WO1996003244A1

WO1996003244A1 - Portabrocas de maquinas herramienta

Info

Publication number: WO1996003244A1
Application number: PCT/ES1995/000081
Authority: WO
Inventors: Francisco Subils Valls
Original assignee: Llambrich Precision SA
Current assignee: Llambrich Precision SA
Priority date: 1994-07-22
Filing date: 1995-06-26
Publication date: 1996-02-08
Anticipated expiration: 1997-01-22
Also published as: EP0720881B1; ATE215857T1; TW298124U; KR960704666A; ES2108610A1; ES2108610B1; DE69526323D1; JPH09503453A; EP0720881A1; US5820134A

Abstract

Portabrocas de máquinas herramienta, dotado de un cuerpo principal (2) cilíndrico hueco, unido por su extremo posterior (13) a la máquina herramienta y provisto en su extremo anterior (15) de un casquillo cónico anterior (7), dentro del cual hay otro casquillo (9) portador de unas garras de apriete y sujeción (8) de la broca, sometidas a la acción de un tornillo de empuje (6) coaxial del cuerpo principal. El cuerpo principal lleva practicadas unas ventanas (12) constituidas por aberturas pasantes, en cada una de las cuales está alojado un piñón satélite (4) de eje paralelo al del cuerpo principal (2) y de diámetro sensiblemente mayor que el grosor de la pared de éste. Los piñones satélite están engranados al dentado externo de un piñón central (3) y al dentado interno de un anillo externo (5), accionable manualmente o con llave. Dicho piñon central está también engranado por dentro al tornillo de empuje (6).

Description

D E S C R I P C I Ó N

"PORTABROCAS DE MAQUINAS HERRAMIENTA"

Campo técnico.-

La invención se refiere a un portabrocas de má¬ quinas herramienta y más concretamente a un sistema de apertura, cierre y sujeción de herramientas, como por ejemplo brocas, que permite el giro de la herramienta en los dos sentidos y que puede estar dotado de un sistema de refrigeración interna.

Estado de la técnica.-

Los portabrocas son dispositivos incorporados a las máquinas herramienta, tanto de mano como automáticas, que permiten la fijación de herramientas, como por ejemplo brocas, de diferentes diámetros y que deben ser capaces de soportar los requisitos de esfuerzos y de precisión adecuados para cada aplicación. Los portabro¬ cas se pueden aplicar tanto a máquinas portátiles, ya sean de bricolaje o industriales, como a máquinas fijas estacionarias, que pueden ser de un solo punto de trabajo o máquinas de múltiples puntos de trabajo, como por ejemplo centros de mecanizado.

En las máquinas portátiles, los portabrocas pueden ser de cierre mediante una llave auxiliar o de cierre manual. Estos portabrocas para máquinas portátiles proporcionan una precisión baja, con excentricidades superiores a 0,2 mm. Los portabrocas para máquinas estacionarias pueden ser de cierre autofijante o de cierre mediante llave auxiliar. En el caso de los portabrocas con cierres autofijantes, las precisiones que se consiguen están comprendidas en el rango que va desde una excentricidad superior a los 0,1 mm, que corresponde a los de baja calidad, hasta los 0,04 mm, que corresponde a los de calidad elevada. Los portabro- cas de cierre mediante llave auxiliar se utilizan para calidades medias y altas.

Los sistemas actualmente conocidos y utilizados de portabrocas de alta precisión, especialmente para centros de mecanizado, son el sistema autofijante y el sistema de fijación mediante una llave auxiliar.

En el sistema autofijante, una vez colocada la herramienta en su alojamiento se fija manualmente dando vueltas al exterior del cuerpo del portabrocas. Durante el funcionamiento, debido a la forma en la que están tallados los filetes de las roscas que componen el sistema de fijación, que tienen un sentido contrario al de giro del eje del accionamiento del portabrocas, asi como a la propia resistencia al giro del portabrocas respecto a la herramienta, el portabrocas acaba apretan¬ do fuertemente las mordazas que sujetan fijamente la herramienta durante el trabajo.

Este sistema presenta el inconveniente de que únicamente permite el accionamiento en funcionamiento en un solo sentido de giro, ya que si lo hiciera en sentido contrario las mordazas se aflojarían sin apretar y sujetar firmemente la herramienta. También presenta el inconveniente de la dificultad que supone el aflojar la herramienta, en el momento en que es necesario cambiar la herramienta, ya que ésta puede quedar fuertemente amordazada debido al apriete inducido antes mencionado, consecuencia de la propia forma constructiva del sistema autofijante.

Además, la forma constructiva de los portabrocas autofijantes convencionales presenta el inconveniente adicional de la dificultad de poder incorporarles un sistema de refrigeración de la herramienta durante el funcionamiento. Un inconveniente que se añade a los anteriores en los sistemas autofijantes convencionales, es el hecho de que a elevadas velocidades de acciona- miento, una parada brusca de la máquina, por cualquier motivo, puede provocar el aflojamiento del portabrocas con el consiguiente peligro de que la herramienta se desprenda. El otro sistema conocido es el de fijación mediante una llave auxiliar. En este sistema se utilizan actual¬ mente dos tecnologías conocidas: a) tornillo sin fin que engrana con una corona; y b) piñón cónico sobre corona. En el primer caso la llave auxiliar actúa sobre un tornillo sin fin, que a su vez hace girar una corona dentada la cual, puesto que está roscada interiormente, hace avanzar o retroceder la rosca del tornillo interior del portabrocas. Este avance o retroceso del tornillo interior del portabrocas hace que las mordazas que fijan la herramienta se junten o se separen, respectivamente.

En un sistema de este tipo, el esfuerzo de apriete actúa sobre uno o dos dientes del tornillo sin fin, lo que supone un elevado riesgo de rotura del tornillo sin fin, con una relación muy elevada entre éste y el número de dientes de la corona. Por ello, son necesarias realizar entre 60 y 90 vueltas mediante la llave auxi¬ liar para conseguir la diferencia máxima de abertura de las mordazas, que es de 13 mm, aproximadamente. Además, puesto que el tornillo sin fin está necesariamente dispuesto en una tangente exterior del portabrocas, éste queda dinámicamente desequilibrado.

En el segundo caso, la llave auxiliar en lugar de actuar sobre un tornillo sin fin, lo hace sobre un engranaje cónico que a su vez transmite el movimiento de giro a una corona dentada, la cual funciona del mismo modo que en el caso anterior. Sin embargo, puesto que la multiplicación corona-piñón es unas tres veces más elevada, el número de vueltas que es necesario dar a la llave auxiliar se reduce a unas 25 ó 30, aproximadamen- te. Sin embargo, el ataque del piñón cónico es irregular ya que tiene rozamiento sobre su propio alojamiento, lo cual da como resultado un accionamiento incómodo y poco fiable. Al igual de lo mencionado en el caso anterior, el equilibrio dinámico es también malo.

Por lo tanto, cualquiera de las dos tecnologías conocidas aplicadas a los sistemas de fijación mediante llave auxiliar, presentan el grave inconveniente de que, debido a las limitaciones constructivas, es necesario hacer girar la llave un número elevado de vueltas para conseguir que el diámetro de las mordazas varíe, abrien¬ do o cerrando el espacio que queda entre ellas. La presión final de las mordazas sobre la herramienta debe realizarse a través de un último apriete por parte del operario, que ayuda a fijar la herramienta, la cual puede trabajar en ambos sentidos de giro.

Además presentan el inconveniente adicional de que se tiene que utilizar la llave auxiliar manual durante todo el proceso de apriete y de aflojamiento de la he- rramienta. Por otra parte y debido a la propia construc¬ ción del sistema, que comprende un mecanismo auxiliar del tipo de tornillo sin fin o del tipo de engranaje cónico para el apriete en uno solo de los lados, el portabrocas está dinámicamente desequilibrado fundamen- talmente a causa de la falta de simetría provocada por dicho mecanismo. Sin embargo, este sistema proporciona una mayor precisión de funcionamiento que el sistema autofijante.

Descripción de la invención.- La presente invención pretende proporcionar un portabrocas que, además de evitar todos los inconvenien¬ tes indicados de los sistemas convencionales actualmente conocidos, combine la precisión de los sistemas autofi¬ jantes con la precisión de funcionamiento y permita el doble sentido de giro de los sistemas de cierre mediante 1 lave auxi 1 iar.

En su esencia, el portabrocas objeto de la presente invención se caracteriza porque el cuerpo principal lleva practicadas al menos dos ventanas constituidas por aberturas pasantes, en cada una de las cuales está alojado un piñón satélite de eje paralelo al del cuerpo principal y de diámetro sensiblemente mayor que el grosor de la pared de éste en el punto en que están practicadas las ventanas, estando los piñones satélite engranados al dentado externo de un piñón central, engranado a su vez por dentro al tornillo de empuje, y al dentado interno de un anillo externo, susceptible de ser accionado manualmente o con una llave.

Según otra característica de la invención, el citado anillo externo está dotado de una o más muescas externas, adaptadas para recibir las mandíbulas de una llave auxiliar de apriete.

El portabrocas objeto de la presente invención permite: a) mejorar la precisión de funcionamiento;

b) reducir el tiempo de preparación del portabro¬ cas, debido a la drástica reducción en el número de vueltas de llave necesarias para fijar la hei— ramienta; c) utilizar la herramienta con accionamiento en ambos sentidos de giro; d) el equilibrado dinámico, gracias a su diseño simétrico; e) el paso del fluido refrigerante por el interior hasta la herramienta, de una forma eficaz y fá¬ cil ; y f) un coste de fabricación reducido, por la sencil- lez de su forma constructiva. Breve descripción de los dibuios.-

En los dibujos adjuntos se ilustra, a titulo de ejemplo no limitativo, una forma de realización del portabrocas objeto de la presente invención. La Fig. 1 es una vista en sección parcial de un portabrocas de acuerdo con la invención; la Fig. 2 es una sección según A-A de la Fig. 1, en la que se pueden ver los cuatro piñones satélite de accionamiento de la rueda central, la cual a su vez actúa sobre el cuerpo principal del portabrocas; las Figs. 3 y 4 ilustran sendas vistas esquemáticas en alzado frontal y lateral, respectivamente, de la forma constructiva convencional de accionamiento median¬ te llave auxiliar del tipo tornillo sin fin; y las Figs. 5 y 6 muestran dos vistas esquemáticas, análogas a las de las Figs. 3 y 4, de la forma construc¬ tiva convencional de accionamiento por llave auxiliar mediante ruedas cónicas.

Realización preferente de la invención.-

En la Fig. 1 se aprecia una realización preferente de un portabrocas de acuerdo con la invención, compuesto por un cuerpo principal 2, que en su extremo posterior tiene la forma cónica adecuada para acoplarse al sistema de accionamiento de la máquina herramienta, un piñón central 3, por lo menos un piñón satélite 4 cilindrico, un anillo externo 5, un tornillo de empuje 6 de unas garras 8, un casquillo cónico anterior 7, una guia de garras 9, un casquillo interior 10 de asiento del extremo de la herramienta y unas bolas de rodadura 11.

El cuerpo principal 2 tiene una parte o extremo anterior 15 en forma de un cilindro hueco de diferentes diámetros interiores, que permiten el paso a todo lo largo en el sentido axial de la guia de garras 9, del piñón central 3 y de las bolas 11. Asimismo, el extremo de dicha parte anterior 15 está adecuadamente conformado para quedar encajado en un alojamiento dispuesto en el casquillo cónico anterior 7.

Dicho cuerpo principal 2 está provisto de una parte intermedia 14, exteriormente dentada en su periferia para engranar con un anillo externo 5, cuyo diámetro interior permite el paso del piñón central 3, que además tiene practicadas en la pared unas ventanas 12 equidis¬ tantes constituidas por aberturas pasantes, de modo que permiten alojar en ellas los respectivos piñones satéli¬ tes 4.

El cuerpo principal 2 comprende también una parte posterior 13 exteriormente cónica, adaptada para aco¬ plarse al sistema de accionamiento de la máquina hei— ramienta y con la forma interior adecuada para el alojamiento del tirante de fijación del portabrocas a la máquina herramienta y del conducto auxiliar para el medio refrigerante y en donde se puede incluir un tapón auxiliar con la forma adecuada. El piñón central 3 está exteriormente dentado en su periferia para engranar con uno o más piñones satélites

4 y dispone de un agujero axial interiormente roscado para acoplarse al tornillo de empuje 6 de las garras 8.

El anillo externo 5 está interiormente dentado para engranar con uno o más piñones satélite 4 y dispone en su periferia de por lo menos una ranura 16 con la forma adecuada para ajustar una llave auxiliar.

El tornillo de empuje 6 de las garras 8 está dotado en su extremo anterior de una configuración adecuada para acoplar las garras de apriete y sujeción 8 de la herramienta.

Una vez descritas las diferentes piezas que com¬ ponen el portabrocas objeto de la invención, se explica a continuación su funcionamiento. En primer lugar se hace girar manualmente el anillo externo 5, el cual acciona al girar los piñones satéli¬ tes 4, los cuales a su vez accionan el piñón central 3, que al girar enrosca o desenrosca el tornillo de empuje 6 de las garras 8. Este tornillo 6 lleva acopladas en su extremo anterior las garras de apriete y sujeción 8 de la herramienta, que al avanzar o retroceder el tornillo de empuje 6 de las garras 8, se aproximan o se alejan, respectivamente, una con relación a la otra, debido a la forma cónica de la superficie interior del casquillo cónico anterior 7, sujetando firmemente o aflojando, respectivamente, la herramienta.

Una llave auxiliar introducida en las ranuras 16 del anillo externo 5, será empleada solo al final de la operación manual descrita, para mejorar y garantizar el perfecto apriete de la broca o útil.

Descrita suficientemente la naturaleza del invento, asi como la manera de ponerlo en práctica, se hace constar que todo cuanto no altere, cambie o modifique su principio fundamental, puede quedar sometido a variacio- nes de detalle, siendo lo esencial y por lo que se solicita patente, lo que queda resumido en las siguien¬ tes reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1.- Portabrocas de máquinas herramienta, del tipo de los constituidos por un cuerpo principal (2) que tiene forma de cilindro hueco de diferentes diámetros internos, unido por su extremo posterior (13) a la máquina herramienta y provisto en su extremo anterior (15) de un casquillo cónico anterior (7), en el interior del cual se aloja otro casquillo (9) dotado internamente de estrías guiadoras del desplazamiento longitudinal de al menos tres garras de apriete y sujeción (8) de la broca, y estando dispuesto longitudinalmente desplaza- ble, bajo la acción de un dispositivo de accionamiento, un tornillo de empuje (6) de las mencionadas garras, co- axial del cuerpo principal, caracterizado porque el cuerpo principal lleva practicadas al menos dos ventanas (12) constituidas por aberturas pasantes, en cada una de las cuales está alojado un piñón satélite (4) de eje paralelo al del cuerpo principal (2) y de diámetro sensiblemente mayor que el grosor de la pared de éste en el punto en que están practicadas las ventanas, estando los piñones satélite engranados al dentado externo de un piñón central '(3) y al dentado interno de un anillo externo (5), susceptible de ser accionado manualmente o con una llave, y estando asimismo dicho piñón central engranado por dentro al tornillo de empuje (6) de las garras (8) .