Árbol modular para máquinas herramientas.

Árbol modular para máquinas herramientas que comprende:

- al menos dos segmentos tubulares (2,

3), que pueden ser acoplados entre sí a lo largo del mismo eje (X) del árbol (1), donde al menos un primer (2) segmento de los dos segmentos (2, 3) comprende, en correspondencia de una extremidad, una primera parte de acoplamiento (4) que define un vástago ahusado (6) mientras que un segundo segmento (3) de los dos segmentos (2, 3) comprende, en correspondencia de una extremidad, una segunda parte de acoplamiento (5) que define una superficie de recepción ahusada (7) predispuesta para recibir el vástago ahusado (6);

- al menos un tornillo de bloqueo (10) situado en correspondencia de las partes de acoplamiento (4, 5) y que actúa sobre las mismas partes de acoplamiento (4, 5) para bloquear entre sí y de manera estable los segmentos (2, 3); caracterizado por el hecho que el por lo menos un tornillo de bloqueo (10) está situado y actúa a lo largo de un eje de roscado (V) incidente sobre el eje (X) del árbol (1) y con dicho eje (X) del árbol (1) forma un ángulo agudo de fijación (12) comprendido entre 30° y 70°, donde la primera parte de acoplamiento (4) del primer segmento (2) comprende por lo menos una superficie de fijación (15) predispuesta para recibir una acción de empuje ejercida por el por lo menos un tornillo (10), dicha superficie de fijación (15) siendo transversal al eje de roscado (V) del tornillo de bloqueo (10), este último comprendiendo una superficie de contacto frontal substancialmente plana (11) en condiciones de apoyarse contra la superficie de fijación (15) de la primera parte de acoplamiento (4) del primer segmento (2).

Arbol modular para máquinas herramientas

La presente Invención se refiere a un árbol modular para máquinas herramientas. En particular, la misma se refiere a un árbol rotativo que puede ser colocado en máquinas herramientas para la transmisión de pares de torsión o como eje deslizante de precisión.

Los árboles modulares para máquinas herramientas se componen de segmentos tubulares que se empalman entre sí a través de varios tipos de acoplamientos.

Existen árboles modulares pertenecientes a la técnica conocida compuestos por una pluralidad de segmentos, los cuales vienen acoplados entre sí mediante acoplamientos cilindricos. Tales árboles poseen una primera extremidad macho con una terminación cilindrica que posee una sección transversal reducida, la cual puede ser introducida en una correspondiente extremidad opuesta de un segmento adyacente.

Los dos segmentos adyacentes vienen bloqueados en su posición mediante uno o varios tornillos que se atornillan en correspondencia de la conexión cilindrica para bloquear los dos segmentos entre sí y así impedir que los mismos se separen.

En términos generales, los segmentos tubulares de tales árboles modulares comprenden una lengüeta o un perno dispuesto en correspondencia de una de las extremidades y asociable con una respectiva acanaladura hecha en la extremidad opuesta a la lengüeta, para la transmisión del par de torsión generado por la máquina herramienta desde un primer segmento tubular al segmento siguiente.

La alineación entre los varios segmentos tubulares de tales árboles modulares no es de precisión, por lo tanto fueron desarrollados árboles con un acoplamiento ahusado entre una parte macho y una parte hembra.

En tales acoplamientos ahusados, la superficie interna de la parte hembra se extiende de manera ahusada con una sección transversal decreciente en alejamiento desde la extremidad del segmento tubular al cual pertenece, mientras que la parte tubular con sección transversal reducida de la extremidad macho se extiende de manera ahusada con una sección transversal creciente en alejamiento desde su extremidad de segmento tubular. En un buen acoplamiento ahusado la longitud y el ángulo de ahusamiento o conicidad de las partes de acoplamiento de la extremidad macho y de la extremidad hembra son prácticamente iguales, de modo de maximizar la superficie de contacto (ahusada) entre un segmento tubular y el siguiente conectado al mismo. Finalmente, tornillos, como los empleados en los acoplamientos cilindricos, bloquean la extremidad macho para impedir que se salga de la extremidad hembra.

También los árboles con acoplamiento ahusado poseen un sistema de lengüeta y acanaladura para transmitir

el partorsor.

Desfavorablemente, en los árboles modulares de la técnica conocida, tanto con un acoplamiento cilindrico como con un acoplamiento ahusado, la transferencia del partorsor desde un segmento tubular al segmento tubular adyacente viene efectuada totalmente a través de la interacción entre lengüeta y acanaladura, con obvios problemas en términos de dlmensionamlento cuando los pares torsores a transmitir son muy elevados. Asimismo, un sistema de lengüeta y acanaladura muy grande provoca un elevado nivel de excentricidad de las masas que giran de los segmentos tubulares con consiguientes fuertes vibraciones que limitan la vida Util del árbol, la precisión de maquinado y pueden conducir a roturas debido a fatiga de componentes del árbol.

Otra desventaja de los árboles modulares de la técnica conocida concierne a la utilización de tornillos para el bloqueo de la extremidad macho del acoplamiento. En efecto, los tornillos bloquean la extremidad macho aplicando una gran presión radial sobre la misma y, por consiguiente, a través de la fricción, impiden que la extremidad macho se salga de la extremidad hembra. Sin embargo, esa configuración genera solicitaciones locales muy grandes en los puntos donde los tornillos ejercen la presión, lo cual determina deformaciones permanentes de la extremidad macho, desgaste por fricción en los tornillos y, por lo tanto, una vida útil limitada del segmento tubular.

En algunas aplicaciones, como en el caso de acoplamiento axial de barrena helicoidal, se utilizan conectares que tienen una parte macho con su rosca roscada y apretada a la parte hembra con rosca bloqueadas entre sí utilizando una pluralidad de tornillos axiales que se enroscan en bridas enfrentadas de las dos partes.

En el documento US 3.240.513 se da a conocer un ejemplo de tal acoplamiento.

Tales árboles modulares vienen sometidos a muchas operaciones de ensamblado/desensamblado y dichas configuraciones conocidas presentan la obvia desventaja de generar deformaciones permanentes del segmento tubular el cual, por lo tanto, después de vahos ciclos se vuelve inutilizare.

En este contexto, el cometido técnico fundamento de la presente Invención es el de proponer un árbol modular para máquinas herramientas que no presente las desventajas antes mencionadas de la técnica conocida.

En particular, un objetivo de la presente Invención es el de proporcionar un árbol modular para máquinas herramientas que garantice un acoplamiento preciso y fiable entre los componentes.

Otro objetivo de la presente invención es el de proporcionar un árbol modular para máquinas herramientas que sea resistente al desgaste y a los esfuerzos de flexión y torsión.

Otro objetivo de la presente invención es el de proporcionar un árbol modular para máquinas herramientas que pueda transmitir pares de torsión significativos minimizando al mismo tiempo la excentricidad.

El cometido técnico indicado y los objetivos especificados se logran substancialmente mediante un árbol modular para máquinas herramientas que comprende las características técnicas descritas en una o vahas de las reivindicaciones anexas.

Otras ventajas y características de la presente invención se ponen aún más de manifiesto mediante la descripción detallada que sigue, la cual hace referencia a una ejecución preferente y no limitativa de un árbol modular para máquinas herramientas según lo ¡lustrado en los dibujos anexos, en los cuales:

- la figura 1 es una vista en perspectiva de dos componentes del árbol según la presente invención;

- la figura 2 es una vista en perspectiva de los componentes de la figura 1 en una configuración operativa;

- la figura 3 es una sección longitudinal del árbol en la configuración de la figura 2.

Haciendo referencia a los dibujos anexos, el numeral 1 denota un árbol modular, en su totalidad, para

máquinas herramientas.

El árbol modular (1) comprende al menos dos segmentos tubulares (2, 3), los cuales pueden ser conectados entre sí a lo largo del eje X del mismo árbol (1).

En la ejecución preferente, los segmentos tubulares (2, 3) tienen una sección transversal cilindrica con respecto a dicho eje X. En particular, el eje X del árbol coincide substancialmente con el eje de simetría de los mismos segmentos tubulares (2, 3).

Al menos el primer segmento tubular (2) comprende, en correspondencia de una extremidad, una primera parte de acoplamiento (4) que define un vástago ahusado (6). Análogamente, el segundo segmento (3) comprende, en correspondencia de una extremidad, una segunda parte de acoplamiento (5) que define una superficie de recepción ahusada (7) predispuesta para recibir el vástago ahusado (6) del primer segmento (2).

Como puede apreciarse en la figura 3, la primera parte de acoplamiento (4) y la segunda parte de acoplamiento (5) definen un acoplamiento ahusado entre los dos segmentos tubulares (2, 3). En particular, la interacción entre el vástago (6) y la superficie ahusada (7) permite el centrado del primer segmento tubular (2) con respecto al segundo segmento tubular (3).

Como puede verse en la figura 1, el vástago (6) posee una forma substancialmente troncocónica cuya extensión ahusada presenta su sección transversal creciente en alejamiento de la extremidad del primer segmento tubular (2).

Análogamente, también la superficie ahusada (7) posee una forma substancialmente troncocónica cuya extensión ahusada presenta su sección transversal decreciente en alejamiento de la extremidad del segmento tubular (3) al cual pertenece, definiendo de esta manera una guía para la inserción del vástago (6).

Las conicidades de las extensiones troncocónicas del vástago (6) y de la superficie ahusada (7), con respecto a dicho eje X, forman un ángulo de ahusamiento (14) del acoplamiento.

Preferentemente dicho ángulo de ahusamiento (14) está comprendido entre 2o y 8o y aún más preferentemente es igual a aproximadamente 2,5°.

El árbol modular... [Seguir leyendo]

1.- Árbol modular para máquinas herramientas que comprende:

- al menos dos segmentos tubulares (2, 3), que pueden ser acoplados entre sí a lo largo del mismo eje (X) del árbol (1), donde al menos un primer (2) segmento de los dos segmentos (2, 3) comprende, en correspondencia de una extremidad, una primera parte de acoplamiento (4) que define un vástago ahusado (6) mientras que un segundo segmento (3) de los dos segmentos (2, 3) comprende, en correspondencia de una extremidad, una segunda parte de acoplamiento (5) que define una superficie de recepción ahusada (7) predispuesta para recibir el vástago ahusado (6);

- al menos un tornillo de bloqueo (10) situado en correspondencia de las partes de acoplamiento (4, 5) y que actúa sobre las mismas partes de acoplamiento (4, 5) para bloquear entre sí y de manera estable los segmentos (2, 3); caracterizado por el hecho que el por lo menos un tornillo de bloqueo (10) está situado y actúa a lo largo de un eje de roscado (V) Incidente sobre el eje (X) del árbol (1) y con dicho eje (X) del árbol (1) forma un ángulo agudo de fijación (12) comprendido entre 30° y 70°, donde la primera parte de acoplamiento (4) del primer segmento (2) comprende por lo menos una superficie de fijación (15) predispuesta para recibir una acción de empuje ejercida por el por lo menos un tornillo (10), dicha superficie de fijación (15) siendo transversal al eje de roscado (V) del tornillo de bloqueo (10), este último comprendiendo una superficie de contacto frontal substancialmente plana (11) en condiciones de apoyarse contra la superficie de fijación (15) de la primera parte de acoplamiento (4) del primer segmento (2).

2.- Árbol modular según la reivindicación 1, donde el ángulo de fijación (12) está comprendido entre 55° y 65° y preferentemente es igual a aproximadamente 60°.

3- Árbol modular según la reivindicación 1 o 2, donde el primer segmento (2) comprende, en correspondencia de la primera parte de acoplamiento (4), una acanaladura periférica (16) que define dicha al menos una superficie de fijación (15) para vincularse con el por lo menos un tornillo de bloqueo (10).

4 - Árbol modular según la reivindicación 3, donde la acanaladura periférica (16) se extiende a lo largo de toda la extensión angular alrededor del eje (X) del árbol (1).

5.- Árbol modular según la reivindicación 3, donde la acanaladura periférica (16) está dispuesta simétrica axialmente alrededor del eje (X) del árbol (1).

6.- Árbol modular según una cualquiera de las precedentes reivindicaciones, el cual comprende una pluralidad de dichos tornillos de bloqueo (10) distanciados a determinados intervalos angulares alrededor del eje (X) del árbol (1).

7 - Árbol modular según una cualquiera de las precedentes reivindicaciones, donde cada uno de los segmentos tubulares (2, 3) comprende, en correspondencia de una primera extremidad, una primera parte de acoplamiento (4) que define el vástago ahusado (6) y, en correspondencia de un segunda extremidad, opuesta a la primera, una segunda parte de acoplamiento (5) que define la superficie de recepción ahusada (7).

8 - Árbol modular según una cualquiera de las precedentes reivindicaciones, que además comprende una lengüeta de acoplamiento (20) Intercalada entre la primera parte de acoplamiento (4) y la segunda parte de acoplamiento (5) para definir el correcto emplazamiento angular recíproco de los segmentos tubulares (2, 3) a ensamblar.

9 - Árbol modular según una cualquiera de las precedentes reivindicaciones, donde la primera parte de acoplamiento (4) y la segunda parte de acoplamiento (5) están configuradas de manera de definir, entre dichos al menos dos segmentos tubulares (2, 3) dispuestos cercanos entre sí, un canal externo (18) adecuado para permitir un movimiento forzado adicional de los dos segmentos tubulares (2, 3) en acercamiento recíproco cuando las dos partes de acoplamiento (4, 5) vienen apretadas recíprocamente haciendo uso del por lo menos un tornillo de bloqueo (10).