2016-11-23

Probado con éxito un innovador útil de sujeción mecánico de Ringspann

Un nuevo diseño de mandril de discos de Ringspann sorprende a los ingenieros de transmisiones y fabricantes de engranajes.

RINGSPANN ha testado con éxito su nuevo mandril mecánico de sujeción HDDS. Los técnicos de RINGSPANN se desplazaron a Suiza para realizar un test durante el proceso de rectificado de alta precision de engranajes de motores deportivos. Los expertos en engranajes de la compañía suiza quedaron gratamente sorprendidos por la gran precisión que se pueden lograr con él y mostró por primera vez su gran potencial sometido a condiciones extremas de trabajo.

Los requerimientos en la fabricación de engranajes hechos a medida para deportes de motor a nivel mundial son extremadamente exigentes, mucho más que los requerimientos demandados en la ingeniería de vehículos utilitarios. Mientras que lo fabricantes de automóviles normalmente exigen una calidad en los engranajes en torno a 6 según DIN 3961, para los vehículos de competición se exigen calidades entorno a 4 o 5.

Volker Schlautmann, director de la división de Sistemas de Sujeción de Precisión de RINGSPANN explica que la implentación de unos requerimientos tan altos impone las más exigentes respuestas tanto a técnicos como a máquinas y a utillajes. Debido al importante rol que los útiles de sujeción juegan en este sector, los ingenieros de diseño de engranajes buscan la mejora continua y la excelencia en este campo. Volker Schlautmann está siempre atento a las nuevas demandas del sector y empujado por el feedback de los clientes presenta el nuevo mandril patentado de sujeción mecánico, el HDDS.

Este innovador útil se presentó por primera vez ante el gran público en la exhibición de la AMB 2016 como un útil de sujeción extremadamente preciso y económicamente atractivo como una alternativa a los útiles hidráulicos.


Alternativa innovadora a la hidráulica

Según Volker Schlautmann, el nuevo mandril de RINGSPANN es admirado por su precisión  ≤ 5 µm, pudiendo sujetar piezas para realizar taladros con tolerancias hasta de clase IT10. Uno de los objetivos de este desarrollo es la reducción de costos de esta tecnología en operaciones automáticas. Schlautmann dice que "Hemos despertado la curiosidad en muchos ingenieros especializados en engranajes, quienes han preguntado por los límites que con el nuevo HDDS se pueden conseguir en sus máquinas durante el rectificado de alta precisión de ruedas dentadas".

Schlautmann presentó junto con el nuevo mandril de sujeción mecánico HDDS, la renovada planta de fabricación de un conocido especialista suizo en la tecnología de engranajes donde se llevó a cabo el test. El ensayo se realizó durante proceso de fabricación de engranajes para el motor de un vehículo de competición internacional de resistencia. Para ello se iba a utilizar un centro de rectificado Höfner Helix 400. El espacio previsto alberga una base de montaje hidráulica fija, en el que el HDDS de RINGSPANN se monta en posición vertical de manera que posibilita este centraje. A partir de ahí fueron los ingenieros suizos los que colocaron manualmente una pieza de control para comprobar la precisión axial así como la precisión de sujeción del mandril mecánico con un micrómetro de precisión.

El resultado fue espectacular, una desviación axial ≤ 2 µm y una precisión ≤ 3 µm. Resultados increíbles para un elemento de sujeción mecánico sin ayuda externa para la alineación.

Ahora la pregunta era, ¿qué precisión obtendremos al rectificar los engranajes?

Tras estos preparativos se montó un contrapunto. Por algún motivo, el dimensionado parece haber quedado unos milímetros corto para alcanzar el mandril de RINGSPANN. Fue necesario colocar un espaciador para rellenar el hueco, aunque no pudo alinearse. A pesar de esta improvisación durante la prueba, sujetamos finalmente con el HDDS la rueda dentada para comenzar con la operación de rectificado.


Sorpresa en el elemento de medición

Después de rectificar la pieza durante 13 minutos, llegó el momento de la verdad. Sacamos el engranaje del HDDS y realizamos las mediciones oportunas con un sistema de medición de coordenadas de la empresa suiza. El resultado fue plenamente satisfactorio: La precisión geométrica del engranaje estaba dentro de los límites de tolerancia (incluso muy lejos de alcanzar dichos límites).

Volker Schlautmann destacó que "A pesar del elemento de puente adicional entre el contrapunto y la pieza de trabajo, solo hemos utilizado 2/3 de la tolerancia admisible".

Por si esto no fuera suficiente, apoyados en los excelentes resultados obtenidos hasta ese momento, los ingenieros iniciaron una nueva prueba, pero esta vez sin el contrapunto. De esta manera, el nuevo mandril de RINGSPANN pudo mostrar su auténtica fuerza ya que, "el resultado fue incluso mejor sin el contrapunto", ya que en la medición se observó que tan solo habíamos utilizado la mitad de la tolerancia admisible. De esta manera puede lograrse incluso una calidad de engranaje de 4 sin necesidad de contrapunto. Volker Schlautmann admitió que "los resultados superaron incluso nuestras mejores expectativas".


Mayor precisión a menor coste

Con este nuevo mandril, RINGSPANN ha logrado un notable éxito. Representa una alternativa económica a los útiles de sujeción por expansión hidráulica para todos los fabricantes de engranajes y cualquier otro usuario de mecanizado de alta precisión.

Como explicaba Volker Schlautmann "Además de la elevada precisión que se obtiene con el HDDS, la gran expansión de nuestro nuevo mandril llega a ser hasta 4 veces mayor. Esto no solo supone una flexibilidad mucho mayor para el mecanizador, sino que también es especialmente importante por su sencilla implementación en los procesos de fabricación automáticos".

Es importante señalar que por motivos estrictamente físicos, los mandriles de expansión hidráulica tienen un ratio de apertura muy pequeño. Esto implica una elevada precisión en los sistemas de manipulación para alimentar la máquina que normalmente solo se podrían lograr con una elevada inversión en tecnología de control y medición. Este problema desaparece con este nuevo mandril mecánico de RINGSPANN.

Por último cabe reseñar que el nuevo sistema de de sujeción de RINGSPANN puede ser utilizado también para piezas con longitudes de sujeción muy cortas. Esto se debe a que el nuevo mandril ejerce una fuerza axial en la pieza que la presiona contra un tope y la alinea, garantizando igualmente una precisión en el centrado de las piezas.

Para Volker Slautmann, el inventor de este mandril de sujeción mecánico, los excelentes resultados del test realizado en Suiza con especialistas en la fabricación de engranajes son la ratificación de las altas prestaciones del HHDS. "Después de haber realizado numerosas pruebas estábamos esperando el test definitivo en una aplicación con unos requerimientos técnicos tan exigentes como esta. Ya estamos en condiciones de completar los diseños de nuestra serie estádar HDDS para diámetros de sujeción desde 32mm hasta 85mm con la visión de estocar productos semi terminados para entrega rápida. La nueva gama de mandriles de sujeción mecánicos HDDS de RINGSPANN estarán disponible durante el año 2017"

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Con el nuevo mandril de sujeción mecánico HDDS de RINGSPANN, una renovada empresa suiza desarrolla engranajes con la más alta precisión, alcanzando grado 4 sobre la ISO DIN 3961. (Image: Ringspann)
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El nuevo mandril de sujeción mecánico HDDS de RINGSPANN en la rectificadora. (Image: Ringspann)
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Medición del engranaje sujeto al HDDS de RINGSPANN. La precision de engranaje queda dentro de los límites de tolerancia. (Image: Ringspann)
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Volker Schlautmann, director de la división de Sistemas de Sujeción de Precisión de RINGSPANN: “Al rectificar un engranaje sin contrapunto los ingenieros obtuvieron una elevada precisión de rectificado de grado 4 gracias a nuestro mandril de sujeción mecánica HDDS”. (Image: Ringspann)
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Es la alternativa definitiva a los sistemas de sujeción hidráulicos. (Image: Ringspann)