19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 Número de publicación: 2 21 807 1 Int. Cl. 7 : B23D 37/10 12 TRADUCCIÓN DE PATENTE EUROPEA T3 86 Número de solicitud europea: 99114296.9 86 Fecha de presentación : 30.07.1999 87 Número de publicación de la solicitud: 0978340 87 Fecha de publicación de la solicitud: 09.02.2000 4 Título: Máquina brochadora vertical. 30 Prioridad: 03.08.1998 DE 298 13 87 U 73 Titular/es: Karl Klink GmbH Werkzeug- und Maschinenfabrik Pforzheimer Strasse 36 7223 Niefern-Öschelbronn, DE 4 Fecha de publicación de la mención BOPI: 01.0.2006 72 Inventor/es: Heel, Hans-Jürgen y Appich, Michael 4 Fecha de la publicación del folleto de la patente: 01.0.2006 74 Agente: Ungría López, Javier ES 2 21 807 T3 Aviso: En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletín europeo de patentes, de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposición (art. 99.1 del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas). Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. Pº de la Castellana, 7 28071 Madrid
1 ES 2 21 807 T3 2 DESCRIPCIÓN Máquina brochadora vertical. La Invención se refiere a una máquina brochadora vertical, con un bastidor de máquina de forma rígida, una mesa de brochado con alojamiento para amarrar las piezas, por lo menos con una herramienta de brochar y con un equipo de mando. En las máquinas brochadoras de exteriores convencionales de tipo vertical, las piezas que se van a mecanizar van amarradas sobre una mesa que está firmemente unida al bastidor vertical de la máquina. Las herramientas de brochado van amarradas de forma desmontable en unas sujeciones superiores e inferiores, desplazables longitudinalmente en el bastidor de la máquina mediante accionamientos lineales tales como cilindros de fluido a presión, accionamientos por husillo o similares. Durante el proceso de brochado, las herramientas de brochado pasan a lo largo de la parte exterior de la pieza amarrada firmemente, de manera que por el ataque de los dientes de brochado en la pieza se arrancan las virutas de material en la forma deseada. Por la patente DE-PS 1 292 994 se conoce una máquina brochadora vertical de interiores en la que la mesa de brochado que recibe las piezas en un dispositivo está realizada como carro desplazable en forma de bastidor, cuyo travesaño superior está unido a los vástagos de émbolo de dos cilindros hidráulicos verticales. Durante la activación de estos cilindros, el carro de brochado realiza la carrera de trabajo con respecto a la brocha fija. Durante los procesos de brochado, la herramienta de brochar va fijada en sujeciones superiores e inferiores. Asimismo, por el modelo de utilidad DE-GM 296 22 664 U1 (correspondiente a la patente DE-A- 196 24 404) se conoce una máquina brochadora de interiores vertical que representa un perfeccionamiento de la máquina brochadora de interiores antes citada y que presenta un carro de alimentación desplazable verticalmente de forma independiente, por debajo de la mesa elevadora, para la sujeción de la parte extrema inferior de la herramienta de brochar. También en esta máquina, la mesa elevadora conducida en unas guías posteriores en el bastidor de la máquina realiza los movimientos de brochado verticales, empleándose como elementos de accionamiento unos husillos roscados y unas tuercas de husillo con accionamiento de giro. Para el brochado helicoidal, la sujeción de la herramienta de brochar prevista en un travesaño superior del bastidor de la máquina puede tener un accionamiento de giro por medio de un accionamiento auxiliar. En la patente EP-A-0 763 394 o JP-A-62-2011 se describe una máquina brochadora vertical en la que los procesos de brochado se realizan simultáneamente en dos piezas mediante los movimientos verticales de una mesa de brochado conducida lateralmente en el bastidor de la máquina. Dos herramientas de brochar paralelas con accionamiento de giro tienen sus vástagos inferiores montados en el pie del bastidor y sus vástagos superiores en un travesaño desplazable verticalmente, ambos de forma desmontable. Un equipo de accionamiento fijado lateralmente al bastidor acciona la mesa de brochado por medio de un mecanismo de cremallera. Debido a la disposición lateral del equipo de accionamiento, las fuerzas de accionamiento se transmiten descentradas a la mesa de brochado, 2 10 1 20 2 30 3 40 4 0 60 6 lo que da lugar a unos pares de giro y de vuelco, que han de ser absorbidos por las guías verticales que deberán tener el correspondiente diseño robusto, y que exigen un diseño técnicamente complejo. Por la patente DE-A-34 27 34 se conoce otra máquina brochadora vertical de empuje para el brochado interior de piezas, que presenta una mesa cortapiezas instalada fija en el bastidor con dos puestos de brochado así como dos herramientas de brochado, cuyos vástagos superior e inferior van amarrados, respectivamente, de forma desmontable en sendos carros superior o inferior, respectivamente. Una máquina brochadora de interiores vertical del mismo tipo con mesa cortapiezas fija y herramientas de brochar desplazadas verticalmente por medio de dos carros se describe en la patente DE-A-4 23 14. El objetivo de la invención es el de crear una máquina brochadora vertical de aplicación universal con mesa de brochado desplazada verticalmente, que con una altura de construcción relativamente reducida y gran rigidez presente un rendimiento especialmente alto. Este objetivo se resuelve mediante una máquina brochadora vertical conforme a la reivindicación 1. De acuerdo con la invención, la máquina brochadora vertical comprende un bastidor de máquina de forma rígida, una mesa de brochado con alojamientos para amarrar las piezas, por lo menos una herramienta de brochado y una unidad de mando, donde de acuerdo con la invención la mesa de brochado va guiada en unas guías laterales del bastidor de la máquina cuya sección transversal tiene forma de C, y donde la herramienta o las herramientas de brochado van fijadas de forma intercambiable a la pared posterior rígida del bastidor de la máquina. La máquina brochadora objeto de la invención ofrece la ventaja, frente a las máquinas convencionales de que se puede maniobrar a nivel de tierra y se puede encadenar, ya que no se necesita para su instalación ni un foso ni un pedestal. La sección transversal en forma de C del bastidor de la máquina, rematado por un travesaño, da lugar a una rigidez total extremadamente alta de la máquina, lo que como es sabido constituye un criterio esencial para lograr un alto rendimiento de arranque de viruta y unas tolerancias de mecanizado estrechas. La disposición de las guías verticales para la mesa de brochado en las caras interiores, opuestas entre sí, de las paredes laterales rígidas del bastidor de la máquina permite realizar unos movimientos exactos de la mesa, incluso para unas cargas muy elevadas, y conseguir unas dimensiones de la mesa de brochado convenientes en cuanto al funcionamiento. Una ventaja especial se consigue mediante la disposición desmontable de las herramientas de brochado en la pared posterior del bastidor de la máquina. Una o también varias herramientas de brochado pueden ir premontadas en un soporte común, por ejemplo en forma de una placa rígida, donde este soporte se monta entonces en el lugar previsto de la pared posterior mediante unos elementos de fijación adecuados. El montaje de los soportes en la pared posterior puede realizarse desde la cara anterior de la máquina, en cuyo caso deberían estar previstos en la pared posterior unos elementos de fijación que sobresalgan, tales como espigas, perfiles o similares, en los cuales se fija el soporte que preferentemente tiene forma de placa. Sin embargo en muchos casos resulta especialmente
3 ES 2 21 807 T3 4 conveniente la instalación del soporte dotado de las herramientas premontadas desde la cara posterior de la máquina, con el fin de evitar tener que atravesar con las manos la zona de trabajo. Con este fin se ha realizado en la pared posterior del bastidor de la máquina un hueco que sirve para alojar la placa de soporte que forma la sujeción. El grosor y la forma de los soportes o de la placa de soporte se elige de tal manera que una vez instalado el soporte las herramientas premontadas en su cara anterior se encuentren exactamente en su posición de trabajo. Aunque no es absolutamente necesario, la forma de la placa de soporte debe corresponderse con la forma del bloque, en la pared posterior, con el fin de conseguir un ajuste de precisión. La fijación de la placa de soporte o del soporte se realiza mediante elementos de fijación adecuados desde la cara posterior, por ejemplo mediante bulones roscados. Además de conseguir un cambio de herramientas más simplificado, como ventajas adicionales se obtienen una mejor accesibilidad a los dispositivos de amarre de las piezas así como unas posibilidades favorables de instalación de los sistemas de control y mando en el bastidor de la máquina. Dado que la herramienta de brochado va fijada directamente en o sobre el bastidor de la máquina de forma rígida y la pieza que se trata de mecanizar va amarrada firmemente en la mesa de brochado de forma rígida, se reducen al mínimo las vibraciones y oscilaciones durante el proceso de brochado y se garantiza mayor precisión de mecanizado. Se consigue una rigidez global especialmente alta de la máquina de brochado gracias a la realización del bastidor de la máquina en forma de marco con la sección preferentemente en forma de C, presentando el bastidor de la máquina en la parte superior un travesaño de refuerzo en el cual se pueden montar las unidades de accionamiento para los movimientos de desplazamiento de la mesa de brochado. Estas unidades de accionamiento pueden ser cilindros de fluido a presión, accionamientos por husillo o también otra clase de motores lineales. Una particularidad de la máquina brochadora vertical objeto de la invención radica en su idoneidad, al estar concebida para brochado interior y exterior, donde para cambiar de una forma de trabajo a la otra solamente es necesario llevar a cabo unas medidas técnicas sencillas, que pueden ser realizadas bien por el propio usuario o por el fabricante. Este tipo de máquina también puede estar realizado como máquina exclusiva de brochado interior, en cuyo caso los medios para la fijación desmontable de las herramientas de brochado exterior permanecen inactivos. Las ventajas antes descritas, tales como la alta precisión de mecanizado y el alto rendimiento gracias al haberse optimizado la rigidez, se mantienen incluso después del cambio de preparación de la máquina. En una versión de la máquina transformada o concebida para brochado interior se mejora notablemente la comodidad de maniobra con respecto al estado de la técnica gracias a la disposición del carro de alimentación encima de la mesa de brochado, y esto simplificando al mismo tiempo el diseño y logrando una alta precisión de mecanizado gracias a la gran rigidez de forma de los elementos de construcción que intervienen en el proceso de mecanizado y en el sistema de guiado. Otras ventajas y particularidades de la máquina de brochado vertical objeto de la invención se deducen 10 1 20 2 30 3 40 4 0 60 6 de la siguiente descripción de objetos de realización, sirviéndose de los dibujos. Las figuras muestran: Figura 1 una máquina de brochado exterior vertical, en una vista frontal esquemática; Figura 2 la máquina de brochado exterior según la figura 1, en la sección II-II; Figura 3 una variante de la máquina de brochado exterior según la figura 1, en sección; Figuras 4, la máquina de brochado exterior según la figura 1 en distintas posiciones de trabajo; Figuras 6, 7 una máquina de brochado vertical para brochado interior y exterior en una vista frontal esquemática y en la sección VII-VII de la figura 6. La máquina de brochado exterior vertical representada en las figuras 1 y 2, comprende un bastidor de máquina 2 de forma rígida, fijado sobre una base 1, que de acuerdo con la figura 2 está realizado como marco robusto de sección en forma de C con dos paredes laterales 3, 4 y una pared posterior unida a éstas. En esta pared posterior va fijado de forma desmontable un soporte de herramientas 6 cuya placa de soporte 7 robusta y alargada atraviesa un hueco en la pared posterior, eventualmente con un ajuste de precisión o ajuste positivo. En la cara frontal anterior de esta placa de soporte 7 va fijada una herramienta de brochar 8. La instalación y desmontaje del soporte de la herramienta puede efectuarse convenientemente desde la cara posterior del bastidor de la máquina 2. En el bastidor de la máquina 2 está prevista una mesa de brochado 10 de gran robustez, desplazable verticalmente, que en sus laterales presenta unos escotes 11, 12 dentro de los cuales ajustan las guías 13, 14 formadas en el bastidor de la máquina 2. La mesa de brochado 10 va fijada a los extremos inferiores de dos barras 16, 17 dispuestas simétricamente con respecto al eje central 1 en el bastidor de la máquina 2, que atraviesan un travesaño superior 9 de forma rígida, del bastidor de la máquina, y que están unidas a los émbolos de dos accionamientos lineales, que en este caso están realizados como cilindros de fluido a presión 18, 19. Estos cilindros de fluido a presión van fijados al travesaño superior 9. En la mesa de brochado 10 va montado un portapiezas 20 en el cual va sujeta una pieza 21, desmontable en forma conocida, cuya parte que se trata de mecanizar sobresale lateralmente de la mesa de brochado 10. La forma de realización representada en la figura 3 se corresponde en lo esencial con la máquina brochadora según las figuras 1 y 2, utilizándose las mismas referencias, pero con la señal prima, para los elementos de construcción que se corresponden. A diferencia de la máquina brochadora según las figuras 1 y 2, en la variante según la figura 3 los ejes geométricos de las barras 16, 17 se encuentran dentro del plano vertical de ataque de la herramienta a las piezas 21, dibujado con línea de trazo y puntos. En esta realización van montadas además tres herramientas de brochar 8, una junto a la otra, sobre la placa de soporte robusta 7 del portaherramientas 6, que sirven para el mecanizado simultáneo de tres piezas 21 dispuestas una junto a la otra sobre la mesa de brochado 20. Además de las posiciones relativas de los ejes geométricos de las barras 16, 17 o 16 ó 17 representadas en las figuras 2 y 3, y del plano vertical de ataque de la herramienta, caben también otras posiciones relativas de estos elementos de construcción. Las guías 13, 14 tienen en la versión según la figura 3 una forma trapezoidal, y van fijadas como elementos de construcción de reali- 3
ES 2 21 807 T3 6 10 1 20 2 30 3 40 4 0 60 6 zación independiente a las paredes laterales 3, 4 del bastidor de la máquina, por ejemplo mediante soldadura. El funcionamiento de la máquina brochadora de exteriores vertical antes descrita es el siguiente. Al comienzo de un proceso de mecanizado se amarra firmemente una pieza 21 en el portapiezas 20, encontrándose la mesa de brochado en la posición inferior representada en la figura 4. Durante el subsiguiente proceso de brochado, la mesa de brochado se eleva verticalmente hacia arriba mediante el accionamiento de los cilindros de fluido a presión 18, 19 a lo largo de la pieza 8, tal como está representado en la figura 1. Cuando la mesa de brochado 10 ha alcanzado su posición extrema superior según la figura, en la que la pieza 21 y la herramienta de brochado 8 ya están desacopladas, se retira la pieza mecanizada 21 de la zona de mecanizado, soltando para ello el dispositivo de amarre, y se desplaza la mesa de brochado 10 hacia abajo a la posición de origen según la figura 4, en la que se puede proceder de nuevo a cargar una pieza. La máquina representada no solamente es adecuada para el proceso de brochado antes descrito, en el que el mecanizado tiene lugar durante la carrera de elevación del carro de brochado, sino también para una modalidad de brochado en la que las barras 16, 17 empujen hacia abajo la mesa de brochado 10 cargada con la pieza 21, en su posición extrema superior según la figura. En este caso, las piezas mecanizadas se retiran en la posición extrema inferior según la figura 4, eventualmente mediante un sistema de carga automatizado. La máquina de brochado vertical representada esquemáticamente en las figuras 6 y 7 es especialmente adecuada para brochado interior, pero también puede emplearse para brochado exterior en la forma antes descrita, ya que el concepto básico de esta máquina se corresponde con el de las realizaciones según las figuras 1 a. Los elementos de construcción iguales o semejantes están designados en las figuras 6 y 7 con las correspondientes señales de referencia iguales que en las figuras 1, 2. También en la máquina brochadora según las figuras 6, 7, el bastidor de la máquina 2 tiene una sección en forma de C, compuesta por las dos paredes laterales 3, 4, con sendas guías dispuestas en el lado inferior 13, 14, y la pared posterior de forma rígida, en la que está formada una ventana para el montaje desmontable del portaherramientas 6. La mesa portapiezas 10 de forma rígida va colgada de dos barras 16, 17, que se desplazan por medio de unos accionamientos lineales 18, 19 dispuestos en el travesaño superior 9. En esta versión, la mesa de brochado 10 desplazable verticalmente por medio de los accionamientos lineales 18, 19 y las barras 16, 17 presenta un orificio central 30 así como un portapiezas 31 dispuesto en posición central, que lleva amarrada la pieza 32. Una herramienta de brochar 33 va sujeta en un portaherramientas 34 inferior situado sobre la base 1 y va amarrado de forma desmontable con su extremo superior en un portaherramientas superior 3, atravesando el orificio 30 de la mesa de brochado 10 en el eje geométrico de la máquina 1. Como se puede ver en la figura 6, el portaherramientas superior 3 va montado por intermedio de un accionamiento de giro 36 en un alimentador de herramientas 37 en forma de carro, que en una vista lateral está realizado en forma de U y que con sus dos brazos 38, 39 va guiado por las guías 13, 14 fijadas al bastidor. En el travesaño central de este alimentador 37 va fijada la barra 40 de un accionamiento auxiliar 41 dispuesto sobre el travesaño del bastidor 9 de tal manera que el alimentador de herramientas se puede desplazar de forma autónoma verticalmente en la dirección de la doble flecha, activando para ello este accionamiento auxiliar 41. Los brazos de guiado laterales 38, 39 aseguran la exactitud de guiado del alimentador de herramientas 37 en las guías 13, 14 del bastidor de la máquina. Cuando la máquina brochadora vertical antes descrita se vaya a utilizar para brochado exterior, se ocupa el portaherramientas 6 por lo menos con una herramienta de brochado, y se cambia la preparación de la mesa de brochado 10 para la colocación de las piezas correspondientes. El alimentador de herramientas 37, que entonces está inactivo, queda fijado en su posición extrema más alta, inmediatamente debajo de un travesaño 9 del bastidor. Después de estos trabajos de cambio de preparación se puede trabajar de la misma manera como en la máquina antes descrita según la figura 1. Al efectuar trabajos de brochado interior se puede trabajar además con movimiento helicoidal, en cuyo caso se activa el accionamiento de giro 36, y se imparte a la herramienta de brochar 33 un movimiento de giro predeterminado, a través de su sujeción superior 3. La invención no está limitada a los ejemplos de realización representados. Así, por ejemplo, en lugar de la única herramienta de brochado 8 representada en la placa soporte 7 pueden disponerse varias herramientas de brochado 8, en cuyo caso el alojamiento de piezas de la mesa de brochado también estará preparado para amarrar varias piezas. Por otra parte, también el bastidor de la máquina puede tener una configuración suficientemente rígida distinta con dos paredes laterales y una pared posterior y en lugar de los cilindros de fluido a presión representados 18, 19 se pueden emplear, para el movimiento de elevación de la mesa de brochado, también unos motores lineales de otro tipo. Igualmente cabe la posibilidad de situar las unidades de accionamiento, para los movimientos de elevación o trabajo, en una mesa de brochado 10, en forma de motores lineales dispuestos debajo de la mesa de brochado, es decir entre la base 1 del bastidor 2 y la mesa de brochado 10. En este caso se emplean como motores lineales preferentemente dos unidades de cilindros telescópicos dispuestos simétricos con respecto al eje central. También existe la posibilidad de emplear en lugar de las guías de deslizamiento también otros sistemas de guiado lineales para la mesa de brochado 10 o el alimentador de herramientas 37. Por último se pueden montar también otros equipos en la pared posterior y eventualmente también en las paredes laterales del bastidor de la máquina. 4
7 ES 2 21 807 T3 8 REIVINDICACIONES 1. Máquina brochadora vertical, compuesta de - un bastidor de máquina de forma rígida (2), - una mesa de brochado (10) desplazable a motor por unas guías verticales, con portapiezas (20) para amarrar las piezas (21), - por lo menos una herramienta de brochado (8, 8 ) fijada durante la operación de brochado, y - un sistema de mando para las operaciones de mecanizado, caracterizada porque - el bastidor de la máquina (2) presenta una sección en forma de C, - la mesa de brochado (10) va guiada en unas guías laterales (11 a 14) en el bastidor de la máquina (2), y - la herramienta o herramientas de brochado (8, 8 ) se pueden montar de forma desmontable en la pared posterior () que tiene forma rígida, del bastidor de la máquina (2). 2. Máquina brochadora según la reivindicación 1, caracterizada porque el bastidor de la máquina (2) es una estructura marco en cuyo travesaño superior (9) están montadas unas unidades de accionamiento (18, 19) para los movimientos de desplazamiento de la mesa de brochado (10). 3. Máquina brochadora según la reivindicación 1, caracterizada porque sobre la base (1) del bastidor de la máquina están dispuestas unas unidades de accionamiento para los movimientos de traslación de la mesa de brochado (10), que atacan por la cara inferior de la mesa de brochado (10) y que están realizados preferentemente como cilindros telescópicos. 4. Máquina brochadora según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la mesa de brochado (10) presenta unos escotes laterales (11, 12) en los que ajustan unos carriles de guiado (13, 14) fijos al bastidor.. Máquina brochadora según la reivindicación 4, 10 1 20 2 30 3 40 4 caracterizada porque los carriles de guiado (13, 14) están fijados en las dos paredes laterales (3, 4) del bastidor de la máquina (2). 6. Máquina brochadora según una de las reivindicaciones 1 a, caracterizada porque los cortapiezas (20) están dispuestos sobre la cara superior y/o en la cara posterior vertical de la mesa de brochado (10). 7. Máquina brochadora según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el plano de unión vertical de los puntos de ataque de las barras (16, 17) de la unidad de accionamiento (18, 19) está situado en la mesa de brochado (10) aproximadamente en el plano de ataque vertical de las herramientas de brochado (8) sobre la pieza (21). 8. Máquina brochadora según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque las herramientas de brochado (8, 8 ) van montadas sobre una placa de soporte robusta (7) que va fijada de modo desmontable en la pared posterior () del bastidor de la máquina (1, 1 ). 9. Máquina brochadora según la reivindicación 8, caracterizada porque la placa soporte (7) ajusta en un hueco en la pared posterior () del bastidor de la máquina (2) y se puede montar desde la cara posterior de ésta. 10. Máquina brochadora vertical según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque para efectuar trabajos de brochado interior, la mesa de brochado (10) presenta por lo menos un orificio de paso (30) con un alojamiento de pieza coaxial (31), y porque hay un alimentador de herramientas (37) en forma de carro desplazable a motor en las guías verticales laterales (13, 14) del bastidor de la máquina (2), encima de la mesa de brochado (10), que lleva una sujeción (3) para la fijación desmontable de la parte extrema superior de la herramienta de brochado de interiores (33). 11. Máquina brochadora según la reivindicación 10, caracterizada porque una unidad de accionamiento (41) para el alimentador de herramientas (37) va montada en el travesaño superior (9) del bastidor de la máquina (2). 12. Máquina brochadora según la reivindicación 10 u 11, caracterizada porque para el brochado helicoidal hay un accionamiento de giro (36) en el alimentador de herramientas (37) que imparte un movimiento de giro a la herramienta de brochado (33). 0 60 6
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