Mandril de sujeción de una máquina herramienta para mecanizar una pieza de trabajo tubular rotativa.

Mandril de sujeción (1) de una máquina herramienta para mecanizar una pieza de trabajo que rota alrededor de un eje de rotación (5) que coincide con el centro del mandril de sujeción,

el cual comprende al menos dos correderas de sujeción (7a, b, c) que portan mordazas de sujeción (8 a, b, c), donde dichas correderas se encuentran diseñadas de forma ajustable para soltar y apretar la pieza de trabajo radialmente con respecto al eje de rotación (5) y se encuentran dispuestas de forma distribuida del lado frontal y de modo uniforme sobre la circunferencia de una placa superior (2) del mandril de sujeción, donde, por una parte, correderas transversales (9a b, c) proporcionadas en la placa superior (2) de forma tangencial con respecto al eje de rotación (5) y pretensadas por un medio de ajuste (10), se encuentran asociadas a cada corredera de sujeción (7a, b, c), caracterizado porque las correderas transversales (9a b, c) presentan un bloque de corredera (11) diseñado en un lado longitudinal como carril dentado (12) y, por otra parte, ruedas dentadas (19a, b, c) separadas que se enganchan con los carriles dentados (12) se encuentran asociadas a cada corredera de sujeción, donde cada una de las correderas de sujeción (7a, b, c), en su lado inferior, está provista de un saliente de arrastre (17) que se engancha con una ranura guía (16) a modo de una colisa proporcionada en el bloque de corredera (11) de la corredera transversal (9a, b, c) para desviar el movimiento de la corredera transversal (9a, b, c) en un movimiento de ajuste de la corredera de sujeción (7a, b, c) que se extiende perpendicularmente con respecto al eje de rotación (5), y donde un piñón de acoplamiento (20) que puede engancharse y desengancharse axialmente con respecto al eje de rotación (5) se encuentra asociado a las ruedas dentadas (19a, b, c).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2012/004199.

Solicitante: SMS MEER GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: OHLERKIRCHWEG 66 41069 MONCHENGLADBACH ALEMANIA.

Inventor/es: ESSER,KARL-JOSEF, DERIX,RAINER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B23B31/16 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B23 MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO EN OTRO LUGAR.B23B TORNEADO; TALADRADO (usando un electrodo en lugar de una herramienta B23H, p.ej. haciendo agujeros B23H 9/14; trabajando con un haz de laser B23K 26/00; dispositivos para copiar o controlar B23Q). › B23B 31/00 Mandriles de presión; Mandriles extensibles; Sus adaptaciones para el control a distancia (dispositivos destinados a fijarse sobre un mandril en general B23Q 3/12; fijación por fuerza magnética o eléctrica que actúa directamente sobre las piezas que van a ser trabajadas B23Q 3/152). › desplazables radialmente.

PDF original: ES-2550979_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Mandril de sujeción de una máquina herramienta para mecanizar una pieza de trabajo tubular rotativa La presente invención hace referencia a un mandril de sujeción de una máquina herramienta según el preámbulo de la reivindicación 1 para mecanizar una pieza de trabajo que rota alrededor de un eje de rotación que coincide con el centro del mandril de sujeción, el cual comprende al menos dos correderas de sujeción que portan mordazas de sujeción, donde dichas correderas se encuentran diseñadas de forma ajustable para soltar y apretar la pieza de trabajo radialmente con respecto al eje de rotación y se encuentran dispuestas de forma distribuida del lado frontal y de modo uniforme sobre la circunferencia de una placa superior del mandril de sujeción. Un mandril de sujeción de ese tipo se describe por ejemplo en la solicitud EP 2 383 058 A1.

Una máquina herramienta para mecanizar extremos de tubos, en particular para cortar conexiones roscadas de una pieza tubular que rota alrededor de un eje, se conoce por la solicitud DE 10 2009 053 679 A1. El roscado del tubo por lo general se realiza pasando una única vez la herramienta, dispuesta usualmente en una torreta, sobre el extremo del tubo de la pieza de trabajo tubular o tubo que se encuentra sujeto, donde los movimientos de la herramienta se controlan de forma numérica. Para la sujeción del tubo, una máquina herramienta posee un mandril del extremo anterior en la parte frontal, en donde la torreta se utiliza con las herramientas, y en el lado posterior posee un mandril del extremo posterior, donde ambos mandriles sujetan el tubo de forma concéntrica con respecto al eje de rotación. De manera correspondiente, un centro de mecanizado con dos máquinas herramientas situadas de forma opuesta se encuentra provisto de cuatro mandriles de sujeción. Tanto el mandril del extremo anterior, como también el mandril del extremo posterior, presentan preferentemente tres correderas de sujeción con mordazas de sujeción para soltar y sujetar la pieza de trabajo.

En las máquinas roscadoras de esa clase con tubo rotativo y torretas con herramientas colocadas sobre las mismas, controladas mediante ejes NC (con control numérico) , el mecanizado requiere al menos dos funciones de sujeción. En primer lugar, los tubos deben ser sujetados con una orientación directa hacia el centro de la máquina y, en segundo lugar, deben ser sujetados adaptándose a tubos sujetos externamente de forma centrada, a modo de una nivelación. La sujeción de nivelación mediante las correderas de sujeción significa que las correderas de sujeción deben colocarse de forma nivelada contra el tubo, eventualmente algo curvado a lo largo, de manera que no pueden colocarse de forma exactamente centrada. Esto permite también una adaptación a tubos sujetados además centrados de forma externa. Como una sujeción centrada de forma externa se entiende una sujeción adicional de los extremos del tubo que sobresalen desde el mandril del extremo anterior en el área, así como cerca, del roscado que debe realizarse posteriormente. Por lo tanto, los mandriles de sujeción de esa clase, en particular los mandriles de sujeción del extremo anterior, son muy complejos, y en las ejecuciones conocidas desde la práctica, la sujeción y el soltado de las correderas de sujeción, así como de las mordazas de sujeción portadas por los mismos, se efectúan mediante sistemas de cuñas con una desviación en un ángulo recto, paralelamente con respecto al centro, así como al eje de rotación del mandril de sujeción. Esto exige diámetros y longitudes grandes de los mandriles de sujeción con una masa correspondientemente grande, desventajosa para el funcionamiento.

Por tanto, es objeto de la presente invención crear un mandril de sujeción de la clase mencionada en la introducción, con propiedades de funcionamiento mejoradas.

De acuerdo con la invención, este objeto se alcanzará a través de las características de la reivindicación 1. De este modo, una desviación del movimiento, sin sistemas de cuñas, de forma paralela con respecto al centro del mandril de sujeción, puede lograrse en forma de un ángulo recto con respecto al eje de rotación, a través del enganche de las correderas transversales, ajustadas a través de los medios de ajuste, con las correderas de sujeción en el plano de la placa superior. De este modo resulta una masa más reducida junto con una dinámica incrementada, así como con tiempos de arranque y de frenado reducidos de los ciclos necesarios en función de cada mecanizado. Durante la sujeción y el soltado del tubo, las superficies grandes, es decir, la superficie del saliente de arrastre y la superficie de la ranura guía, en donde el saliente de arrastre se desliza guiado forzosamente durante los movimientos de ajuste de la corredera transversal, deslizándose de forma positiva, transmiten fuerzas elevadas con una presión de contacto favorable. La sujeción céntrica y de nivelación no requiere una ampliación de la altura de la construcción, o de la longitud del mandril de sujeción. La sujeción céntrica tiene lugar mediante las ruedas dentadas separadas, unidas respectivamente con una corredera de sujeción, cuyo funcionamiento síncrono y, con ello, también aquel de las tres ruedas dentadas, garantiza el enganche del piñón de acoplamiento, mientras que al encontrarse desenganchado el piñón de acoplamiento se posibilita una sujeción de nivelación.

En una forma de ejecución preferente de la invención se prevé que el piñón de acoplamiento que puede engancharse y desengancharse se encuentre enganchado con las tres ruedas dentadas en la posición final enganchada y solamente con una rueda dentada en la posición final desenganchada. El enganche y el desenganche del piñón de acoplamiento puede efectuarse de forma manual, con un acceso libre desde el lado anterior del mandril de sujeción, así como de la placa superior, donde al encontrarse desenganchado el piñón de acoplamiento los tres sistemas de corredera y las ruedas dentadas correspondientes se mueven independientemente unos de otros, adaptándose de forma excéntrica al tubo, de manera que pueden sujetarlo.

De acuerdo con una sugerencia de la invención, las correderas transversales y las correderas de sujeción se encuentran dispuestas cruzadas de forma oblicua, con un ángulo de enganche del saliente de arrastre y la ranura guía que transfiere el curso de ajuste de la corredera transversal con una reducción al curso de ajuste de la corredera de sujeción. Cuando ese ángulo asciende a 30º puede alcanzarse una reducción de 1 a 2 (30º corresponde a 0, 5) , lo cual favorece la sujeción y el soltado rápidos.

De acuerdo con una variante de la invención, como medios de ajuste de las correderas transversales se proporcionan cilindros, donde el bloque de corredera se encuentra conectado al pistón del cilindro mediante un vástago del pistón. De este modo, los movimientos necesarios al sujetar y soltar pueden realizarse de forma sencilla.

De acuerdo con una sugerencia ventajosa de la invención, en la placa superior del mandril de sujeción, extendiéndose paralelamente con respecto al piñón de acoplamiento, se encuentra dispuesto un perno indicador de posición que se desplaza en función del movimiento con el piñón de acoplamiento, el cual puede observarse en la placa superior desde el exterior con su sección del extremo anterior, donde dicho perno permite reconocer la posición enganchada o desenganchada del piñón de acoplamiento. De este modo, el operario de la máquina posee siempre un conocimiento preciso sobre la respectiva posición de funcionamiento del piñón de acoplamiento y, dependiendo de los requerimientos del mecanizado (de forma céntrica con una orientación directa hacia el centro de la máquina o con una sujeción de nivelación) , el piñón de acoplamiento puede engancharse o desengancharse de forma correspondiente.

Otros detalles y características de la invención se indican en las reivindicaciones y en la siguiente descripción de un ejemplo de ejecución de la invención representado en los dibujos. Las figuras muestran:

Figura 1: un mandril de sujeción representado en una vista anterior en perspectiva, como un detalle de una máquina herramienta;

Figura 2: el mandril de sujeción de la figura 1 en un corte transversal, representado en perspectiva;

Figura 3: una vista como en la figura 2, posterior, en este caso de forma esquemática, del mandril de sujeción como un esquema básico, con una asociación de las correderas transversales a las correderas de sujeción, en una posición cruzada oblicua bajo un ángulo de enganche;

Figura 4: el mandril de sujeción de la figura 1 en un corte longitudinal, aproximadamente a lo largo de la línea IV-IV; y... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Mandril de sujeción (1) de una máquina herramienta para mecanizar una pieza de trabajo que rota alrededor de un eje de rotación (5) que coincide con el centro del mandril de sujeción, el cual comprende al menos dos correderas de sujeción (7a, b, c) que portan mordazas de sujeción (8 a, b, c) , donde dichas correderas se encuentran diseñadas de forma ajustable para soltar y apretar la pieza de trabajo radialmente con respecto al eje de rotación (5) y se encuentran dispuestas de forma distribuida del lado frontal y de modo uniforme sobre la circunferencia de una placa superior (2) del mandril de sujeción, donde, por una parte, correderas transversales (9a b, c) proporcionadas en la placa superior (2) de forma tangencial con respecto al eje de rotación (5) y pretensadas por un medio de ajuste (10) , se encuentran asociadas a cada corredera de sujeción (7a, b, c) , caracterizado porque las correderas transversales (9a b, c) presentan un bloque de corredera (11) diseñado en un lado longitudinal como carril dentado (12) y, por otra parte, ruedas dentadas (19a, b, c) separadas que se enganchan con los carriles dentados (12) se encuentran asociadas a cada corredera de sujeción, donde cada una de las correderas de sujeción (7a, b, c) , en su lado inferior, está provista de un saliente de arrastre (17) que se engancha con una ranura guía (16) a modo de una colisa proporcionada en el bloque de corredera (11) de la corredera transversal (9a, b, c) para desviar el movimiento de la corredera transversal (9a, b, c) en un movimiento de ajuste de la corredera de sujeción (7a, b, c) que se extiende perpendicularmente con respecto al eje de rotación (5) , y donde un piñón de acoplamiento (20) que puede engancharse y desengancharse axialmente con respecto al eje de rotación (5) se encuentra asociado a las ruedas dentadas (19a, b, c) .

2. Mandril de sujeción según la reivindicación 1, caracterizado porque las correderas transversales (9a, b, c) y las correderas de sujeción (7a, b, c) se encuentran dispuestas cruzadas de forma oblicua, con un ángulo de enganche

(18) del saliente de arrastre (17) y la ranura guía (16) que transfiere el curso de ajuste de la corredera transversal (9a, b, c) con una reducción al curso de ajuste de la corredera de sujeción (7a, b, c) .

3. Mandril de sujeción según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el piñón de acoplamiento (20) que puede engancharse y desengancharse se encuentra enganchado con las tres ruedas dentadas (19a, b, c) en la posición final enganchada y solamente con una rueda dentada (19a) en la posición final desenganchada.

4. Mandril de sujeción según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por cilindros (10) como medios de ajuste de las correderas transversales (9a, b, c) , cuyo bloque de corredera (11) se encuentra conectado al pistón del cilindro (14) mediante un vástago del pistón (13) .

5. Mandril de sujeción según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque en la placa superior (2) del mandril de sujeción, extendiéndose paralelamente con respecto al piñón de acoplamiento (20) , se encuentra dispuesto un perno indicador de posición (21) que se desplaza en función del movimiento con el piñón de acoplamiento (20) , el cual puede observarse en la placa superior (2) desde el exterior con su sección del extremo

(24) anterior, donde dicho perno permite reconocer la posición enganchada o desenganchada del piñón de acoplamiento (20) .


 

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