DISPOSITIVO, SISTEMA Y MÉTODO DE SUJECIÓN DE UNA PIEZA DE TRABAJO.

Un dispositivo (101, 201) de sujeción de piezas de trabajo, que comprende:

- una rótula (107, 207) sustancialmente esférica con medios para retener, de forma que se puede liberar, una pieza (901) de trabajo; - una cavidad (102, 202) con una primera superficie (105, 205) de recepción de rótula, preferiblemente sustancialmente cónica, y medios para montar dicha cavidad (102, 202) sobre una mesa de trabajo; y - medios para sujetar, de manera que se puede liberar, dicha rótula (107, 207) contra dicha primera superficie (105, 205) de recepción de rótula, de modo que bloquea el movimiento rotacional de dicha rótula (107, 202) dentro de dicha cavidad (102, 202); estando caracterizado el dispositivo (101, 201) de sujeción de piezas de trabajo porque dicha primera superficie (105, 205) de recepción de rótula está formada en un elemento (104, 204) de recepción de rótula montado para ser móvil, dentro de dicha cavidad (102, 202), a lo largo de al menos un eje en un plano sustancialmente perpendicular a la fuerza de sujeción de la rótula cuando los medios de sujeción son liberados, pero que se puede bloquear en su posición mediante dichos medios de sujeción

La presente invención se refiere a un dispositivo, sistema y método de sujeción de una pieza de trabajo.

Para el procesado, y en particular para mecanizar piezas de trabajo, es generalmente necesario sujetar la pieza de trabajo en una posición y orientación fijas. En general, la pieza de trabajo se sujeta utilizando uno o varios dispositivos, como abrazaderas o prensas de banco, con el propósito de evitar movimientos de la pieza de trabajo durante la operación de procesado que podrían afectar a la forma o apariencia final de la pieza de trabajo después del proceso.

Un tipo particularmente flexible de dispositivo de sujeción de pieza de trabajo está representado por los dispositivos de sujeción de piezas de trabajo de rótula esférica y cavidad, como se han descrito, por ejemplo, en la patente británica GB 1,014,809 o en la solicitud de patente europea EP 0461994 A1. Tales dispositivos de sujeción de piezas de trabajo conocidas en la técnica comprenden una rótula sustancialmente esférica con medios para retenerla de modo que se pueda liberar, una cavidad con una primera superficie de recepción de la rótula y medios para montar dicha cavidad sobre una mesa de trabajo, y medios para sujetar dicha rótula contra dicha primera superficie de recepción de rótula, para bloquear el movimiento rotacional de dicha rótula dentro de dicha cavidad.

Antes de sujetar la rótula contra la superficie de recepción de rótula de la cavidad, la rótula puede rotar al menos en una cierta medida dentro de la cavidad, permitiendo así a un usuario que oriente los medios de conexión y la pieza de trabajo conectada a los mismos, de modo que se facilite el trabajo sobre dicha pieza de trabajo.

Sin embargo, aunque pueden proporcionar tres grados de libertad, los dispositivos de sujeción de pieza de trabajo de rótula y cavidad conocidos en la técnica no proporcionan medios para ajustar traslacionalmente la posición de la rótula para adaptarla, por ejemplo, a piezas de trabajo con puntos de sujeción cuya posición puede variar dentro de ciertas tolerancias de fabricación. Aunque se ha propuesto, por ejemplo en EP 0507033, hacer las propias cavidades móviles traslacionalmente, la necesidad de mantener la posición de la cavidad estable mientras se procesa la pieza de trabajo resulta en dispositivos de traslación y bloqueo de cavidad mecánicamente complicados.

Aunque se ha propuesto un aparato de sujeción de teclado de rótula y cavidad en US 5,466,078, donde se monta un elemento de recepción de la rótula que es móvil dentro de la cavidad a lo largo de un eje en un plano perpendicular a la fuerza de sujeción de la rótula, los medios de sujeción de esta técnica anterior no son adecuados para bloquear de manera fiable el movimiento rotacional de la rótula dentro de la cavidad contra tensiones elevadas, como se genera, por ejemplo, cuando se mecaniza una pieza, y el aparato tiene una pestaña de bloqueo adicional para bloquear el elemento de recepción de la rótula con relación a la cavidad. Un primer objetivo de la presente invención es por tanto permitir al menos ajustes traslacionales limitados de la posición de la rótula, a la vez que bloquear esos ajustes, al mismo tiempo que los ajustes rotacionales, mediante la sujeción de la rótula.

Para conseguir este objetivo, en el dispositivo de sujeción de pieza de trabajo de acuerdo con la invención dicha superficie de recepción de rótula se forma en un elemento de recepción de rótula montado para ser móvil, dentro de dicha cavidad, a lo largo de al menos un eje en un plano sustancialmente perpendicular a su fuerza de sujeción de rótula cuando se liberan dichos medios de sujeción, pero se puede bloquear en su posición por medio de dichos medios de sujeción. Esto permitirá ajustes traslacionales limitados en la posición de dicho elemento de recepción de rótula y, con ellos, de la rótula y sus medios de conexión a la pieza de trabajo, permitiendo a la vez un bloqueo fiable de dicha posición traslacional cuando se bloquea la rótula, ya que el elemento de recepción de rótula estará fijado bajo la misma.

Preferiblemente, dicha superficie de recepción de rótula es sustancialmente cónica. Dicha forma tiene la ventaja de proporcionar un asiento estable para la rótula, siendo a la vez comparativamente simple de fabricar. Alternativamente, sin embargo, dicha superficie de recepción de rótula podría ser también, por ejemplo, una superficie sustancialmente esférica con un radio igual o mayor que la rótula.

Preferiblemente, dichos medios de sujeción de rótula comprenden un miembro interno y un miembro externo, comprendiendo el medio externo medios para transmitir dicha fuerza de sujeción de la rótula a dicha cavidad y comprendiendo el miembro interno una segunda superficie de recepción de rótula para contactar con dicha rótula y sujetar dicha rótula entre dichas primera y segunda superficies de recepción de rótula. Al tener estos medios interno y externo separados, es más fácil mantener una alineación de las primera y segunda superficies de recepción de rótula, incluso cuando el elemento de recepción de rótula en la cavidad se ajusta lateralmente. La segunda superficie de recepción de rótula también es preferentemente cónica, aunque también se podrían contemplar alternativamente otras formas, como por ejemplo una forma sustancialmente esférica de un radio igual o mayor que el de la rótula.

Incluso más preferiblemente, dicho miembro externo comprende una rosca, dicha cavidad comprende una rosca, y dichas roscas del miembro externo y de la cavidad pueden cooperar para conectar el miembro externo y la cavidad y para generar dicha fuerza de sujeción de rótula al mejorar la conexión entre las mismas. A roscar el miembro externo en la cavidad y apretar esta conexión a rosca, es posible aplicar y mantener una fuerza elevada, estable y precisa entre dicho miembro externo y la cavidad que, al sujetar dicho miembro interno, rótula y miembro de recepción de rótula entre ellos, mantendrá la posición y orientación de la rótula incluso bajo cargas considerables.

Debido a que la caída de deshechos, en caso de que se introduzcan entre partes del dispositivo de sujeción de piezas de trabajo, como por ejemplo, la rótula y la primera o segunda superficies de recepción de rótula, o las roscas de dicho miembro externo y la cavidad, podría dañarlas, el dispositivo de sujeción de piezas de trabajo de la invención preferiblemente comprende un elemento de cubierta para proteger el dispositivo de sujeción de la caída de desechos, como, por ejemplo, recortes metálicos.

En algunos casos, como por ejemplo en sistemas de sujeción de piezas de trabajo que comprenden más de un único dispositivo de sujeción de piezas de trabajo, puede ser preferible o incluso necesario permitir ajustes trasnacionales de la posición de la rótula en un dispositivo de sujeción de piezas de trabajo sólo a lo largo de un eje. Para conseguir esto, la cavidad puede además comprender medios para guiar el movimiento de dicho elemento de recepción de rótula dentro de dicha cavidad a lo largo de un único eje sustancialmente perpendicular a su fuerza de de sujeción de rótula.

Puede ser preferible entonces que la cavidad comprende además medios para indicar externamente la dirección de dicho eje único, de modo que un usuario pueda saber cuándo la cavidad está montada con la orientación adecuada en la mesa de trabajo. En una realización particularmente ventajosa, dichos medios para montar la cavidad sobre una mesa de trabajo comprenden una pluralidad de pernos, como por ejemplo cuatro, dispuestos alrededor de la cavidad, y al menos uno de estos pernos tiene una forma y/o tamaño diferente para indicar la dirección de dicho eje único.

En muchos casos, para asegurar la estabilidad de una pieza de trabajo mientras está siendo procesada, es necesario sujetar la pieza de trabajo simultáneamente con una pluralidad de dispositivos de sujeción de piezas de trabajo conectadas a diferentes puntos de fijación de la pieza de trabajo. Sin embargo, debido a las tolerancias de fabricación, las posiciones relativas de estos puntos de fijación pueden variar dentro de estas tolerancias. Sin medios para ajustar las posiciones relativas de estos dispositivos de sujeción de piezas de trabajo, sujetar la pieza de trabajo generará tensiones internas significativas en la pieza de trabajo. Cuando la pieza de trabajo sea liberada después del procesado, estas tensiones internas pueden provocar deformaciones, dando como resultado unas peores tolerancias de fabricación y un eventual reprocesado,... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo (101, 201) de sujeción de piezas de trabajo, que comprende:

- una rótula (107, 207) sustancialmente esférica con medios para retener, de forma que se puede liberar, una pieza

(901) de trabajo;

- una cavidad (102, 202) con una primera superficie (105, 205) de recepción de rótula, preferiblemente sustancialmente cónica, y medios para montar dicha cavidad (102, 202) sobre una mesa de trabajo; y

- medios para sujetar, de manera que se puede liberar, dicha rótula (107, 207) contra dicha primera superficie (105, 205) de recepción de rótula, de modo que bloquea el movimiento rotacional de dicha rótula (107, 202) dentro de dicha cavidad (102, 202);

estando caracterizado el dispositivo (101, 201) de sujeción de piezas de trabajo porque dicha primera superficie (105, 205) de recepción de rótula está formada en un elemento (104, 204) de recepción de rótula montado para ser móvil, dentro de dicha cavidad (102, 202), a lo largo de al menos un eje en un plano sustancialmente perpendicular a la fuerza de sujeción de la rótula cuando los medios de sujeción son liberados, pero que se puede bloquear en su posición mediante dichos medios de sujeción.

2. Un dispositivo (101, 201) de sujeción de piezas de trabajo de acuerdo con la reivindicación 1, donde dichos medios de sujeción de rótula comprenden un miembro (114, 214) interno y un miembro (113, 213) externo, comprendiendo el miembro (113, 213) externo medios para transmitir dicha fuerza de sujeción de rótula a dicha cavidad (102, 202) y comprendiendo el miembro (114, 214) interno una segunda superficie (115, 215) de recepción de rótula, preferiblemente sustancialmente cónica, para contactar con dicha rótula (107, 207) y sujetar dicha rótula (107, 207) entre dichas primera y segunda superficies (105, 205; 115, 215) de recepción de rótula.

3. Un dispositivo (101, 201) de sujeción de piezas de trabajo de acuerdo con la reivindicación 2, donde dicho miembro (113, 213) externo comprende una rosca (116, 216),preferiblemente interna, dicha cavidad (102, 202) comprende una rosca (117, 217), preferiblemente externa, y dichas roscas (116, 117; 216, 217) del miembro (113, 213) externo y cavidad (102, 202) pueden cooperar para conectar el miembro (113, 213) externo y la cavidad (102, 202) y generar dicha fuerza de sujeción de rótula al apretar la conexión entre ellos.

4. Un dispositivo (101, 201) de sujeción de piezas de trabajo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que además comprende un elemento (119, 219) de cubierta para proteger el dispositivo (101, 201) de sujeción de piezas de trabajo de la caída de desechos, como, por ejemplo, recortes metálicos.

5. Un dispositivo (201) de sujeción de piezas de trabajo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde dicha cavidad (202) además comprende medios para guiar el movimiento de dicho elemento

(204) de recepción de rótula dentro de dicha cavidad (202) a lo largo de un único eje sustancialmente perpendicular a la fuerza de sujeción de la rótula.

6. Un dispositivo (201) de sujeción de piezas de trabajo de acuerdo con la reivindicación 5, donde la cavidad (202) además comprende medios para indicar externamente la dirección de dicho único eje.

7. Un dispositivo (201) de sujeción de piezas de trabajo de acuerdo con la reivindicación 6, donde dichos medios para montar la cavidad (202) sobre una mesa (905) de trabajo comprenden una pluralidad de pernos (203a, 203a'), como, por ejemplo, cuatro, dispuestos alrededor de la cavidad (202) y donde al menos uno de estos pernos (203a') tiene una forma y/o un tamaño diferente para indicar la dirección de dicho eje único.

8. Un sistema de sujeción de piezas de trabajo que comprende un primer y un segundo dispositivos (101, 201) de sujeción de piezas de trabajo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, y un tercer dispositivo (301) de sujeción de piezas de trabajo que comprende:

- una rótula (307) sustancialmente esférica con medios para retener, de manera que se puede liberar, una pieza de trabajo (901);

- una cavidad (302) con una primera superficie (305) de recepción de rótula y medios para montar dicha cavidad

(302) sobre una mesa (905) de trabajo; y

- medios para sujetar, de manera que se puede liberar, la rótula (307) contra dicha primera superficie (305) de recepción de rótula, donde dicha primera superficie (305) de recepción de rótula está fijada en un plano perpendicular a su fuerza de sujeción de rótula;

- el elemento (104) de recepción de rótula del primer dispositivo (101) de sujeción de piezas de trabajo se monta de modo que es móvil, dentro de su cavidad (102), en todas las direcciones de un plano sustancialmente perpendicular a la dirección de su fuerza de sujeción de rótula; y

- el elemento (204) de recepción de rótula del segundo dispositivo (202) de sujeción de piezas de trabajo está montado de modo que es móvil, dentro de su cavidad (202), a lo largo de un único eje sustancialmente perpendicular a la dirección de su fuerza de sujeción de rótula.

donde 9. Un método de uso de un sistema de sujeción de piezas de trabajo de acuerdo con la reivindicación 8, que comprende las siguientes operaciones:

- montar las cavidades (102, 202, 302) de los primer, segundo y tercer dispositivos (101, 201, 301) de sujeción de piezas de trabajo en posiciones predeterminadas sobre una mesa (905) de trabajo;

- fijar las rótulas (107, 207, 307) de los primer, segundo y tercer dispositivos (101, 201, 301) de sujeción de piezas de trabajo con sus medios de retención a diferentes puntos (902) de fijación de una pieza (901) de trabajo;

- situar la pieza (901) de trabajo sobre la mesa (905) de trabajo en una posición tal que dichas rótulas (107, 207, 307) se apoyen contra las primeras superficies (105, 205, 305) de recepción de rótula de las correspondientes cavidades (102, 202, 302); y

- sujetar cada rótula (107, 207, 307) contra la correspondiente primera superficie (105, 205, 305) de recepción de rótula con los medios de sujeción correspondientes, de manera que se fija su posición y orientación, y por tanto la posición y orientación de la pieza (901) de trabajo.

10. Un método de acuerdo con la reivindicación 9, que además comprende las operaciones de:

- dejar de sujetar las rótulas (107, 207, 307) de los tres dispositivos (101, 201, 301) de sujeción de piezas de trabajo después de llevar a cabo al menos una primera operación de procesado sobre dicha pieza (901) de trabajo, para liberar cualquier nueva tensión interna de la pieza (901) de trabajo provocada por al menos un primer paso de procesado; y

- sujetar las rótulas (107, 207, 307) de nuevo después de liberar sustancialmente dichas nuevas tensiones internas, de modo que se fija de nuevo la posición y orientación de la pieza (901) de trabajo antes de llevar a cabo al menos una siguiente operación de procesado sobre dicha pieza (901) de trabajo.