Cabezal para herramientas para su utilización en máquinas herramientas con amortiguación del desequilibrio.

Cabezal para herramientas para su utilización en máquinas herramientas,

que tiene un cuerpo principal (10) giratorio alrededor de un eje de rotación (13), que tiene un patín (14) que lleva una herramienta de corte y que es ajustable por medio de un mecanismo de accionamiento con respecto al cuerpo principal (10) a lo largo del eje de desplazamiento (16), orientado radialmente con respecto al eje de rotación, y que tiene como mínimo, un cuerpo de equilibrado (20) para amortiguar el desequilibrio provocado por el patín (14) y la herramienta de corte, estando previstos, como mínimo, dos cuerpos de equilibrado (20) que sobresalen lateralmente con sus centros de gravedad (28', 28'') más allá del eje de desplazamiento (16), y que son guiados positivamente y/o pivotantes con relación al patín (14) y con relación al cuerpo principal (10), caracterizado porque los cuerpos de equilibrado (20) están montados de manera que son pivotantes alrededor de un eje de pivotamiento fijado con relación al patín, y son guiados positivamente con respecto al cuerpo principal a una distancia con respecto al eje de pivotamiento.

Cabezal para herramientas para su utilización en máquinas herramientas con amortiguación del desequilibrio La presente invención se refiere a un cabezal para herramientas, de acuerdo con la parte no caracterizante de las reivindicaciones 1, 8, 13 ó 32.

Un cabezal para herramientas de este tipo se ha dado a conocer, por ejemplo, en el documento EP0488774.

Todos los sistemas para equilibrar objetos que giran con rapidez se basan en disponer el centro de gravedad del cuerpo giratorio sobre el eje de rotación. Esto es necesario, por ejemplo, cuando un cabezal para herramientas presenta piezas desplazables y en la rotación se presenta un vector de desequilibrio variable. Este es el caso en herramientas que presentan un corte radialmente ajustable durante la rotación y, por lo tanto, posibilitan mecanizaciones en plano, por giro sobre piezas a mecanizar fijas. En sistemas rotativos con centro de gravedad variable, tal como es el caso, por ejemplo, de cabezales para torneado plano, o refrentado, que presentan un patín de la herramienta como causante del desequilibrio variable, se utiliza para el equilibrado, habitualmente, un patín compensador que es desplazado en sentido contrario al patín de la herramienta. En este sentido, no se conoce hasta la actualidad ningún sistema que impida la suma de las fuerzas centrífugas del patín de la herramienta y del patín de compensación sobre el conjunto del eje de accionamiento. El patín de compensación y el patín de la herramienta provocan, por lo tanto, fuerzas centrífugas que se suman en el desplazamiento, y se deben resistir por el conjunto del eje de accionamiento.

Partiendo de lo anterior, la presente invención se propone el objetivo de mejorar el cabezal para herramientas del tipo indicado anteriormente, de manera que, además de una amortiguación del desequilibrio, se consiga también una reducción de las fuerzas de accionamiento para el ajuste del patín.

Para solucionar este objetivo, se prevén las combinaciones de las características indicadas en las reivindicaciones 1, 8, 13 ó 32 de la patente. Disposiciones y desarrollos adicionales ventajosos de la invención resultan de las reivindicaciones dependientes.

La solución conocida por el documento EP0488774 parte sobre todo del concepto de que se prevén, como mínimo, dos cuerpos de compensación que sobresalen con su centro de gravedad lateralmente sobre el eje de desplazamiento, y que son guiados de forma positiva o basculante en puntos dispuestos con separación entre sí, con respecto al patín y con respecto al cuerpo principal. El acoplamiento forzado condicionado de esta manera entre el movimiento del patín y el de los cuerpos de compensación, posibilita que el mecanismo de impulsión actúe, por ejemplo, solo sobre el patín, y que los cuerpos de compensación sean arrastrados con guiado positivo para la amortiguación del desequilibrio. Puesto que el patín es la parte que determina la exactitud del cabezal de la herramienta, el conjunto del eje de accionamiento actúa de manera con este objetivo sobre el patín. De esta manera, es posible que, además de la compensación del desequilibrio, se consiga con independencia del régimen de giro, simultáneamente, una reducción de los esfuerzos de accionamiento. De forma ideal, se consigue, en la compensación de desequilibrio, simultáneamente, la compensación de los esfuerzos de accionamiento. Para ello, los esfuerzos sobre los cojinetes y los esfuerzos de guiado se deben adecuar de manera exacta entre sí por la adecuación de las configuraciones correspondientes de los cojinetes y de las guías. Dado que para los procesos de desplazamiento se debe permitir un determinado juego de cojinetes y de guías, este caso ideal no se puede conseguir de manera completa. Los esfuerzos diferenciales que todavía persisten, tales como los esfuerzos de reacción por rozamiento que pueden depender también del régimen de giro, se deben resistir todavía en el eje conjunto del de accionamiento.

De acuerdo con la invención, los cuerpos de equilibrado están dispuestos de manera basculante alrededor de un eje de basculación fijado al patín, y son guiados de manera positiva, con separación del eje de basculación, con respecto al cuerpo principal.

Es especialmente ventajosa una disposición simétrica en la que se prevén dos cuerpos de equilibrado que están dispuestos con capacidad de basculación alrededor de ejes de basculación iguales dispuestos perpendicularmente al eje de desplazamiento del patín, según direcciones opuestas. En este caso, de manera preferente, los cuerpos de equilibrado están constituidos y dispuestos de forma sustancialmente simétrica especular con respecto al eje del patín.

Una disposición preferente de la invención prevé que el patín presente un alojamiento para la herramienta, cuyo eje del alojamiento está dispuesto, preferentemente, paralelo a los ejes de basculación de los cuerpos de equilibrado, fijos al patín. De manera ventajosa, coinciden el eje del alojamiento y los ejes de basculación de los cuerpos de equilibrado fijados al patín. Para utilizaciones especiales, se puede prever que el eje del alojamiento y los ejes de basculación fijos al patín de los cuerpos de equilibrado, estén dispuestos también de forma oblicua entre sí.

Para evitar momentos o pares de fuerzas dinámicos que pueden actuar en el proceso de ajuste sobre el cabezal de la herramienta, se recomienda, según la invención, que los centros de gravedad del patín portador de la herramienta y los cuerpos de compensación, estén dispuestos, con respecto al eje de rotación, esencialmente sobre la misma altura axial.

De acuerdo con una disposición constructivamente ventajosa de la invención, el cojinete basculante fijo al patín está constituido como ranura circular que rodea el alojamiento de la herramienta, en el que se acoplan los cuerpos de equilibrado, que tienen de manera correspondiente dos pasadores o rodillos como elementos de cojinete. Esta construcción, admite, por el contrario, una variación, de manera que las guías positivas fijas al patín estén constituidas mediante una ranura oval, que rodea el alojamiento de la herramienta, cuyos ejes longitudinales del óvalo están dispuestos de manera ventajosa paralelamente a la dirección del desplazamiento del patín.

Además, es ventajoso, desde el punto de vista constructivo, que los cuerpos de equilibrado soporten un disco sobresaliente afectado por una masa en disposición segmentada, de manera que los ejes de basculación fijos al patín de los cuerpos de equilibrado están dispuestos, de manera ventajosa, paralelamente al eje de rotación.

De acuerdo con la invención, el cuerpo principal y los cuerpos de equilibrado presentan partes dentadas que engranan entre sí de manera directa o indirecta como medio de guiado positivo. De esta manera, se consigue que los cuerpos de equilibrado, en el proceso de ajuste estén guiados de forma positiva con una parte dentada fijada a los cuerpos de equilibrado de manera directa o indirecta mediante una rueda dentada intermedia a lo largo de una parte dentada complementaria fija al cuerpo principal. De manera ventajosa, las partes dentadas fijas del patín de equilibrado están constituidas como alineaciones curvadas de dientes de forma concéntrica con respecto al eje de basculación del patín de equilibrado fijo al patín, mientras que las partes dentadas fijas al cuerpo principal pueden estar constituidas en forma de filas rectas de dientes paralelas a la dirección de desplazamiento del patín.

Para el caso de que, como mínimo, una de las partes dentadas fijas al patín de equilibrado actúe directamente en una parte dentada adyacente fija al cuerpo principal, la parte dentada fija al patín de equilibrado se encuentra, con respecto al eje de basculación, ventajosamente en el lado del centro de gravedad del correspondiente cuerpo de equilibrado. En caso de que, por otro lado, las partes dentadas fijas al patín de equilibrado se engranen con intermedio de una rueda dentada intermedia con una parte dentada adyacente fija al cuerpo principal, las partes dentadas fijas al patín de equilibrado se encuentran, con respecto al eje de basculación, sobre el lado opuesto al correspondiente cuerpo de equilibrado. En este último caso, las ruedas dentadas intermedias pueden quedar dispuestas, o bien en un cojinete de giro fijo al cuerpo principal, o fijo al patín. Especialmente para cojinetes de giro fijos al patín, las ruedas dentadas intermedias actúan con un eje del cojinete giratorio a través de una abertura de paso alargada, preferentemente curvada, del otro cuerpo de... [Seguir leyendo]

1. Cabezal para herramientas para su utilización en máquinas herramientas, que tiene un cuerpo principal (10) giratorio alrededor de un eje de rotación (13) , que tiene un patín (14) que lleva una herramienta de corte y que es ajustable por medio de un mecanismo de accionamiento con respecto al cuerpo principal (10) a lo largo del eje de desplazamiento (16) , orientado radialmente con respecto al eje de rotación, y que tiene como mínimo, un cuerpo de equilibrado (20) para amortiguar el desequilibrio provocado por el patín (14) y la herramienta de corte, estando previstos, como mínimo, dos cuerpos de equilibrado (20) que sobresalen lateralmente con sus centros de gravedad (28', 28'') más allá del eje de desplazamiento (16) , y que son guiados positivamente y/o pivotantes con relación al patín (14) y con relación al cuerpo principal (10) , caracterizado porque los cuerpos de equilibrado (20) están montados de manera que son pivotantes alrededor de un eje de pivotamiento fijado con relación al patín, y son guiados positivamente con respecto al cuerpo principal a una distancia con respecto al eje de pivotamiento.

2. Cabezal para herramientas, según la reivindicación 1, caracterizado porque se disponen dos cuerpos de equilibrado (20) montados de manera que sean pivotantes en direcciones opuestas alrededor del mismo eje de pivotamiento (15) , cortando el eje de desplazamiento (16) del patín, según un ángulo recto.

3. Cabezal para herramientas, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque los cuerpos de equilibrado (20) están diseñados y dispuestos esencialmente, según una imagen especular, con respecto al eje de desplazamiento (16) .

4. Cabezal para herramientas, según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el patín (14) tiene un alojamiento (18) para la herramienta de corte, siendo el eje del alojamiento paralelo al eje de pivotamiento (15) , fijado con relación al patín de los cuerpos de equilibrado (20) .

5. Cabezal para herramientas, según una de las reivindicación 1 a 3, caracterizado porque el patín (14) tiene un alojamiento (18) para la herramienta de corte, siendo el eje del alojamiento oblicuo con respecto a los ejes de pivotamiento (15) , fijados con relación al patín, de los cuerpos de equilibrado (20) .

6. Cabezal para herramientas, según la reivindicaciones 4 ó 5, caracterizado porque el eje del alojamiento y el eje de pivotamiento fijados con relación al patín de los cuerpos de equilibrado, coinciden.

7. Cabezal para herramientas, según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los centros de gravedad (28', 28'') del patín (14) , dotado de la herramienta de corte y los cuerpos de equilibrado (20) están dispuestos esencialmente a la misma altura axial con relación al eje de rotación (13) .

8. Cabezal para herramientas para su utilización en máquinas herramientas, que tiene un cuerpo principal (10) giratorio alrededor de un eje de rotación (13) , que tiene un patín (14) que lleva una herramienta de corte y que es ajustable por medio de un mecanismo de accionamiento con respecto al cuerpo principal (10) a lo largo del eje de desplazamiento (16) , orientado radialmente con relación al eje de rotación y que tiene, como mínimo, un cuerpo de equilibrado (20) para amortiguar el desequilibrio provocado por el patín (14) y la herramienta de corte, estando previstos, como mínimo, dos cuerpos de equilibrado (20) que sobresalen lateralmente con su centro de gravedad (28', 28'') más allá del eje de desplazamiento (16) , y que son guiados positivamente y/o pivotantes con relación al patín (14) y con respecto al cuerpo principal (10) , caracterizado porque los centros de gravedad (28', 28'') del patín (14) , dotados de la herramienta de corte y los cuerpos de equilibrado (20) están dispuestos esencialmente a la misma altura axial con relación al eje de rotación (13) .

9. Cabezal para herramientas, según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el cojinete pivotante fijado con relación al patín está diseñado en forma de ranura circular (38) que rodea el alojamiento (18) para la herramienta y en el que los cuerpos de equilibrado (20) se acoplan por medio de, como mínimo, un correspondiente elemento de cojinete (40) diseñado como pasador o rodillo.

10. Cabezal para herramientas, según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque los cuerpos de equilibrado (20) llevan un disco solicitado por una masa y que sobresale en forma de segmento, más allá de una parte central del cojinete.

11. Cabezal para herramientas, según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el eje de pivotamiento, fijado con relación al patín de los cuerpos de equilibrado (20) , está orientado paralelamente al eje de rotación (13) .

12. Cabezal para herramientas, según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el cuerpo principal

(10) y los cuerpos de equilibrado (20) tienen, como medios de guiado positivo, partes dentadas (60, 26) que se interconectan directa o indirectamente.

13. Cabezal para herramientas para su utilización en máquinas herramientas, que tiene un cuerpo principal (10) giratorio alrededor de un eje de rotación (13) , que tiene un patín (14) que lleva una herramienta de corte y que es ajustable por medio de un mecanismo de accionamiento con relación al cuerpo principal (10) a lo largo del eje de desplazamiento (16) , orientado radialmente con relación al eje de rotación y que tiene, como mínimo, un cuerpo de equilibrado (20) para amortiguar el desequilibrio provocado por el patín (14) y la herramienta de corte, estando previstos, como mínimo, dos cuerpos de equilibrado (20) que sobresalen lateralmente con su centro de gravedad (28', 28'') más allá del eje de desplazamiento (16) , y que son guiados positivamente y/o pivotantes con relación al patín (14) y con respecto al cuerpo principal (10) , caracterizado porque el cuerpo principal (10) y los cuerpos de equilibrado (20) tienen, como medio positivo de guiado, partes dentadas (60, 62) que se interconectan entre sí, directa o indirectamente.

14. Cabezal para herramientas, según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque los cuerpos de equilibrado (20) , durante la operación de ajuste, son guiados positivamente a lo largo de una parte dentada complementaria (62) , fijada con relación al cuerpo principal, directamente por medio de una parte dentada (60) fijada con relación los cuerpos de equilibrado, o indirectamente mediante una rueda dentada intermedia (64) .

15. Cabezal para herramientas, según una de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado porque las partes dentadas (60) , fijadas con relación a los cuerpos de equilibrado, están diseñadas como alineaciones curvadas de dientes concéntricamente con relación al eje de pivotamiento (15) , fijadas con respecto al patín, de los cuerpos de equilibrado (20) , y las partes dentadas (62) fijadas con relación al cuerpo principal están diseñadas en forma de alineaciones lineales de dientes orientados paralelamente al eje de desplazamiento (16) del patín (14) .

16. Cabezal para herramientas, según una de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizado porque las partes dentadas

(60) fijadas con relación a los cuerpos de equilibrado, se acoplan directamente en un engranaje dentado adyacente

(62) fijado con relación al cuerpo principal, y están dispuestos con relación al eje de pivotamiento (15) , en el lado del centro de gravedad (28', 28'') del cuerpo de equilibrado asociado (20) .

17. Cabezal para herramientas, según una de las reivindicaciones 12 a 16, caracterizado porque las partes dentadas

(60) fijadas con respecto a los cuerpos de equilibrado, se acoplan directamente en un engranaje dentado adyacente

(62) fijado con relación al cuerpo principal, y están dispuestos con relación al eje de pivotamiento (15) en el lado opuesto al centro de gravedad (28', 28'') del cuerpo de equilibrado asociado (20) .

18. Cabezal para herramientas, según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 15 ó 17, caracterizado porque, como mínimo, un de los engranajes dentados intermedios (64) está montado en un cojinete rotativo fijo con relación al cuerpo principal.

19. Cabezal para herramientas, según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 15 ó 17, caracterizado porque, como mínimo, uno de los engranajes dentados intermedios (64) está montado en un cojinete rotativo fijo con relación al patín.

20. Cabezal para herramientas, según cualquiera de las reivindicaciones 18 y 19, caracterizado porque, como mínimo, uno de los engranajes dentados intermedios (64) pasa con un eje (66) del cojinete rotativo a través de una abertura pasante curvada y preferentemente alargada (68) del otro cuerpo de equilibrado (20) .

21. Cabezal para herramientas, según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque los cuerpos de equilibrado (20) , durante la operación de ajuste, son guiados de manera positiva a lo largo de, como mínimo, una guía curvada (26, 26') o enlace, fijado con relación al cuerpo principal, por como mínimo, un elemento de soporte (24, 24') fijo con relación a los cuerpos de equilibrado.

22. Cabezal para herramientas, según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque los cuerpos de equilibrado durante la operación de ajuste son guiados positivamente a lo largo de, como mínimo, de una curva de guía o un enlace, fijado con relación a los cuerpos de equilibrado, por como mínimo, un elemento de soporte (40) fijado con relación al cuerpo principal.

23. Cabezal para herramientas, según la reivindicación 21 ó 22, caracterizado porque los elementos de soporte (24, 24') están diseñados como zapatas deslizantes o pasadores rodantes, que sobresalen sobre el cuerpo de equilibrado (20) y están soportados de manera deslizante o rodante contra las curvas de guía (26, 26') o enlaces dispuestos en el cuerpo principal (10) o están montados de forma hidrodinámica.

24. Cabezal para herramientas, según una de las reivindicaciones 21 a 23, caracterizado porque las curvas de guía (26, 26') o enlaces están formados en una pared del cuerpo principal en forma de orificios o ranuras alargados.

25. Cabezal para herramientas, según una de las reivindicaciones 21 a 24, caracterizado porque una curva de guía (26, 26') o enlace separado está asignado a cada elemento de soporte (24, 24') .

26. Cabezal para herramientas, según la reivindicación 25, caracterizado porque las dos curvas de guía (26, 26') o enlaces para diferentes elementos de soporte (24, 24') están asignados a cada cuerpo de equilibrado (20) .

27. Cabezal para herramientas, según una de las reivindicaciones 21 a 26, caracterizado porque las curvas de guía (26, 26') o enlaces de los diferentes cuerpos de equilibrado (20) están dispuestos en imagen especular entre sí.

28. Cabezal para herramientas, según una de las reivindicaciones 21 a 27, caracterizado porque las curvas de guía

o enlaces están formados en los cuerpos de equilibrado (20) como orificios alargados (44) , o ranuras, orientados de forma esencialmente radial, en los que se acopla un elemento de soporte (43) dispuesto sobre el cuerpo principal (10) .

29. Cabezal para herramientas, según la reivindicación 28, caracterizado porque las guías positivas fijadas con 10 respecto al patín están formadas por una ranura oval (42) que rodea el alojamiento (18) para la herramienta.

30. Cabezal para herramientas, según la reivindicación 29, caracterizado porque el eje oval más largo está orientado paralelamente al eje de desplazamiento (16) del patín (14) .

31. Cabezal para herramientas, según una de las reivindicaciones 1 a 30, caracterizado porque los cuerpos de equilibrado (20) están guiados positivamente y/o son pivotantes con respecto al patín y/o al cuerpo principal en una guía oscilante (52) con un movimiento componente axialmente paralelo al eje de rotación.

32. Cabezal para herramientas para su utilización en máquinas herramientas, que tiene un cuerpo principal (10)

giratorio alrededor de un eje de rotación (13) , que tiene un patín (14) que lleva una herramienta de corte y que es ajustable por medio de un mecanismo de accionamiento con respecto al cuerpo principal (10) a lo largo del eje de desplazamiento (16) , orientado radialmente con respecto al eje de rotación y que tiene, como mínimo, un cuerpo de equilibrado (20) para amortiguar el desequilibrio provocado por el patín (14) y la herramienta de corte, estando previstos, como mínimo, dos cuerpos de equilibrado (20) que sobresalen lateralmente con su centro de gravedad (28', 28'') más allá del eje de desplazamiento (16) , y que son guiados positivamente y/o pivotantes con relación al patín (14) y con respecto al cuerpo principal (10) , caracterizado porque los cuerpos de equilibrado (20) son guiados positivamente y/o son pivotantes con respecto al patín y/o el cuerpo principal en una guía oscilante (52) con un movimiento componente axialmente paralelo al eje de rotación.

33. Cabezal para herramientas, según una de las reivindicaciones 1 a 32, caracterizado porque los cuerpos de equilibrado (20) están dotados de elementos de masa que pueden ser intercambiados de forma modular.

34. Cabezal para herramientas, según la reivindicación 33, caracterizado porque los elementos de masa pueden ser intercambiados reteniendo simultáneamente los centros de gravedad (28', 28'') en el lado de los cuerpos de 35 equilibrado.

35. Cabezal para herramientas, según una de las reivindicaciones 1 a 34, caracterizado porque los cuerpos de equilibrado (20) pueden ser intercambiados de forma modular.

36. Cabezal para herramientas, según una de las reivindicaciones 1 a 35, caracterizado por un módulo de equilibrado intercambiable que consiste en una parte de cuerpo principal y cuerpos de equilibrado (20) .

37. Cabezal para herramientas, según la reivindicación 36, caracterizada porque el módulo de equilibrado comprende adicionalmente el patín para la herramienta. 45