Conjunto de husillo para aumentar la velocidad de giro para proceso de mecanizado.

Un conjunto de husillo (110) configurado para montarse en un portaherramientas (190) proximal a un sistema de sujeción de herramienta que utiliza una tuerca de sujeción delantera,

comprendiendo el portaherramientas (190) un zócalo ahusado interno (192), teniendo el conjunto de husillo (110) un extremo trasero y un extremo delantero, y estando configurado para montarse en el zócalo ahusado interno con el extremo delantero en posición proximal con respecto al sistema de sujeción de herramienta (150), y el extremo trasero opuesto al sistema de sujeción de herramienta (150), comprendiendo el conjunto (110):

un eje de giro (112) configurado para el giro dentro del portaherramientas (190);

un conjunto de soporte (120), que comprende un conjunto de soporte de extremo delantero (122) y el conjunto de soporte de extremo trasero (124), configurado para soportar el eje de giro (112) dentro del portaherramientas (190) y para permitir el giro de alta velocidad del eje dentro del portaherramientas (190);

una turbina (114) conectada funcionalmente con el eje de giro (112), la turbina (114) configurada para hacer girar el eje de giro (112);

un alojamiento hueco (117) para soportar mecánicamente los componentes del conjunto de husillo (110);

en donde al menos un soporte del conjunto de soporte (120) está dispuesto en una parte del conjunto de husillo (110) que está configurado para situarse en un espacio definido por el zócalo ahusado (192) del

portaherramientas (190) y la tuerca de sujeción delantera (130), caracterizado por que

se forma una pluralidad de ranuras (212, 214, 216) en la superficie externa del alojamiento y están configuradas para formar con la superficie interna del zócalo ahusado del portaherramientas pasajes para permitir que el fluido refrigerante a alta presión fluya desde el portaherramientas (190) para accionar la turbina (114).

Conjunto de husillo para aumentar la velocidad de giro para proceso de mecanizado Antecedentes de la invención Se proporcionan husillos para aumentar la producción y mejorar la eficacia general de los dispositivos de mecanizado, tales como tornos, fresadoras, taladradoras, etc. Sin embargo, los husillos conocidos pueden ser muy complejos y, a menudo construirse a partir de componentes muy costosos, tales como de conjuntos de soporte y motores avanzados. Por lo tanto, los husillos tienden a ser muy costosos, lo que limita su uso solo a muy altas cantidades de producción y cualidades de corte elevadas.

Una solución alternativa son los aceleradores de velocidad del husillo (también conocidos como aumentadores o multiplicadores de velocidad del husillo) . Estos dispositivos se pueden montar en el dispositivo de mecanizado y girar junto con el husillo principal del dispositivo de mecanizado. Por lo tanto, la velocidad de giro total del conjunto puede ser la suma algebraica de la velocidad de giro de los aceleradores de velocidad del husillo y la velocidad de giro del husillo principal del dispositivo de mecanizado.

Por otra parte, muchos aceleradores de velocidad del husillo requieren una fuente de alimentación externa al dispositivo de mecanizado, tal como presión de aire, presión de agua o electricidad. Normalmente, estas fuentes de alimentación externas no están disponibles en los dispositivos de mecanizado viejos y de bajo coste. Por lo tanto, la utilización de muchos de los aceleradores de velocidad del husillo por estos dispositivos de mecanizado es poco práctica. Este hecho reduce extremadamente el tamaño del mercado para estas soluciones.

Sin embargo, muchos dispositivos de mecanizado, incluyendo aquellos encontrados en talleres de cualquier tamaño, incluyen sistemas para suministrar fluido refrigerante a presión a través del husillo principal.

El documento JP 2007/190636 está dirigido a proporcionar un soporte de husillo que no necesita conectar el mismo a un tubo de alimentación de aire para accionar un husillo, y se puede aplicar tanto a una región de giro de alta velocidad o de súper-alta velocidad como a una región de giro de baja velocidad, y a proporcionar una máquina herramienta. Específicamente, el documento JP 2007/190636 enseña un soporte de husillo que se forma de un medio de retención de husillo para retener giratoriamente el husillo, y un motor de aire para accionar de forma giratoria el husillo, y acoplado a un eje principal. El soporte de husillo está provisto de un primer pasaje de alimentación de aire que se comunica con una fuente de alimentación de aire de accionamiento para accionar el motor de aire, y se extiende sustancialmente en la misma dirección que un eje de giro del husillo, y un segundo pasaje de alimentación de aire que tiene uno de sus extremos en comunicación con el primero pasaje de alimentación de aire, y el otro extremo del mismo en comunicación con un orificio de alimentación de aire del motor de aire.

Sumario de la invención De acuerdo con las realizaciones de la presente invención, se proporciona un conjunto de husillo de acuerdo con la reivindicación 1 adjunta.

Además, de acuerdo con las realizaciones de la presente invención, el alojamiento hueco puede incluir una boquilla.

Además, de acuerdo con las realizaciones de la presente invención, la pluralidad de pasajes pueden estar configurados para permitir que al menos parte del fluido refrigerante fluya a través del conjunto de soporte, para refrigerar y lubricar los soportes.

Además, de acuerdo con las realizaciones de la presente invención, la pluralidad de pasajes puede incluir un escape de refrigerante.

Además, de acuerdo con las realizaciones de la presente invención, el escape de refrigerante puede permitir que el fluido refrigerante fluya hacia un punto de trabajo de una herramienta montada en el conjunto de husillo.

Además, de acuerdo con las realizaciones de la presente invención, el escape de refrigerante puede incluir medios situados en un extremo delantero del conjunto de husillo y seleccionados del grupo que incluye: aberturas, chorros a presión y rociadores.

Además, de acuerdo con las realizaciones de la presente invención, la pluralidad de pasajes puede incluir un túnel hueco a través del eje de giro, el túnel hueco configurado para permitir que parte del fluido refrigerante fluya, a alta presión y bajo caudal, hacia una perforación central de una herramienta montada en el conjunto de husillo.

Además, de acuerdo con las realizaciones de la presente invención, el extremo trasero del conjunto de husillo puede incluir un sistema de sellado dinámico para evitar sustancialmente la fuga del fluido refrigerante que fluye a través

del túnel hueco del eje de giro.

Además, de acuerdo con las realizaciones de la presente invención, el sistema de sellado dinámico puede permitir el escape de fluido refrigerante a través del sistema de sellado dinámico, y la pluralidad de pasajes pueden incluir pasajes configurados para permitir que el fluido refrigerante de fuga fluya hacia el conjunto de soporte de extremo trasero y hacia el conjunto de soporte de extremo delantero, proporcionando lubricación y refrigeración para el conjunto de soporte de extremo trasero y el conjunto de soporte de extremo delantero.

Además, de acuerdo con las realizaciones de la presente invención, el conjunto de soporte de extremo delantero y el conjunto de soporte de extremo trasero se pueden montar en una configuración seleccionada del grupo que incluye: espalda con espalda, cara a cara y en tándem.

Además, de acuerdo con las realizaciones de la presente invención, cada conjunto de soporte puede incluir al menos un soporte.

Además, de acuerdo con las realizaciones de la presente invención, la turbina se puede colocar en un lugar seleccionado del grupo que incluye: detrás del conjunto de soporte de extremo trasero, entre los conjuntos de soporte de extremo trasero y de soporte de extremo delantero, y delante del conjunto de soporte de extremo delantero.

Además, de acuerdo con las realizaciones de la presente invención, el conjunto de soporte se puede precargar con la presión de pre-carga aplicada por un muelle.

Además, de acuerdo con las realizaciones de la presente invención, el conjunto de soporte de extremo delantero y el conjunto de soporte de extremo trasero se pueden situar adyacentes entre sí y en el que la precarga se puede conseguir mediante esta situación.

Además, de acuerdo con las realizaciones de la presente invención, la turbina se puede seleccionar del grupo que incluye: una turbina de impulso axial, una de impulso radial y una turbina de reacción.

Además, de acuerdo con las realizaciones de la presente invención, el refrigerante puede ser emulsión de agua y aceite.

Además, de acuerdo con las realizaciones de la presente invención, el conjunto de husillo puede incluir sistema de sujeción de herramienta.

Además, de acuerdo con las realizaciones de la presente invención, el conjunto de husillo puede incluir una preparación para el sistema de retención de rotor.

Además, de acuerdo con las realizaciones de la presente invención, el conjunto de husillo puede incluir un sistema de medición de velocidad de giro tal como un sistema de medición de velocidad que incluye un sensor Hall para medir la velocidad de giro del eje.

Breve descripción de los dibujos El objeto considerado como la invención se indica particularmente y se reivindica claramente en la porción final de la memoria descriptiva. La invención, sin embargo, tanto en cuanto a organización como a método de funcionamiento, junto con los objetos, características y ventajas de la misma, se puede entender mejor haciendo referencia a la siguiente descripción detallada cuando se lee junto con los dibujos adjuntos en los que:

La Figura 1A es un diagrama de un sistema de husillo a modo de ejemplo, de acuerdo con las realizaciones de la presente invención; La Figura 1B es una ilustración esquemática en sección transversal del sistema de husillo a modo de ejemplo de la Figura 1A, de acuerdo con las realizaciones de la presente invención; La Figura 1C es una vista ampliada de la una ilustración esquemática en sección transversal del sistema de husillo a modo de ejemplo de la Figura 1A, de acuerdo con las realizaciones de la presente invención; La Figura 1D es una vista ampliada de la parte inferior de la ilustración esquemática en sección transversal de la Figura 1C, de acuerdo con las realizaciones de la presente invención; La Figura 2A es una ilustración esquemática en sección transversal de un conjunto de husillo a modo de ejemplo que tiene una boquilla... [Seguir leyendo]

1. Un conjunto de husillo (110) configurado para montarse en un portaherramientas (190) proximal a un sistema de sujeción de herramienta que utiliza una tuerca de sujeción delantera, comprendiendo el portaherramientas (190) un zócalo ahusado interno (192) , teniendo el conjunto de husillo (110) un extremo trasero y un extremo delantero, y estando configurado para montarse en el zócalo ahusado interno con el extremo delantero en posición proximal con respecto al sistema de sujeción de herramienta (150) , y el extremo trasero opuesto al sistema de sujeción de herramienta (150) , comprendiendo el conjunto (110) :

un eje de giro (112) configurado para el giro dentro del portaherramientas (190) ; un conjunto de soporte (120) , que comprende un conjunto de soporte de extremo delantero (122) y el conjunto de soporte de extremo trasero (124) , configurado para soportar el eje de giro (112) dentro del portaherramientas (190) y para permitir el giro de alta velocidad del eje dentro del portaherramientas (190) ; una turbina (114) conectada funcionalmente con el eje de giro (112) , la turbina (114) configurada para hacer girar el eje de giro (112) ; un alojamiento hueco (117) para soportar mecánicamente los componentes del conjunto de husillo (110) ; en donde al menos un soporte del conjunto de soporte (120) está dispuesto en una parte del conjunto de husillo (110) que está configurado para situarse en un espacio definido por el zócalo ahusado (192) del portaherramientas (190) y la tuerca de sujeción delantera (130) , caracterizado por que se forma una pluralidad de ranuras (212, 214, 216) en la superficie externa del alojamiento y están configuradas para formar con la superficie interna del zócalo ahusado del portaherramientas pasajes para permitir que el fluido refrigerante a alta presión fluya desde el portaherramientas (190) para accionar la turbina (114) .

2. El conjunto de husillo de la reivindicación 1, en el que el alojamiento hueco comprende una boquilla (210) .

3. El conjunto de husillo (110) de cualquier reivindicación anterior, en el que la pluralidad de pasajes están configurados adicionalmente para permitir que al menos parte del fluido refrigerante fluya a través del conjunto de soporte (120) para refrigerar y lubricar los soportes.

4. El conjunto de husillo (110) de cualquier reivindicación anterior, en el que la pluralidad de pasajes comprende un escape de refrigerante.

5. El conjunto de husillo (110) de la reivindicación 3, en el que el escape de fluido refrigerante está dispuesto para permitir que el fluido refrigerante fluya hacia un punto de trabajo (185) de una herramienta (180) montada en el conjunto de husillo (110) y en el que el escape de refrigerante comprende medios situados en un extremo delantero del conjunto de husillo (110) y seleccionado del grupo que consiste en: aberturas (132) , chorros a presión (350) y rociadores.

6. El conjunto de husillo (110) de cualquier reivindicación anterior, en el que la pluralidad de pasajes comprende un túnel hueco (162) a través del eje de giro (112) , estando el túnel hueco (162) configurado para permitir que parte del fluido refrigerante fluya, a alta presión, hacia un orificio central de una herramienta (180) montada en el conjunto de husillo (110) .

7. El conjunto de husillo (110) de la reivindicación 5, en el que el extremo trasero del conjunto de husillo (110) comprende un sistema de sellado dinámico (142) para evitar sustancialmente la fuga de fluido refrigerante que fluye a través del túnel hueco (162) del eje de giro (112) .

8. El conjunto de husillo (110) de la reivindicación 6, en el que el sistema de sellado dinámico (142) está configurado para permitir la fuga de fluido refrigerante a través del sistema de sellado dinámico (142) , y en el que la pluralidad de pasajes comprende pasajes (460) configurados para permitir que el fluido refrigerante de fuga fluya hacia el conjunto de soporte de extremo trasero (124) y hacia el conjunto de soporte de extremo delantero (122) , proporcionando lubricación y refrigeración para el conjunto de soporte de extremo trasero (124) y para el conjunto de soporte de extremo delantero (122) .

9. El conjunto de husillo (110) de cualquier reivindicación anterior, en el que el conjunto de soporte de extremo delantero (122) y el conjunto de soporte de extremo trasero (124) están montados en una configuración seleccionada del grupo que consiste en: espalda con espalda, cara a cara y en tándem.

10. El conjunto de husillo (110) de cualquier reivindicación anterior, en el que la turbina (114) está colocada en una ubicación seleccionada entre el grupo que consiste en: detrás del conjunto de soporte de extremo trasero (124) , entre los conjuntos de soporte de extremo trasero (124) y de soporte de extremo delantero (122) , y delante del conjunto de soporte de extremo delantero (122) .

11. El conjunto de husillo (110) de cualquier reivindicación anterior, en el que el conjunto de soporte (120) está precargado con presión de pre-carga aplicada por un muelle, tal como un muelle seleccionado del grupo que consiste en: una junta tórica (125) , un muelle helicoidal, un muelle Belleville (1034) , un muelle de onda (834) y una

cuña elástica.

12. El conjunto de husillo (110) de cualquier reivindicación anterior, en el que el conjunto de soporte de extremo delantero (122) y el conjunto de conjunto de soporte de extremo trasero (124) están situados adyacentes entre sí y 5 en el que la precarga se consigue mediante esta disposición.

13. El conjunto de husillo (110) de cualquier reivindicación anterior, en el que la turbina (114) se selecciona del grupo que consiste en: una turbina de impulso axial (220) , una de impulso radial (340) y una turbina de reacción (640)

14. El conjunto de husillo (110) de cualquier reivindicación anterior, que comprende uno o ambos de un sistema de sujeción de herramienta (150) y un sistema de retención del rotor.

15. El conjunto de husillo (110) de la reivindicación 2, en el que la pluralidad de ranuras comprende una pluralidad de ranuras longitudinales (212) que se extienden desde el extremo trasero de la boquilla (210) hasta al menos el túnel periférico (214) , y una pluralidad de ranuras longitudinales (216) que se extienden al menos desde el túnel periférico (214) hasta el extremo delantero de la boquilla (210) .