Precisión y potencia que engranan

Redex presenta sus accionamientos piñón-cremallera con precarga

15/10/2004

La compañía Redex, representada en España por Construcciones Mecánicas Domenech, S.A., pretende consolidarse en el mercado español introduciendo sus accionamientos piñón-cremallera. Más de 50 ingenieros y técnicos cualificados, de los cuales 7 integran la oficina técnica de la división transmisión de potencia, un eficiente equipo de producción y su dilatada experiencia dentro de este campo, convierte a esta compañía francesa en un referente para los fabricantes españoles de fresadoras, centros de mecanizado, tornos y otras máquinas especiales que requieran alta precisión en el posicionamiento y desplazamiento de los ejes.

La carcasa y la posibilidad de adaptar sobre ella sistemas de precarga eléctrica y mecánica son características únicas de los accionamientos piñón-cremallera de Redex.

Torno Burgsmüller destinado a la fabricación de husillos a bolas que incorpora el accionamiento piñón-cremallera con precarga mecánica de Redex.

Cuando la transmisión está en juego, la elección del tipo de accionamiento resulta en muchos aspectos clave y en la mayoría de los casos crucial a la hora de conseguir obtener el máximo rendimiento de la máquina.

Aunque en un principio la comercialización de estos accionamientos en la máquina-herramienta parecía estar más bien destinada a máquinas CNC heavy duty y de largos recorridos en los ejes (fresadoras, centros de fresado, mandrinadoras y tornos horizontales), lo cierto es que la experiencia de la compañía Redex, cuyos productos están representados en España en exclusiva por la compañía gerundense C.M. Domenech, ha demostrado que fabricantes de máquinas-herramienta con altos requerimientos de precisión han adaptado esta tecnología con éxito. Además de la máquinas de arranque convencionales, este es el caso de máquinas de soldar por puntos, máquinas para trabajar la madera y de mecanizado de polímeros.

Precarga mecánica y carcasa integrada made in Redex

Una de las características más importantes dentro de cualquier elemento de transmisión de potencia viene dado por su diagrama de histéresis (desviación angular frente a carga). La aplicación de precarga conlleva la eliminación del juego entre los componentes internos del accionamiento y la posibilidad de trabajar en el rango de la curva con mayores valores de carga, donde la rigidez del reductor es máxima y constante. Esto permite trabajar a muy altos valores de precisión en el posicionamiento y contorneado, con lo que la repetibilidad para diferentes cargas permanece invariable. La precarga garantiza que el rendimiento del accionamiento permanezca invariable, así como la posibilidad de su ajuste si fuera necesario.

Necesidades técnicas cubiertas
Precarga mecánica o eléctrica.
6 medidas y 6 ratios de reducción: 22, 30, 45, 61, 91 y 140.
El diseño de Redex permite obtener los valores más altos de frecuencia natural, siempre por encima de 20 Hz.
Valores de rigidez en los reductores medidos directamente en la cremallera, teniendo en cuenta el piñón de salida y su diámetro: rigidez torsional hasta 1.134 Nm/arcmin y rigidez radial hasta 960 N/µm.
Par nominal de salida desde 350 hasta 10.000 Nm.
Velocidad máxima de entrada hasta 7.000 rpm.
Velocidad lineal máxima hasta 90 m/min.
El diseño especial de servoreductor hipocicloidal asegura un gran rendimiento y niveles de inercia muy bajos.
Ejes-piñón de salida integrados en el reductor (aumentan la rigidez del conjunto) con dientes rectos o helicoidales y módulos entre 3 y 10.
Unidades comprobadas y testeadas al 100%: ensayos de rigidez, nivel de ruido, temperatura, etc.
Los engranajes calidad ISO 6 aseguran el perfecto funcionamiento del conjunto y los niveles de ruido más bajos.
Engranajes cónico-espirales Klingelnberg calidad HPG-S.
Posibilidad de incorporar un sistema de lubricación de la cremallera.

Existen dos tipos de precarga: eléctrica y mecánica. Redex es el único fabricante de transmisiones piñón-cremallera capaz de aplicar ambos tipos de precarga en sus unidades. El sistema DualDrive de precarga mecánica patentado por Redex consiste en aplicar con una “llave Redex” un par determinado en un acoplamiento especial transmitiendo una fuerza elastomecánica en todo el sistema, eliminando por completo no solo el juego entre los engranajes del reductor, sino también entre los piñones de salida y la cremallera. Esto no sucede en los sistemas de doble piñón en el mismo eje, donde el juego entre dientes solo se elimina entre piñones de salida y la cremallera, pero no dentro del reductor. El sistema DualDrive es accionado por un solo motor, sin necesidad de un controlador especial.

Redex dispone también de su versión de precarga eléctrica, TwinDrive, donde un piñón transmite el accionamiento, mientras que el otro ejerce de freno. Esta solución requiere dos servomotores, uno para cada reductor y un sofisticado sistema de control para alcanzar la precarga en todas las fases del proceso. En lo que se refiere al cambio en la magnitud de la precarga es una solución más flexible, sin embargo, requiere un mayor know-how en el control de la programación y capacidad del CNC. Asimismo, el precio global es normalmente mayor que en su versión de precarga mecánica.

Otra característica única en los accionamientos piñón-cremallera de Redex, en sus dos versiones de precarga, es la incorporación de una carcasa de fundición. Sus superficies de contacto para el montaje en máquina están rectificadas y provistas de agujeros pasantes que permiten su adaptación en la máquina de un modo tan sencillo que podríamos denominar plug & play. Esta versatilidad en el montaje convierte a estas unidades, en su versión de precarga mecánica, en idóneas para la aplicación en aquellas máquinas donde el control numérico no debe ser sobrecargado, como es el caso de los tornos horizontales, talleres de retrofitting, etc. Una de las principales ventajas que proporciona la carcasa es la posibilidad de incorporar en ella tanto el sistema de precarga eléctrica como mecánica. Esto permite probar ambos conceptos en un prototipo sin necesidad de modificar el diseño de la máquina. Además, gracias a la posibilidad de incorporar cajas de engranajes cónico-espirales tipo Klingelnberg calidad HPG-S, los accionamientos piñón-cremallera de Redex posibilitan el posicionamiento del motor o motores en cualquier configuración, en línea con los reductores o en ángulo de 90º.

Redex también ofrece su versión KIT de estos accionamientos, sin carcasa.

Fabricación de husillos a bolas con accionamiento piñón-cremallera
La empresa alemana Burgsmüller, especialista en adaptaciones y retrofitting de tornos horizontales para la fabricación de husillos y barras roscadas ha incorporado en su modelo WM180-4000 un accionamiento piñón-cremallera tamaño 2 de Redex en su versión de precarga mecánica, con ratio de reducción 140. Se trata de una máquina con 6 m de recorrido longitudinal, especialmente diseñada para el mecanizado de estos productos, gracias a que incorpora una herramienta motorizada especial giratoria fabricada por la empresa alemana, a través de la cual se introduce la barra a mecanizar.
Daniel Caillar, Gerente de Nolot, empresa a la que fue destinado este torno, nos comentó en sus instalaciones: “Hasta 3 m confío al 100% en los accionamientos de husillos trapezoidal para tornos convencionales pero a partir de 3 m de longitud empiezo a inclinarme más por el accionamiento piñón-cremallera”. “La alta rigidez de la transmisión, ayudada por la bancada de hierro fundido que incorpora esta máquina, me asegura los más altos valores de repetibilidad y precisión”. “Por otra parte - afirma Daniel Caillard - el sistema de precarga mecánica, además de eliminar por completo el juego entre dientes, es extremadamente sencillo de aplicar y, gracias a la carcasa que incorporan estas unidades, resulta muy adecuado para su adaptación en tornos CNC. Además, en comparación con la precarga eléctrica, este sistema libera de recursos al control numérico, normalmente más sencillo que otro tipo de máquinas con más ejes”. “A pesar de que me sienta identificado al cien por cien con mi producto - continua Caillard - tengo que admitir que, a pesar de que el costo adquisitivo de una máquina se puede ver incrementado por la incorporación del piñón-cremallera, los recambios resultan considerablemente más caros en el sistema husillo a bolas, ya que requiere cambiar toda la unidad, mientras que la cremallera ofrece la posibilidad de sustituir solamente el módulo dañado".

Aplicación en tornos

En un principio, el planteamiento de Redex en lo que se refiere a la aplicación de sus accionamientos piñón-cremallera en tornos horizontales, estaba más bien enfocada a largos recorridos de carro. Sin embargo, la experiencia de la compañía ha demostrado que para muchos fabricantes este tipo de accionamientos pueden ser una alternativa a los husillos a bolas incluso en cursos no tan largos. Weiler, conocido fabricante alemán de tornos CNC, en su estrategia de ampliar su rango de productos con una nueva gama de tornos horizontales con cursos de hasta 12 m, se planteó la necesidad de adaptar accionamientos piñón-cremallera en sustitución de los convencionales husillos a bolas que incorporaban las anteriores máquinas. Ante los óptimos resultados obtenidos en lo que a precisión y rigidez se refiere, Weiler ha decidido estudiar la posibilidad de incorporar los accionamientos piñón-cremallera de Redex en todas sus máquinas con recorridos por encima de 6 m.

Esta tendencia ha sido seguida por otros clientes provenientes de países tan diversos como Italia, China o EE.UU.