MÁQUINA HERRAMIENTA CON SISTEMA DE FRENO.

Máquina herramienta con un sistema de frenos (10) para el frenado abrupto de un árbol rotativo (16) de la máquina herramienta,

donde el sistema de frenos comprende al menos un tambor de freno (12) y al menos una zapata de freno (18), los cuales se enganchan uno con el otro para el frenado del árbol (16), caracterizada porque el tambor de freno (12) y al menos una zapata de freno (18) se encuentran diseñados y dispuestos de modo tal que el enganche del freno entre el tambor de freno (12) y la zapata de freno (18) tiene lugar bajo la influencia de una fuerza centrífuga que resulta de la rotación de un árbol (16) de la máquina herramienta

Estado del arte

La presente invención hace referencia a una máquina herramienta con un sistema de frenos, en particular una sierra y preferentemente una sierra circular, donde el efecto protector del sistema de protección se desarrolla dentro de un intervalo temporal muy reducido, el cual, a modo de ejemplo, se ubica en el rango de algunos milisegundos (por lo general 1 -50 ms), para proteger de lesiones al usuario de la máquina herramienta en situaciones de riesgo.

Actualmente existen esencialmente tres enfoques relativos a la realización de un sistema de protección para sierras circulares de mesa y sierras circulares para cortar formatos, donde dicho sistema debe impedir que el usuario entre en contacto con la hoja de la sierra rotativa o que sufra una lesión por corte con consecuencias graves.

El sistema de protección de un fabricante norteamericano, vendido y distribuido por la empresa Sah Stop Inc., consiste en un sistema de frenado de emergencia que, debido a un enganche directo de un actuador del freno con la hoja de la sierra, posibilita un frenado de la máquina herramienta tan pronto como un sensor diseñado de forma correspondiente detecta una situación de riesgo. En este caso, a través del empleo de un activador térmico, un bloque de aluminio que se encuentra dispuesto de forma giratoria, con la ayuda de un resorte pretensado, choca contra el dentado de la hoja de la sierra rotativa, de manera que se acuña allí y, de este modo, absorbe la energía de rotación de todas las geometrías de la máquina herramienta que rotan durante el proceso de serrado. Como efecto secundario, esta aplicación de fuerzas sobre los bordes cortantes es aprovechada para hundir la hoja de la sierra en la mesa de serrar a través de un sistema de suspensión realizado de forma especial en cuanto a su construcción, el cual se encuentra dispuesto en la mesa de serrar. Mediante la ayuda de esta disposición es posible prevenir al operario de la máquina herramienta que acciona el mecanismo de protección en relación a daños corporales con consecuencias graves. En este caso, se considera desventajosa la aplicación directa sobre la herramienta de trabajo, por tanto sobre la geometría de corte de la hoja de la sierra, puesto que a través del desprendimiento de partes del dentado se origina un potencial de riesgo adicional para el operario. Asimismo, para restablecer la disponibilidad del sistema de protección se requiere un recambio de la unidad de frenado, inclusive de la hoja de la sierra, por una unidad de recambio lista para ser utilizada, la cual el operario debe tener almacenada para, después de un proceso de frenado exitoso, poder continuar con el trabajo utilizando la función de protección. Esto se asocia a costes adicionales considerables y a una inversión correspondiente en cuanto al aspecto temporal para la realización y la instalación. Además, debe considerarse que todos los componentes que se encuentran afectados en el proceso de frenado, es decir todas las geometrías rotativas de la máquina herramienta, se encuentran expuestos a esfuerzos mecánicos elevados durante la fase de desaceleración. Ni el fabricante ni publicaciones correspondientes relativas a este sistema presentan datos en cuanto a la resistencia a la fatiga de la instalación.

Otro enfoque contempla la utilización de un sistema de protección para el descenso exclusivo de la hoja de la sierra en la mesa de serrar, sin dar inicio a un proceso de frenado de la hoja de la sierra. Mediante la ayuda de una mezcla encendedora pirotécnica, en este caso, la hoja de la sierra, incluyendo el árbol principal y su soporte, es separada de la zona de riesgo, de manera que pueden ser impedidas lesiones serias en el operario. En esta clase de sistema de protección se considera desventajosa la necesidad del movimiento de masas relativamente grandes en forma de disposiciones a ser descendidas bajo tiempos permitidos estrictos dentro del rango de milisegundos. Los encendedores pirotécnicos aquí requeridos, los cuales resultan imprescindibles para este actuador de seguridad, producen además una costosa reversibilidad parcial que limita, tanto temporalmente como en cuanto a la organización, una continuación inmediata del trabajo en la máquina herramienta con un sistema de protección listo para ser utilizado. Asimismo, este sistema de protección, debido al espacio de construcción limitado y a su modo de procedimiento muy específico, es apropiado sólo para equipos estacionarios de gran tamaño, como por ejemplo sierras circulares de mesa que permiten una construcción semejante en su interior. Por el contrario, para la utilización en equipos pequeños que se operan de forma manual, como por ejemplo sierras para cortar al sesgo o sierras de ingletes o sierras de panel, este sistema no puede ser considerado.

Una publicación proveniente de un proyecto fomentado por la gestión pública, llamado "Cut-Stop" (VDI/VDE/IT), relativo a un sistema de protección para sierras circulares para cortar formatos del Instituto para máquinas – herramientas (IFW) de la Universidad de Stuttgart describe un enfoque gracias al cual se logra la detención del árbol principal de la máquina herramienta y con ello de la hoja de la sierra mediante una forma especial de una instalación de frenos de disco, ciertamente de un freno de cuña autorreforzante. En este caso, con la ayuda de un encendedor pirotécnico, una cuña es acelerada y, seguidamente, choca entre una guía de la cuña fija en forma de una pinza del freno modificada y el disco de freno giratorio. La disposición actúa como autoblocante para la elección y la combinación de ángulos de la cuña α específicos y valores del forro del freno µ, de manera que con esta construcción, en función de la inercia de la masa a ser desacelerada, los respectivos requisitos temporales del proceso de frenado pueden ser cumplidos. Sin embargo, la desventaja de este sistema de protección reside en que, también en este caso, tal como se ha descrito en la publicación mencionada, se requiere un recambio de la unidad

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de frenado completa debido a la cuña que se traba en el acoplamiento de fricción. La inversión temporal requerida del volumen de trabajo a ser realizado asciende a aproximadamente 10-12 minutos para el restablecimiento completo de la disponibilidad del sistema. Es válida también aquí una restricción parcial de la reversibilidad inmediata del sistema.

Por la solicitud DE 195 36 995 A1 se conoce un freno de seguridad para ascensores, el cual presenta un dispositivo que, en caso de ser sobrepasada la velocidad máxima predeterminada del medio de transporte, el accionamiento es frenado a través de una desaceleración en función de la velocidad y, dado el caso, es también detenido. El freno de seguridad de la solicitud DE 195 36 995 A1 actúa en función de la velocidad de rotación directamente sobre la polea motriz del transportador traccionado mediante cable, intentando limitar su velocidad de rotación. El freno de seguridad diseñado como un freno de fuerza centrífuga, adicionalmente, presenta un equipo para intensificar la fuerza de frenado en función de la velocidad de transporte.

En base a este estado del arte, es objeto de la presente invención el crear una máquina herramienta con una construcción alternativa, donde un sistema de protección de la máquina despliegue su efecto de protección a la brevedad, en particular dentro de algunos milisegundos (por lo general 1 -50 ms) y evite al menos parcialmente los problemas descritos en la introducción.

Descripción de la invención

Para alcanzar este objeto, la presente invención crea una máquina herramienta, en particular una sierra, con un sistema de frenado de emergencia para el frenado abrupto de un árbol rotativo de la máquina herramienta, donde el sistema de frenos comprende al menos un tambor de freno y al menos una zapata de freno, los cuales se enganchan uno con el otro para el frenado del árbol. De este modo, el tambor de freno y al menos una zapata de freno se encuentran diseñados y dispuestos de modo tal que el enganche del freno entre el tambor de freno y la zapata de freno tiene lugar bajo la influencia de una fuerza centrífuga, así como de la aceleración centrífuga, que resulta de la rotación de un árbol de la máquina herramienta.

De acuerdo a ello, la presente invención se orienta a la realización de una desaceleración del eje rotativo de la máquina herramienta a través del empleo de la energía de rotación que se encuentra presente en el eje rotativo con la ayuda de la construcción de un acoplamiento de fricción autorreforzante... [Seguir leyendo]

1. Máquina herramienta con un sistema de frenos (10) para el frenado abrupto de un árbol rotativo (16) de la máquina herramienta, donde el sistema de frenos comprende al menos un tambor de freno (12) y al menos una zapata de freno (18), los cuales se enganchan uno con el otro para el frenado del árbol (16), caracterizada porque el tambor de freno (12) y al menos una zapata de freno (18) se encuentran diseñados y dispuestos de modo tal que el enganche del freno entre el tambor de freno (12) y la zapata de freno (18) tiene lugar bajo la influencia de una fuerza centrífuga que resulta de la rotación de un árbol (16) de la máquina herramienta.

2. Máquina herramienta conforme a la reivindicación 1, caracterizada porque al menos una zapata de freno (18) del

sistema de frenos (10) se encuentra fijada de forma pivotante en un soporte (14) de la zapata de freno, el cual se 10 encuentra dispuesto en el árbol (16) y rota con este último.

3. Máquina herramienta conforme a la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque se proporciona un dispositivo de bloqueo (26) que puede ser regulado entre una posición bloqueada en donde la zapata de freno (18) se encuentra sostenida en el soporte (14) de la zapata de freno, y una posición desbloqueada, donde al menos una zapata de freno (18) es liberada de modo tal que ésta realiza un movimiento pivotante en la dirección del tambor de freno (12), para producir el enganche del freno.

4. Máquina herramienta conforme a la reivindicación 3, caracterizada porque el dispositivo de bloqueo (26) presenta al menos un elemento de bloqueo (24) que puede desplazarse entre una posición bloqueada, donde el mismo se encuentra enganchado con al menos una zapata de freno (18), y una posición desbloqueada, donde el mismo se encuentra desacoplado de la zapata de freno (18).

5. Máquina herramienta conforme a la reivindicación 3 ó 4, caracterizada porque el dispositivo de bloqueo (26) presenta un actuador (28) que pasa el dispositivo de bloqueo (26) de una posición bloqueada a una posición desbloqueada.

6. Máquina herramienta conforme a una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque ésta presenta un dispositivo de acoplamiento que se encuentra realizado de modo tal que éste, en su posición acoplada, conecta el árbol (16) a ser frenado a un tren propulsor, y que durante un frenado de emergencia es pasado automáticamente a su posición desbloqueada, donde el árbol (16) a ser frenado es desacoplado del tren propulsor.

7. Máquina herramienta conforme a una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el sistema de frenos (10) presenta un dispositivo de retorno para desplazar al menos una zapata de freno (18) hacia su posición inicial.

8. Máquina herramienta conforme a una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la máquina herramienta es una sierra, preferentemente una sierra circular y particularmente una sierra circular de mesa.