a) del componente de transmisión (7), y que presenta al menos un borde de contacto (26) adecuado para apoyarse directamente sobre la pared de fondo (3) de la pieza de trabajo (2) de manera de mantener la herramienta a una distancia predeterminada con respecto a la misma pared (3).

2. Dispositivo según la reivindicación 1, donde el ángulo formado entre una semirecta (x) que coincide con el eje del cabezal portaherramientas (6) y está orientada hacia el mismo cabezal portaherramientas, y una semirecta (y) que coincide con el eje (Y) de la por lo menos una herramienta (22) y está orientada hacia la herramienta, es un ángulo obtuso.

3. Dispositivo según la reivindicación 1, donde el elemento palpador (25) es ajustable en una dirección paralela con el eje longitudinal del cabezal portaherramientas (6) de manera de poder aumentar o disminuir la distancia de la herramienta (22) con respecto a la pared de fondo (3) de la pieza de trabajo (2).

4. Dispositivo según la reivindicación 1 o 3, donde el elemento palpador (25) es intercambiable con otro elemento palpador (25) de diferente tamaño de modo de permitir un incremento o reducción de la distancia de la herramienta (22) con respecto a la pared de fondo (3) de la pieza de trabajo (2).

5. Dispositivo según las reivindicaciones 3 y 4, donde el elemento palpador (25) viene fijado al cabezal portaherramientas (6), y es posible contraer el cabezal portaherramientas (6) en una dirección paralela con el eje longitudinal (X) del componente de transmisión (7) por una distancia predeterminada suficiente para asegurar que el elemento palpador (25) se sitúe de manera estable sobre la pared de fondo (3) de la pieza de trabajo (2).

6. Dispositivo según la reivindicación 5, donde la primera porción y la segunda porción (7a y 7b) del componente de transmisión (7) están vinculados entre sí con libertad de deslizamiento y por ende están en condiciones de realizar un movimiento relativo entre la primera posición, en la cual el cabezal portaherramientas (6) está totalmente extendido longitudinalmente, y una segunda posición, en la cual el cabezal portaherramientas (6) está totalmente contraído longitudinalmente.

7. Dispositivo según la reivindicación 6, donde el cabezal portaherramientas (6) está provisto de medios elásticos retractores (16), que preferentemente comprenden al menos un resorte (17), intercalados y operativos entre la primera porción y la segunda porción (7a y 7b) del componente de transmisión (7) de modo de empujar la segunda porción (7b) hacia la primera posición totalmente extendida.

8. Dispositivo según la reivindicación 1, donde el elemento palpador (25) está abisagrado alrededor de un respectivo eje pivote (Z) al cabezal portaherramientas (6) e instalado junto con un elemento de contraste (29), situado de un lado del elemento palpador (25) lejano con respecto al cabezal portaherramientas (6) y que sirve a mantener el mismo elemento palpador (25) en una posición predeterminada.

9. Dispositivo según la reivindicación 8, donde el elemento palpador (25) puede girar alrededor del respectivo eje pivote (Z) entre una primera posición, en la cual el elemento palpador (25) está apoyado sobre el elemento de contraste (29), y una segunda posición, en la cual el elemento palpador (25) está alejado del elemento de contraste (29) cuando el borde de contacto (26) vincula la pared de fondo (3) de la pieza de trabajo (2).

10. Dispositivo según la reivindicación 9, donde el elemento palpador (25) presenta un perfil substancialmente con forma de L dada vuelta, que comprende:

- una primera porción (25a) de la cual una extremidad está abisagrada al cabezal portaherramientas (6), que presenta un borde de contraste (25c) ubicado para interactuar con el elemento de contraste (29) cuando el elemento palpador (25) ocupa la primera posición, y un borde de empuje (25d) dispuesto orientado en la dirección opuesta a la del borde de contraste (25c);

- una segunda porción (25b) que se extiende transversalmente y preferentemente perpendicular a la extremidad de la primera porción (25a) opuesta a la extremidad abisagrada, cuya extremidad remota con respecto a la primera porción (25a) presenta el borde de contacto (26) adecuado para vincular la pared de fondo de la pieza de trabajo.

11. Dispositivo según la reivindicación 10, donde los medios de detección (24) comprenden al menos un sensor (30) incorporado en el cabezal portaherramientas (6) y asociado operativamente con el elemento palpador (25) de modo de detectar la segunda posición del mismo elemento palpador (25), después de lo cual enviar una señal a una unidad electrónica de control que gobierna el funcionamiento del cabezal portaherramientas (6), de modo de activar una interrupción del movimiento del cabezal portaherramientas (6) hacia la pieza de trabajo (2).

12. Dispositivo según la reivindicación 11, donde el sensor (30) comprende al menos un microinterruptor (31) conectado eléctricamente a la unidad electrónica de control.

13. Dispositivo según la reivindicación 12, donde los medios de detección (24) comprenden al menos un elemento de transmisión (32), intercalado y operativo entre el elemento palpador (25) y el microinterruptor (31), cuya primera extremidad (32a) está ubicada de modo de interactuar con el borde de empuje (25d) presentado por la primera porción (25a) del elemento palpador (25), y una segunda extremidad (32b) está ubicada para vincular el microinterruptor (31) cuando viene desplazada por el borde de empuje (25d).