ES2320379T3 - Unidad de bobina de induccion. - Google Patents
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Abstract
Unidad de bobina de inducción para el calentamiento de un elemento estructural (3) con simetría de rotación con respecto a un eje (7) de material eléctricamente conductor, particularmente una parte de carcasa, que, en una abertura de alojamiento (9) céntrica con respecto al eje, sujeta un objeto extendido en ajuste forzado, preferiblemente para el calentamiento de la parte de carcasa de un portaherramientas (5), que en su abertura de alojamiento (9) céntrica con respecto al eje de giro sujeta en ajuste forzado un vástago de una herramienta de rotación (11), particularmente de una herramienta de perforación y fresado, que comprende: - un espacio de alojamiento (27) céntrico con respecto al eje (7) para el elemento estructural (3), - un número particularmente par con separaciones angulares iguales de piezas de polo (25) dispuestas distribuidas alrededor del eje (7) de un material con propiedades de poca energía magnética, que conducen flujo magnético, - varias bobinas (23) que se pueden alimentar con corriente alterna para la generación de flujos magnéticos en las piezas de polo (25), de tal forma que el flujo magnético en piezas de polo (25) adyacentes en sentido periférico tiene sentido opuesto, caracterizada porque las piezas de polo (25) del eje (7) tienen superficies terminales (29) orientadas radialmente, que en la mayor parte de su altura axial, en una primera zona (33) a lo largo de la generatriz de una superficie periférica externa (31) del elemento estructural (33) se pueden llevar a contacto de apoyo con forma de línea o forma de plano o prácticamente hasta un contacto de apoyo de este tipo con la superficie periférica externa (31) del elemento estructural (3), y porque al menos en axialmente un lado de la primera zona (33) de al menos una de las superficies terminales (29), particularmente de cada una de las superficies terminales (29) a la primera zona (33) se une una segunda zona (39), en la que la superficie terminal (29) tiene un recorrido con mayor separación radial de la generatriz de la superficie periférica externa (31) que en la primera zona (33).
Description
Unidad de bobina de inducción.
La invención se refiere a una unidad de bobina
de inducción para el calentamiento de un elemento estructural con
simetría de rotación con respecto al eje de material eléctricamente
conductor, particularmente una parte de carcasa, que mantiene, en
una abertura de alojamiento céntrica con respecto al eje, un objeto
extendido en ajuste forzado, preferiblemente para el calentamiento
de la parte de carcasa de un portaherramientas, que en su abertura
de alojamiento céntrica con respecto al eje de giro mantiene en
ajuste forzado un vástago de una herramienta de rotación,
particularmente de una herramienta de perforación o fresado.
Se conoce generalmente cómo calentar elementos
estructurales, particularmente elementos estructurales con simetría
de rotación con respecto a un eje, mediante corrientes turbulentas
generadas de forma inductiva, a modo de ejemplo, para el atemperado
o calentamiento o incluso para el endurecimiento de superficies.
Asimismo se conoce cómo calentar la unión de contracción de una
parte de carcasa que rodea con ajuste forzado un árbol o un
vástago, a modo de ejemplo, de un anillo de rodamiento o similares
de forma inductiva y, de este modo, ensanchar hasta tal punto que
se pueda desmontar la parte de carcasa del árbol.
También se conoce cómo aplicar por contracción
el vástago cilíndrico de una herramienta que se tiene que accionar
de forma rotatoria, a modo de ejemplo, de una perforadora o
fresadora, en una abertura de alojamiento esencialmente cilíndrica
de un portaherramientas. El portaherramientas puede ser un
constituyente integral de un huso de máquina o, sin embargo, tener
a su vez una sección de acoplamiento, a modo de ejemplo, con forma
de una sección terminal cónica, con la que se fija en el huso de
trabajo. El vástago de herramienta tiene exceso con respecto al
diámetro interno de la abertura de alojamiento. Para la introducción
o extracción del vástago de herramienta se calienta una parte de
carcasa que contiene la abertura de alojamiento del
portaherramientas, hasta que el diámetro interno de la abertura de
alojamiento se haya dilatado hasta tal punto que se pueda introducir
o extraer el vástago de herramienta. Después del enfriamiento, la
parte de carcasa sujeta el vástago de herramienta en ajuste
forzado.
A partir de documento WO 02/24965 A1 se conoce
una unidad de bobina de inducción para el calentamiento de la parte
de carcasa de un portaherramientas que sujeta en ajuste forzado la
herramienta en una abertura de alojamiento céntrica con respecto al
eje de giro de la herramienta, en el que sobre lados radialmente
opuestos de la parte de carcasa se disponen dos núcleos de bobina
que llevan respectivamente una bobina, cuyas superficies de polo
tienen un recorrido con separación entre sí, de tal forma que la
parte de carcasa del portaherramientas se puede introducir en la
hendidura de aire entre las superficies de polo orientadas entre sí.
La anchura de la hendidura de aire se puede modificar por
desplazamiento de los núcleos y adaptar a partes de carcasa con
diferente diámetro. En la unidad de bobina de inducción conocida,
las bobinas asignadas a los núcleos se unen firmemente con los
mismos y la unidad de bobina de inducción conocida induce en esta
parte de carcasa corrientes que tienen un recorrido en su sentido
periférico.
Una unidad de bobina de inducción adicional para
el calentamiento de la sección de carcasa de un portaherramientas
se conoce a partir del documento US 2003/0168445 A1. En esta unidad
de bobina de inducción, las piezas de polo rodeadas por las
bobinas, distribuidas en sentido periférico de la parte de carcasa
se disponen en dos segmentos unidos entre sí de forma abatible de
una culata anular, de tal forma que la parte de carcasa con la
culata abierta se puede introducir radialmente en el espacio de
alojamiento de la unidad de bobina de inducción. De este modo
también se pueden contraer herramientas, cuyo diámetro de cabezal es
mayor que la separación entre las superficies de polo de los
núcleos.
Finalmente, a partir de la solicitud publicada
de Patente examinada alemana 1 094 893 y partir de la Patente
alemana 922 700 se conocen unidades de bobina de inducción cuyos
núcleos se pueden desplazar radialmente con respecto a las bobinas
dispuestas de forma estacionaria. Las unidades de bobina de
inducción permiten el desmontaje de anillos de rodamiento aplicados
por contracción sobre un árbol de un rodamiento, donde también en
este caso el flujo magnético generado por las bobinas genera
corrientes de inducción que tienen un recorrido en sentido
periférico en la parte de carcasa a calentar.
Se ha demostrado que con unidades de bobina de
inducción convencionales del tipo que se ha explicado anteriormente
a menudo solamente se puede calentar un elemento estructural con
simetría de rotación en sentido axial y/o en sentido periférico de
forma insuficiente de manera uniforme. Esto se manifiesta de forma
particularmente ventajosa cuando una parte de carcasa de una unión
de contracción y especialmente la parte de carcasa de un
portaherramientas se debe calentar para la aplicación y extracción
por contracción de herramientas de rotación en y del
portaherramientas. El calentamiento uniforme insuficiente conduce a
una dilatación térmica irregular de la parte de carcasa y puede
conducir, en el caso individual, a daños por sobrecalentamiento
locales en la parte de carcasa.
En un primer aspecto, es objetivo de la
invención proporcionar una unidad de bobina de inducción para el
calentamiento de un elemento estructural con simetría de rotación,
particularmente de una parte de carcasa, a modo de ejemplo, de un
portaherramientas, que posibilite calentar la parte de carcasa de
forma más uniforme que hasta ahora.
La invención parte de una unidad de bobina de
inducción para el calentamiento de un elemento estructural con
simetría de rotación con respecto a un eje de material
eléctricamente conductor, particularmente una parte de carcasa, que
mantiene en una abertura de alojamiento céntrica con respecto al eje
un objeto extendido en ajuste forzado, preferiblemente para el
calentamiento de la parte de carcasa de un portaherramientas, que
en su abertura de alojamiento céntrica con respecto al eje de giro
sujeta un vástago de una herramienta de rotación, particularmente
una herramienta de perforación o fresado en ajuste forzado, donde
esta unidad de bobina de inducción comprende:
- -
- un espacio de alojamiento céntrico con respecto al eje para el elemento estructural,
- -
- un número particularmente par en separaciones angulares iguales de piezas de polo dispuestas distribuidas alrededor del eje de un material con propiedades de poca energía magnética, que conducen el flujo magnético,
- -
- varias bobinas que se pueden alimentar con corriente alterna para la generación de flujos magnéticos en las piezas de polo, de tal forma que el flujo magnético tiene sentido opuesto en sentido periférico de piezas de polo adyacentes.
El objetivo que se ha mencionado anteriormente
se resuelve de acuerdo con la invención ya que las piezas de polo
tienen superficies terminales orientadas radialmente hacia el eje,
que en la mayor parte de su altura axial en una primera zona a lo
largo de la generatriz de una superficie periférica externa del
elemento estructural se pueden llevar a contacto de apoyo con forma
de línea o con forma de plano o prácticamente hasta un contacto de
apoyo de este tipo con la superficie periférica externa del elemento
estructural y ya que al menos a axialmente un lado de la primera
zona de al menos una de las superficies terminales, particularmente
de cada una de las superficies terminales se une a la primera zona
una segunda zona, en la que la superficie terminal tiene un
recorrido con una mayor separación radial de la generatriz de la
superficie periférica externa que en la primera zona.
En la generatriz de la superficie periférica
externa se trata de la línea de delimitación de contorno en el
sentido matemático. Cuando en momento y en lo sucesivo se habla de
dirección radial, dirección axial o dirección periférica, las
indicaciones de dirección se refieren siempre al eje de giro
mencionado.
Se ha demostrado que en las zonas terminales
axiales de las piezas de polo se producen concentraciones de campo
que, a su vez, conducen a calentamientos no uniformes del elemento
estructural cerca de las zonas terminales de la pieza de polo. El
aumento de la separación radial de la superficie terminal de la
pieza de polo de la superficie periférica del elemento estructural
en la zona de estas zonas terminales axiales sirve para un
calentamiento más uniforme. Ya que las piezas de polo llegan hasta
muy cerca de la superficie periférica externa del elemento
estructural y preferiblemente se apoyan en esta superficie
periférica, se evitan considerablemente campos de dispersión
magnéticos en la zona del elemento estructural, lo que es ventajoso
particularmente durante el desmontaje de una unión de contracción,
a modo de ejemplo, de un portaherramientas.
En la segunda zona, la separación de la
superficie terminal de la generatriz de la superficie periférica del
elemento estructural puede estar ampliada de forma brusca. Sin
embargo, en el sentido de un calentamiento más uniforme es adecuado
que la superficie terminal en la segunda zona tenga un recorrido
inclinado con respecto a la generatriz de la superficie periférica,
donde la separación radial de la generatriz aumenta con separación
axial creciente de la primera zona.
La generatriz puede definir una superficie
periférica con forma de cono del elemento estructural como es
habitual, por ejemplo, en portaherramientas convencionales con
partes de carcasa cónicas, que se estrechan hacia el lado de salida
de la herramienta. Ya que debido a la conicidad del elemento
estructural, su resistencia magnética varía axialmente, el elemento
estructural, debido a su forma, se puede calentar con diferente
intensidad en dirección axial. Esto se puede contrarrestar si la
segunda zona de las superficies terminales en el lado de menor
diámetro se une a la primera zona, es decir, en un portaherramientas
en el lado orientado hacia el lado de salida de la herramienta.
La concentración de flujo en el elemento
estructural cerca de los extremos axiales de las superficies
terminales de las piezas de polo se puede contrarrestar
adicionalmente si la superficie terminal orientada radialmente
hacia el eje de cada pieza de polo en uno de sus extremos axiales o
en ambos extremos axiales tiene una superficie de borde que tiene
un recorrido alejándose del eje, particularmente redondeada. La
separación radial que aumenta debido a la superficie de borde, por
ejemplo, redondeada con respecto a la superficie periférica externa
del elemento estructural disminuye la densidad de flujo magnético
en esta zona y previene un sobrecalentamiento local del elemento
estructural, a modo de ejemplo, de la pieza de carcasa de un
portaherramientas.
En el aspecto que se ha explicado previamente de
la invención se puede garantizar un calentamiento más uniforme en
sentido axial del elemento estructural. Sin embargo, se ha
demostrado que unidades de bobina de inducción convencionales a
menudo también provocan un calentamiento no uniforme en sentido
periférico del elemento estructural. Para garantizar un
calentamiento más uniforme en un sentido periférico, en un segundo
aspecto de la invención está previsto que las piezas de polo tengan
la forma de discos planos, cuyas superficies planas tengan un
recorrido esencialmente paralelo con respecto al eje y cuyas
superficies terminales orientadas radialmente hacia el eje sobre la
mayor parte de su altura axial se puedan llevar a contacto de apoyo
con forma de línea o con forma de plano o prácticamente hasta un
contacto de apoyo de este tipo con la superficie periférica externa
del elemento estructural.
\newpage
En esta configuración, que también tiene
importancia inventiva independiente del primer aspecto, el contacto
de apoyo de las piezas de polo se limita a una zona estrecha en
sentido periférico con respecto a toda la longitud periférica, para
garantizar que una parte lo suficientemente grande del flujo
magnético tenga un recorrido en sentido periférico en el elemento
estructural, lo que se ha demostrado que es ventajoso para un
calentamiento uniforme. Este objetivo se puede conseguir
particularmente si la superficie terminal orientada hacia el eje de
cada pieza de polo se estrecha hacia el eje al menos en su zona de
contacto de apoyo. Vista en un plano normal al eje, esta separación
que aumenta radialmente de este modo de la superficie terminal
desde la superficie periférica del elemento estructural sirve para
que el flujo magnético pase esencialmente en la zona de la
superficie de contacto de apoyo estrecha al elemento estructural. El
estrechamiento de las superficies terminales aumenta, por lo demás,
la separación periférica de piezas de polo adyacentes, lo que
disminuye flujos de dispersión entre las piezas de polo,
particularmente cuando las piezas de polo se aproximan radialmente
entre sí para partes de carcasa con pequeño diámetro. Las
superficies terminales pueden estar redondeadas de forma convexa en
la zona de contacto de apoyo, a modo de ejemplo, pueden estar
redondeadas con forma de cilindro circular parcial; sin embargo,
también se pueden estrechar con forma de cuña en la zona de
contacto de apoyo.
Para la disminución del flujo de dispersión y
las pérdidas magnéticas que esto conlleva, en una configuración
preferida está previsto que las piezas de polo se puedan desplazar
con respecto a un anillo de culata que rodea el espacio de
alojamiento de forma concéntrica con respecto al eje de material de
poca energía magnética, que conduce flujo magnético y que las
bobinas se dispongan radialmente en el interior del anillo de
culata.
A pesar de que a varias piezas de polo se puede
asignar respectivamente una bobina común, sin embargo,
preferiblemente está previsto que a cada pieza de polo se asigne
una bobina separada, que rodee su pieza de polo. Esta configuración
simplifica el equilibrado magnético del flujo magnético inducido en
el elemento estructural.
La complejidad de producción y los costes de
producción se pueden disminuir si el anillo de culata está compuesto
por segmentos. Esta ventaja se produce particularmente cuando cada
segmento se aúna con una de las bobinas y una de las piezas de polo
hasta formar una unidad constructiva. Se entiende que también se
puede aunar respectivamente uno de los segmentos con
respectivamente una de las piezas de polo hasta formar una unidad
constructiva con forma de T, que se puede desplazar en su totalidad
de forma radial.
Las piezas de polo pueden atravesar de forma
desplazable aberturas del anillo de culata o de los segmentos y, de
hecho, preferiblemente de tal forma que el anillo de culata cubra
por todos los lados las superficies frontales orientadas al mismo,
axiales, de las bobinas. De este modo se puede disminuir
particularmente bien el flujo magnético de dispersión. Para esto,
cada bobina también puede engranar en un bolsillo introducido
radialmente en el anillo de culata al menos por una parte de su
altura axial de bobina.
Por motivos de seguridad, el anillo de culata y
las bobinas se fijan de forma apropiada en una cubierta anular de
material eléctricamente aislante. La cubierta puede ser una parte de
carcasa prefabricada, en la que se introducen el anillo de culata y
las bobinas. Sin embargo, la cubierta comprende preferiblemente un
anillo moldeado en el anillo de culata y las bobinas, que rodea al
menos las bobinas, de masa de modelo de plástico, que sirve para la
colocación y el aislamiento de las bobinas y, en un caso dado, del
anillo de culata. Una construcción de este tipo es mecánicamente
estable y se puede producir de forma económica, incluso si para la
fijación de la unidad de bobina de inducción en una guía fija en el
aparato de contracción o similares se tienen que aplicar sujeciones
adicionales o partes de carcasa. Estas partes de carcasa, en un caso
dado, también pueden servir como "molde perdido" para el
anillo de masa de moldeo.
El espacio de alojamiento destinado para el
alojamiento del elemento estructural, por ejemplo, de la parte de
carcasa del portaherramientas de la unidad de bobina de inducción
puede tener un diámetro relativamente grande, ya que las piezas de
polo se pueden desplazar radialmente para la adaptación del
funcionamiento al diámetro real del elemento estructural. Por este
motivo, de forma apropiada, el anillo de culata lleva en uno de sus
lados frontales o en ambos lados frontales, por ejemplo, en su lado
frontal adyacente axialmente al lado de salida de herramienta de la
parte de carcasa, un disco anular provisto de una abertura de paso
para la herramienta de material de poca energía magnética, que
conduce el flujo magnético, con separación axial de las piezas de
polo. El disco anular apantalla magnéticamente el entorno de la
unidad de bobina de inducción.
La unidad de bobina de inducción comprende
preferiblemente cuatro o más piezas de polo que se pueden desplazar
radialmente. Para simplificar el manejo, por tanto, todas las piezas
de polo se deben poder mover de forma forzada de manera común. Por
otro lado, la cubierta que guía de forma desplazable las piezas de
polo y las bobinas se debe poder dividir radialmente para poder
aplicar por contracción de forma conocida herramientas en el
portaherramientas incluso cuando el diámetro de cabezal de las
herramientas es mayor que el diámetro del espacio del alojamiento,
de tal forma que la herramienta no se pueda introducir axialmente en
el espacio de alojamiento.
En una configuración preferida, que en un tercer
aspecto de la invención también se puede utilizar en otras unidades
de bobina de inducción diferentes a las que se han explicado
anteriormente, es decir, que posee importancia inventiva propia,
está previsto que las piezas de polo se conduzcan de forma
desplazable radialmente con respecto a una cubierta que rodea de
forma anular el espacio de alojamiento y que se acoplen con un
anillo de ajuste guiado coaxialmente con respecto al eje con
movimiento de giro en un guía anular que rodea el espacio de
alojamiento de la cubierta, de tal forma que con un movimiento de
giro del anillo de ajuste, las piezas de polo realizan de forma
conjunta un movimiento de desplazamiento radial. La cubierta,
incluyendo el anillo de ajuste guiado de forma giratoria
coaxialmente en la misma, se divide en dos grupos constructivos que
se pueden mover relativamente entre sí radialmente con respecto al
eje para la abertura radial del espacio de alojamiento,
particularmente en mitades, donde un dispositivo de acoplamiento
une los grupos constructivos de forma desmontable de manera
operativa. Siempre que las dos mitades de cubierta se unan hasta
formar un anillo cerrado, también las mitades del anillo de ajuste
se pueden girar de forma correspondiente a un anillo cerrado, ya que
cada una de las dos mitades de anillo de ajuste se conduce de forma
giratoria en una de las mitades de cubierta.
Para la abertura radial del espacio de
alojamiento, uno de los dos grupos constructivos se puede retirar en
su totalidad del otro grupo constructivo o se puede desplazar a lo
largo de una guía lineal. Una realización en la que los dos grupos
constructivos están unidos entre sí de forma abatible mediante una
bisagra es constructivamente sencilla y, a pesar de esto, estable.
El dispositivo de acoplamiento previsto para la unión de los dos
grupos constructivos está configurado de forma apropiada de tal
forma que une de forma alterna los dos segmentos de cubierta entre
sí o fija con resistencia al giro el segmento de anillo anular
conducido con movimiento de giro en el segmento de cubierta en el
segmento de cubierta.
Dependiendo del elemento estructural, por
ejemplo, del tipo de construcción del portaherramientas, el elemento
estructural con forma de cono puede tener diferentes ángulos de
cono. De forma correspondiente, el ángulo de inclinación de la
superficie terminal de las piezas de polo se tiene que poder adaptar
a diferentes ángulos de cono. En una primera variante está previsto
que para la adaptación, las piezas de polo se sujeten de forma
intercambiable en la unidad de bobina de inducción, de tal forma que
se puedan utilizar piezas de polo adaptadas respectivamente al
ángulo de cono. En realizaciones con un anillo de ajuste del tipo
que se ha mencionado anteriormente, que mueve conjuntamente toda
las piezas de polo, puede estar previsto que el anillo de ajuste
presente guías en espiral que interaccionan con los órganos de
acoplamiento de las piezas de polo, que transforman el movimiento
de giro del anillo de ajuste en un movimiento deslizante radial
común de las piezas de polo, donde las guías en espiral desembocan
en la periferia del anillo de ajuste, particularmente su periferia
externa, y las piezas de polo se conducen de forma que se pueden
extraer radialmente en la cubierta. Se entiende que las guías en
espiral también pueden desembocar en la periferia interna del anillo
de ajuste, donde las piezas de polo se pueden extraer entonces
hacia el interior.
Sin embargo, alternativamente también puede
estar previsto que las superficies terminales que se pueden llevar
a contacto de apoyo con la superficie periférica externa del
elemento estructural de las piezas de polo tengan un contorno
modificable de forma operativa, de tal forma que para la adaptación
a diferentes contornos del elemento estructural, las piezas de polo
no se tengan que sustituir como tales. También esta idea se puede
utilizar en un cuarto aspecto de la invención en unidades de bobina
de inducción diferentes a las que se han explicado anteriormente y,
por tanto, tiene importancia inventiva propia.
En una primera configuración, la superficie
terminal se puede proporcionar de forma basculante alrededor de un
eje de basculación que tiene un recorrido tangencial con respecto al
eje en la pieza terminal sujeta en la pieza de polo, que se adapta
de forma articulada a la inclinación de la superficie periférica
externa del elemento estructural. Sin embargo, alternativamente, la
superficie terminal también se puede proporcionar de forma
intercambiable de manera operativa en la pieza terminal sujeta en la
pieza de polo. Para esto no se sustituye toda la pieza de polo,
sino solamente la pieza terminal adyacente al eje.
En otra variante que se adapta de forma
automática, la pieza de polo puede comprender varias piezas
terminales que se pueden desplazar relativamente entre sí
radialmente con respecto al eje, cuyas superficies frontales
orientadas radialmente al eje forman de forma conjunta la superficie
terminal de la pieza de polo.
En las realizaciones que se han explicado
anteriormente de la unidad de bobina de inducción, las piezas de
polo se guían de forma radialmente móvil. En una alternativa con
importancia inventiva propia, en un quinto aspecto de la invención
está previsto que las piezas de polo se pueden disponer de forma
radialmente móvil, sin embargo, también radialmente fijas y,
esencialmente, forman placas de pared planas de un anillo de culata
con forma de pirámide truncada que rodea el espacio de alojamiento,
donde las placas de pared se pueden llevar con sus superficies de
pared internas que forman la superficie terminal de las piezas de
polo hasta un contacto de apoyo al menos aproximadamente con forma
de línea o prácticamente hasta un contacto de apoyo de este tipo
con la superficie periférica externa con forma de cono del elemento
estructural. En esta realización, en otras palabras, el anillo de
culata forma al mismo tiempo las piezas de polo. También en este
caso se puede adaptar la unidad de bobina de inducción a elementos
estructurales con diferente diámetro y/o diferente ángulo de cono,
cuando las placas de pared, para la adaptación al diámetro del
elemento estructural, se conducen de forma desplazable
tangencialmente y/o radialmente con respecto al eje y/o para la
adaptación al ángulo de cono del elemento estructural, se conducen
de forma que se pueden inclinar con respecto al eje.
Se entiende que las configuraciones de contorno
que se han explicado anteriormente para la homogeneización del
calentamiento de las superficies terminales de las piezas de polo se
pueden utilizar en todas las variantes que se han explicado
anteriormente de las piezas de polo.
Durante el funcionamiento, las bobinas de la
unidad de bobina de inducción se excitan con corriente alterna,
particularmente corriente alterna de alta frecuencia con frecuencias
de algunos kHz o más. Para evitar un sobrecalentamiento del
elemento estructural, la duración y/o la intensidad de corriente se
controlan o regulan por la corriente alterna suministrada por un
generador. También se conoce cómo medir mediante un sensor de
temperatura sin contacto, a modo de ejemplo, un sensor de
infrarrojos, la temperatura superficial del elemento estructural y
controlar el generador independientemente de la temperatura medida.
Sin embargo, se ha demostrado en el pasado que tales métodos de
medición de temperatura tienden a errores. Por lo tanto, en un sexto
aspecto de la invención es objetivo de la invención indicar un modo
de cómo se puede evitar de forma segura un sobrecalentamiento del
elemento estructural. Este objetivo se resuelve en una unidad de
bobina de inducción del tipo que se ha explicado anteriormente o en
otra unidad de bobina de inducción porque en la superficie terminal
que se puede llevar hasta contacto de apoyo o prácticamente hasta
contacto de apoyo con la superficie periférica externa del elemento
estructural de al menos una de las piezas de polo se dispone un
sensor de temperatura que se puede llevar hasta contacto de apoyo
directo con la superficie periférica.
Las bobinas están conectadas a un generador que
suministra corriente alterna. El generador puede responder al
sensor de temperatura y desconectar de forma correspondiente la
corriente alterna, cuando el sensor de temperatura detecta o
sobrepasa una temperatura predeterminada.
Alternativamente o incluso adicionalmente se
puede proporcionar una disposición de señalización o aviso que
responde al sensor de temperatura, que genera una señal de aviso
óptica y/o acústica, cuando el sensor de temperatura detecta una
temperatura igual o superior a la temperatura predeterminada.
También se puede proporcionar una disposición de indicación que
responde al sensor de temperatura, que indica el valor de la
temperatura detectada por el sensor de temperatura, por ejemplo, de
forma legible en una pantalla.
Ya que el sensor de temperatura mide la
temperatura real del elemento estructural en contacto de apoyo
directo, la temperatura se puede determinar de forma exacta y sin
alteraciones y se puede utilizar para el control del generador.
Para poder calentar elementos estructurales de
forma reproducible, es habitual fijar la cubierta de la unidad de
bobina de inducción con ayuda de un separador con separación axial
predeterminada con respecto al elemento estructural durante el
funcionamiento. En un séptimo aspecto de la invención con
importancia propia, la unidad de bobina de inducción está
determinada para el calentamiento de una pieza de carcasa de un
portaherramientas que aloja el vástago de una herramienta de
rotación en la abertura de alojamiento céntrica con respecto al eje
de giro en ajuste forzado. Las piezas de polo se guían de forma
desplazable en una cubierta que rodea de forma anular el espacio de
alojamiento y en la cubierta se guía, a su vez, un separador
ajustable móvil en sentido axial y/o radial. El separador ajustable
permite utilizar la unidad de bobina de inducción de forma
reproducible en portaherramientas de diferente tipo de construcción.
El separador ajustable simplifica el funcionamiento particularmente
cuando las piezas de polo y los separadores están acoplados de forma
forzosa entre sí para un movimiento común, a modo de ejemplo, por
un mecanismo de palanca o rueda dentada o superficie inclinada.
Habitualmente, el generador que suministra la
corriente alterna se tiene que ajustar al tipo o al tamaño de
construcción del portaherramientas. En un octavo aspecto de la
invención con importancia propia se posibilita un ajuste automático
del generador al elemento estructural que se tiene que calentar.
Para esto, en la cubierta se pueden guiar las piezas de polo y/o un
elemento de tope móvil en sentido axial y/o radial, por ejemplo, el
separador que se ha explicado anteriormente, que, durante el
funcionamiento, tiene por objeto el apoyo en el elemento
estructural a calentar. Al menos a una de las piezas de polo y/o al
elemento de tope y/o una pieza de construcción acoplada de forma
forzosa con al menos uno de estos componentes se asigna un sensor
de recorrido que detecta la posición de la pieza de polo o del
elemento de tope o de la pieza de construcción con respecto a la
cubierta. El generador que suministra corriente alterna a las
bobinas puede responder al sensor de recorrido, de tal forma que la
potencia y/o la intensidad de la corriente alterna y/o el periodo
de tiempo del suministro de corriente se pueden controlar de forma
dependiente de la posición detectada. Un aparato de contracción de
este tipo se ajusta de forma automática al tipo de construcción de
portaherramientas a calentar.
Las bobinas pueden estar conectadas en serie
entre sí. Sin embargo, es más adecuado si todas las bobinas están
conectadas en paralelo entre sí, ya que de este modo la impedancia
de bobina que carga el generador se puede mantener pequeña y, en un
caso dado, se puede ajustar para sí misma. Para un flujo magnético
uniforme en sentido periférico del elemento estructural es
importante que las bobinas tengan propiedades iguales y estén
distribuidas de forma simétrica alrededor del eje de giro. Eso se
puede conseguir, entre otras cosas, porque todas las bobinas estén
arrolladas en el mismo sentido con respecto al sentido radial y
tengan el mismo número de espiras.
Para acortar el tiempo de funcionamiento de
contracción, el elemento estructural calentado se enfría
habitualmente después del calentamiento por inducción. Para esto,
el elemento estructural se puede transferir a un puesto de
enfriamiento separado. En una configuración apropiada, el elemento
estructural se enfría directamente en la unidad de bobina de
inducción. Para esto, en la zona del espacio de alojamiento se
dispone al menos una boquilla orientada hacia el elemento
estructural para un refrigerante, por ejemplo, agua de refrigeración
o aire de refrigeración.
A continuación se explican con más detalle
ejemplos de realización de la invención mediante dibujos. Se
muestra:
En la Figura 1, una vista axial de una unidad de
bobina de inducción de acuerdo con la invención, vista a lo largo
de una línea I-I en la Figura 2, la mitad en un
corte y la mitad en una vista en alzado;
En la Figura 2, un corte longitudinal axial por
la unidad de bobina de inducción, vista a lo largo de una línea
II-II en la Figura 1;
En la Figura 3, una vista radial parcial de la
unidad de bobina de inducción, vista a lo largo de una línea
III-III en la Figura 1;
En la Figura 4, una vista radial parcial de la
unidad de bobina de inducción, vista en el sentido de una flecha IV
en la Figura 1;
En la Figura 5, un corte detallado, visto a lo
largo de una línea V-V en la Figura 4;
En la Figura 6, una vista axial de la unidad de
bobina de inducción en estado radialmente abierto;
En las Figuras 7 y 8, cortes longitudinales
axiales por piezas de polo de la unidad de bobina de inducción para
la explicación del funcionamiento;
En la Figura 9, un corte transversal axial por
las piezas de polo para la explicación del funcionamiento;
En la Figura 10, una vista lateral de una
primera variante de una pieza de polo que se puede usar en la unidad
de bobina de inducción de la Figura 1;
En la Figura 11, un corte transversal por la
pieza de polo, visto a lo largo de una Línea XI-XI
en la Figura 10;
En la Figura 12, una vista lateral de una
segunda variante de una pieza de polo que se puede usar en la unidad
de bobina de inducción de la Figura 1;
En la Figura 13, una vista del corte de la pieza
de polo, vista a lo largo de una línea XIII-XIII en
la Figura 12;
En la Figura 14, una vista lateral de una
tercera variante de una pieza de polo que se puede usar en la unidad
de bobina de inducción de la Figura 1;
En la Figura 15, una vista del corte de la pieza
de polo, vista a lo largo de una línea XV-XV en la
Figura 14;
En la Figura 16, una vista lateral de una cuarta
variante de una pieza de polo que se puede usar en la unidad de
bobina de inducción de la Figura 1;
En la Figura 17, una vista del corte de la pieza
de polo, vista a lo largo de una línea XVII-XVII en
la Figura 16;
En la Figura 18, una vista lateral de una quinta
variante de una pieza de polo que se puede usar en la unidad de
bobina de inducción de la Figura 1;
En la Figura 19, una vista del corte de la pieza
de polo, vista a lo largo de una línea XIX-XIX en la
Figura 18;
En la Figura 20, una vista lateral parcialmente
abierta de una sexta variante de una pieza de polo que se puede
usar en la unidad de bobina de inducción de la Figura 1;
En la Figura 21, una vista del corte por la
pieza de polo, vista a lo largo de una línea XXI-XXI
en la Figura 20;
En la Figura 22, una vista del corte por una
unidad de construcción que se puede usar en la unidad de bobina de
inducción de la Figura 1 de una pieza de polo y una bobina;
En la Figura 23, una representación en
perspectiva, esquemática de una variante de la unidad de bobina de
inducción;
En la Figura 24, un corte transversal axial por
la unidad de bobina de inducción, visto a lo largo de una línea
XXIV-XXIV en la Figura 23;
En la Figura 25, un corte transversal axial por
una variante de la unidad de bobina de inducción de la Figura 23
y
En la Figura 26, un diagrama de bloques para la
explicación de un suministro de corriente supervisado por
temperatura que se puede usar en las unidades de bobina de inducción
de las Figuras 1 a 25.
Las Figuras 1 y 2 muestran una unidad de bobina
de inducción 1 con cuya ayuda se puede calentar de modo inductivo
una parte de carcasa indicada en 3 por una línea de rayas y puntos
de material eléctricamente conductor, en este documento, acero, de
un portaherramientas 5. El portaherramientas 5 esencialmente con
simetría de rotación con respecto a su eje de giro de
funcionamiento 7 tiene una abertura de alojamiento 9 céntrica con
respecto al eje de giro de funcionamiento 7 para el alojamiento de
ajuste forzado de un vástago 11 de una herramienta de rotación por
lo demás no representada, que rota durante el funcionamiento de
trabajo alrededor del eje de giro 7, a modo de ejemplo, de una
perforadora o fresadora. El vástago de herramienta 11 tiene exceso
con respecto al diámetro interno de la abertura de alojamiento
cilíndrica 9 y se aplica por contracción en la parte de carcasa 3.
Durante el calentamiento, la parte de carcasa 3 se ensancha de tal
forma que el vástago de herramienta 11 se puede introducir en la
abertura de alojamiento 9 o se puede extraer de la misma. Después
del enfriamiento, el vástago de herramienta 11 introducido en la
abertura de alojamiento 9 se sujeta con ajuste forzado en la parte
de carcasa 3. El portaherramientas 5 puede ser constituyente de un
huso de trabajo de una máquina herramienta o, en el lado opuesto
axialmente a la parte de carcasa 3, estar provisto de un
acoplamiento de huso convencional, por ejemplo, un acoplamiento de
cono inclinado o un acoplamiento de vástago hueco (acoplamiento
HSK).
La unidad de bobina de inducción 1 tiene una
cubierta 13 esencialmente anular fabricada a partir de material de
aislamiento eléctrico, que se sujeta de forma desplazable axialmente
de manera operativa de un modo no representado con más detalle en
una guía 15 de un aparato de contracción. En el ejemplo de
realización representado, la cubierta 13 está configurada como
pieza de moldeo rígida, que, para la disminución de peso, está
provista de cámaras 16 y en la que se incluyen los componentes de
la unidad de bobina de inducción 1. Sin embargo, el constituyente
de soporte de la cubierta también puede ser un anillo de masa de
moldeo, en el que, como se indica con 14, los componentes se
moldean de forma permanente, particularmente de tal forma que están
rodeados esencialmente completamente por el anillo de masa de
modelo. La cubierta 13 se puede utilizar, en un caso dado, como
"molde perdido".
La cubierta 13 rodea un anillo de culata 19
compuesto por segmentos 17 de un material de poca energía magnética,
que conduce flujo magnético, a modo de ejemplo, ferrita, que en el
lado interno del anillo de cada segmento de culata 17 en un
bolsillo 21 lleva una bobina 23 enrollada de un alambre de alta
frecuencia. Las bobinas 23 son planas con respecto a su diámetro y
se disponen con eje de bobina radial con respecto al eje de giro
11.
Cada una de las bobinas 23 rodea una pieza de
polo 25 de material de poca energía magnética, que conduce flujo
magnético, a modo de ejemplo, ferrita, que se guía de forma
desplazable en la cubierta 13, el anillo de culata 19 y, en un caso
dado, las bobinas 23 radialmente con respecto al eje de giro 7. Cada
pieza de polo 25 atraviesa la bobina 23 y se introduce en un
espacio de alojamiento 27 delimitado por las bobinas 23 para el
alojamiento de la pieza de carcasa 3 del portaherramientas 5. Como
se indica en la Figura 1 por una línea de rayas para las piezas de
polo 25 representadas en esa figura a la izquierda, las piezas de
polo 25 se pueden acercar radialmente hasta cerca del eje de giro
7, de tal forma que se pueden calentar piezas de carcasa 3 con
diámetro muy diferente, como se muestra en las Figuras 7 y 8.
Las piezas de polo 25 están configuradas como
placas planas, cuyos lados planos tienen un recorrido
respectivamente paralelo con respecto al eje de giro 7. Las piezas
de polo 25 tienen superficies terminales 29 orientadas hacia el eje
de giro 7, con las que se sitúan en contacto de línea o en un
contacto plano estrecho en sentido periférico en la superficie
periférica externa 31 de la pieza de carcasa 3. La superficie
periférica 31, como es habitual en portaherramientas
convencionales, está configurada de forma cónica y, de forma
correspondiente, las superficies terminales 29 de las piezas de
polo 25, en una primera zona 33 tienen un recorrido inclinado de
forma correspondiente al ángulo de cono de la superficie periférica
31 en el mismo sentido con respecto al eje de giro 7.
Las piezas de polo 25 se disponen con simetría
de rotación con respecto al eje de giro 7 en separaciones angulares
iguales y forman junto con el anillo de culata 19 circuitos
magnéticamente conductores, que concentran el flujo magnético
generado por las bobinas 23 durante el funcionamiento sobre la parte
de carcasa 3. Las bobinas 23 se excitan de tal forma que, como se
muestra en la Figura 9, el flujo magnético indicado por líneas de
trazo de rayas y puntos 35 en piezas de polo 25 adyacentes
respectivamente en sentido periférico tiene sentido de flujo
opuesto. De forma correspondiente está previsto un número par de
piezas de polo 25. De forma apropiada están previstas cuatro o más
piezas de polo. Ya que las piezas de polo 25 se apoyan con forma de
línea o solamente sobre una zona relativamente estrecha en sentido
periférico en la superficie periférica 31 de la parte de carcasa 3,
el flujo magnético entre piezas de polo adyacentes 25 tiene un
recorrido esencialmente en la pieza de carcasa 3. Las superficies
terminales 29 se estrechan, como muestra el corte normal al eje en
la Figura 9, con respecto al eje de giro 7, por lo que, por un
lado, disminuye la superficie de contacto, en la que se apoya cada
pieza de polo 25 en la parte de carcasa 3 y por otro lado, aumenta
la separación periférica 37 entre piezas de polo adyacentes 25 para
la disminución de posibles flujos de dispersión. Las superficies
terminales 29 pueden estar biseladas para esto con forma de cuña,
como se muestra en la Figura 9 o, sin embargo, estar redondeadas
con forma de bola de forma correspondiente a la Figura 1,
particularmente redondeadas con forma de semicírculo.
Ya que la superficie periférica 31 de la parte
de carcasa 3 es cónica, la longitud periférica de la superficie
periférica 31 disminuye en dirección hacia el estrechamiento, es
decir, hacia el lado de salida del vástago de herramienta 11. Sin
embargo, con longitud periférica decreciente también disminuye la
resistencia, que encuentra la corriente inducida en la parte de
carcasa 3 por el campo alterno magnético, que calienta la parte de
carcasa 3. Para, a pesar de esto, garantizar en dirección axial un
calentamiento lo más uniforme posible, al lado de salida de la
herramienta a la primera zona 33 de la superficie terminal 29 se une
una segunda zona 39, en la que la superficie terminal 29 tiene un
recorrido con una separación radial con respecto a la generatriz de
la superficie periférica 31, que es mayor que la separación radial
que la superficie periférica 29 de la generatriz en la primera zona
33. En el ejemplo de realización representado, la superficie
terminal 29 tiene un recorrido en la zona 39 paralelo al eje con
respecto al eje de giro 7; sin embargo, en la zona 39 también puede
tener un recorrido inclinado con respecto al eje de giro 7,
particularmente con respecto al lado de salida de la herramienta
alejándose del eje de giro 7. La Figura 7 muestra para esto las
proporciones para una parte de cubierta 3 de gran diámetro, en la
que las piezas de polo 25 se solapan completamente con la segunda
zona 39 con la superficie periférica 31 en sentido axial. La Figura
8 muestra las relaciones para una parte de cubierta 3 con menor
diámetro, que está destinada para la fijación de vástagos de
herramienta pequeños 11 y, de forma correspondiente, por norma
también se realiza axialmente corta. Para poder calentar también
piezas de carcasa 3 de diámetro pequeño sin sustitución de las
piezas de polo 25, las piezas de polo 25, hacia el lado de salida
de herramienta pueden sobresalir axialmente con la zona 39 de sus
superficies terminales 29 sin poner en riesgo que al mismo tiempo
también se caliente el vástago de la herramienta 11, lo que
dificultaría el aflojamiento de la herramienta. La zona 39 de las
superficies terminales 29 sirve para un aumento de la separación
radial de las piezas de polo 25 con respecto al eje de herramienta
11 y, por tanto, debido al recorrido de aire mayor, para el
debilitamiento de los campos de dispersión que posiblemente actúan
sobre el eje de herramienta 11.
Se ha demostrado que en la zona de los extremos
alejados entre sí axialmente de las superficies terminales 29 se
producen concentraciones mayores del flujo magnético y la parte de
carcasa 3 se calienta de forma correspondiente en estas zonas de
forma indeseada más intensamente que el resto de la parte de
carcasa. Para evitar esto, los bordes 41 ó 43 situados con
separación axialmente entre sí de las superficies terminales 29
están redondeados. La mayor separación de aire que se produce
debido a la redondez con respecto a la parte de carcasa 3 sirve
para un calentamiento más uniforme incluso en la zona de las zonas
de borde axiales de las piezas de polo 25. La redondez del borde 41
en el lado de salida de la herramienta también se puede omitir, en
un caso dado, ya que en este documento ya se contrarresta un
calentamiento excesivo por la zona 39 de la superficie terminal
29.
Como muestra del mejor modo la Figura 2, los
segmentos de culata 17 están fijados en la cubierta 13, en este
documento se enroscan en 45 y, en su lado opuesto axialmente al lado
de salida de la herramienta, tienen un collar anular 47 que
sobresale radialmente hacia el interior para el apantallamiento
magnético del espacio de alojamiento 27. En el lado opuesto
axialmente se fija con tornillos 49 una placa de apantallamiento 51
esencialmente con forma de disco anular, que apantalla el espacio de
alojamiento 27 en el lado de salida de la herramienta.
Durante el funcionamiento, el vástago de
herramienta 11 atraviesa una abertura céntrica 53 de la placa de
apantallamiento 51. Un separador 57 que se puede graduar de forma
ajustable en la cubierta 13 de un modo no representado con más
detalle con componente axial (flecha 55) sirve, por apoyo en la
superficie frontal axial de la cubierta 3, para una colocación
predeterminada reproducible de la unidad de bobina de inducción 1
con respecto a la parte de carcasa 3.
Para la simplificación del manejo, en la
cubierta 13 se aloja de forma giratoria un disco de ajuste 59 anular
de forma coaxial con respecto al eje de giro 7. El disco de ajuste
59 tiene, como muestran las Figuras 2 y 6, surcos en espiral 61 que
cruzan las piezas de polo, en las que engranan clavijas 63 que
sobresalen axialmente de las piezas de polo 25. Los surcos en
espiral 61 forman accionamientos de superficie inclinada para las
piezas de polo 25, de tal forma que por giro del disco de ajuste 59,
toda las piezas de polo 25 se pueden desplazar de forma conjunta
hacia el eje de giro 7 o alejándose del eje de giro 7. Las clavijas
63 se asientan con holgura radial en los surcos en espiral 61, de
tal forma que durante el funcionamiento, el campo magnético puede
tirar de las piezas de polo 25 con compensación de posibles
tolerancias hasta el contacto de apoyo hacia la pieza de carcasa
3.
Todos los componentes que rodean de forma anular
el eje de giro 7 de la unidad de bobina de inducción 1 están
divididos en dos mitades a lo largo de un plano de diámetro 65 que
incluye el eje de giro 7, que están unidas mediante una bisagra 67
con un eje de basculación paralelo con respecto al eje de giro 7 y
se pueden bascular entre una posición cerrada anular representada
en la Figura 1 y una posición abierta representada la Figura 6. De
este modo, la cubierta 13 está divida en dos mitades de cubierta 13'
y 13''. Los segmentos de culata 17 del anillo de culata 19 están
dispuestos de tal forma que chocan entre sí en el plano de división
65. El anillo de ajuste 59 comprende dos mitades de anillo de
ajuste 59' y 59'', de las cuales cada mitad se conduce coaxialmente
con respecto al eje de giro 7 de forma giratoria en un hombro anular
69 de muesca posterior de los segmentos de culata 17 del anillo de
culata 19 radialmente y se fija axialmente entre la cubierta 13 y
el anillo de apantallamiento 51. Finalmente, también el anillo de
apantallamiento 51 consiste en dos mitades de anillo 51' y
51''.
En el lado diametralmente opuesto a la bisagra
67, la cubierta 13 está provista de un dispositivo de acoplamiento
71, que acopla entre sí las mitades de cubierta 13' y 13'' en la
posición cerrada y que bloquea las mitades 59' y 59'' del anillo de
ajuste 59 en la posición abierta con respecto a las mitades de
cubierta 13', 13''. Como muestran del mejor modo las Figuras 3 a 5,
el dispositivo de acoplamiento 71 tiene pernos de bloqueo 73
conducidos en las mitades de cubierta 13' y 13'' paralelos al eje
con respecto al eje de giro 7, cuyas clavijas de manejo 75 salen
por ranuras angulares 77 hacia el exterior de las mitades de
cubierta 13' ó 13''. Los pernos de bloqueo 73 se pueden desplazar
de forma correspondiente manualmente entre sus posiciones terminales
axiales y se pueden bloquear por giro de las clavijas de manejo 75
en las ranuras angulares 77. En su posición terminal alejada del
anillo de ajuste 59, los pernos de bloqueo 73 engranan en aberturas
79 de placas de bloqueo 81, que están atornilladas en la respectiva
otra mitad de cubierta y que acoplan entre sí las mitades de
cubierta 13' y 13' en la posición cerrada (Figura 1).
En la posición de deslizamiento opuesta
axialmente, los pernos de bloqueo 79 dejan libres las placas de
bloqueo 81, donde, sin embargo, engranan en aberturas 83 de las
mitades de anillo de ajuste 59' ó 59'' y fijan estas mitades de
anillo de ajuste en las mitades de cubierta 13' ó 13''. La Figura 3
muestra por motivos de explicación el perno de bloqueo 73 de la
mitad de cubierta 13' en la posición que acopla la cubierta 13,
mientras que el perno de bloqueo 73 de la mitad de cubierta 13''
fija con resistencia al giro la mitad de anillo de ajuste 59'' en
la mitad de cubierta 13''.
Los diferentes tipos de portaherramientas pueden
tener diferentes ángulos de cono de sus partes de carcasa. Para el
contacto de línea pretendido de las piezas de polo 25, por lo tanto,
en un caso dado, también se tiene que adaptar el ángulo de
inclinación de la superficie terminal 29 en la zona 23 al ángulo de
cono de la superficie periférica 31. En el ejemplo de realización
explicado mediante las Figuras 1 a 6, el conjunto de piezas de polo
25 se puede extraer radialmente de la cubierta 13 y sustituir por
otro conjunto de piezas de polo con inclinación modificada de la
superficie terminal 29. Para poder sustituir las piezas de polo 25
sin despiece de la unidad de bobina de inducción 1, los surcos en
espiral 61, en uno de sus extremos, en este documento sus extremos
externos radiales, tienen una salida 85 abierta hacia la periferia
del anillo de ajuste 59, que deja libres las clavijas 63 durante la
extracción de las piezas de polo 25 (Figura 6). La salida 85 se
extiende radialmente o en sentido opuesto hacia el surco de espiral
61 que se une a la misma, para evitar que las piezas de polo 25 ya
queden libres por el giro del anillo de ajuste 59. Se entiende que
la salida 85 también se puede proporcionar alternativamente o
adicionalmente a la periferia interna del anillo de ajuste 59, de
tal forma que las piezas de polo 25 se pueden extraer radialmente
hacia el interior.
El separador 57 ajustable sirve para que las
piezas de polo 25 que se pueden graduar radialmente se orienten
axialmente con respecto a la zona de fijación del vástago de
herramienta 11 de la parte de carcasa 3. Habitualmente, la anchura
radial del extremo frontal libre de la parte de carcasa 3 también
disminuye con diámetro decreciente del vástago de herramienta 11.
Además de esto, habitualmente, la longitud de fijación axial de la
parte de carcasa 3 se acorta con diámetro decreciente del vástago
de herramienta 11. Para tener esto en cuenta, de forma apropiada,
el separador 57 se puede graduar de forma inclinada con respecto al
eje de giro 7.
Con ayuda del anillo de ajuste 59, las piezas de
polo 25 se pueden graduar radialmente de forma conjunta. Para
simplificar también el ajuste del separador 57, el mismo está
acoplado de forma forzosa de forma apropiada por un mecanismo de
graduación, a modo de ejemplo, un mecanismo de palanca o un
mecanismo de superficie inclinada con al menos una de las piezas de
polo 25 o con el anillo de ajuste 59, de tal forma que durante el
movimiento de graduación radial de las piezas de polo 25 al mismo
tiempo también se ajusta de forma adecuada el separador 57.
Habitualmente, el portaherramientas 5, después
de la aplicación o extracción por contracción de la herramienta se
transfiere a un puesto de refrigeración separado, en el que se
enfría hasta la temperatura ambiente. La transferencia al puesto de
refrigeración puede omitirse cuando, como se muestra en la Figura 2,
en la zona del espacio de alojamiento 27 se dispone al menos una
boquilla 86 orientada sobre la parte de carcasa 3, preferiblemente
varias de estas boquillas distribuidas en sentido periférico, que
dirigen un chorro de refrigerante 88, por ejemplo, un chorro de
agua de refrigeración o un chorro de aire de refrigeración a la
parte de carcasa 3.
A continuación se explican variantes de la
unidad de bobina de inducción o componentes individuales de la
misma. Siempre que en este punto y en lo sucesivo se haga referencia
a componentes ya explicados, los componentes se indican con las
mismas referencias y se proporcionan letras para la diferenciación.
Se hace referencia a la descripción precedente incluyendo la
descripción de posibles variantes. Se señala que las características
de los ejemplos de realización individuales se pueden combinar
entre sí.
En la configuración que se ha explicado
anteriormente de la unidad de bobina de inducción, para la
adaptación a diferentes contornos de las partes de carcasa del
portaherramientas, las piezas de polo se sustituyen de forma
completa. Las Figuras 10 y 11 muestran una pieza de polo 25a, que en
su extremo orientado hacia el eje de giro lleva de forma
intercambiable una pieza terminal 87 que forma la superficie
terminal 29a con sus zonas 33a y 39a. De varios conjuntos de tales
piezas terminales 87 con ángulos de inclinación respectivamente
diferentes de la superficie terminal 29a se puede seleccionar
entonces el conjunto de piezas terminales, cuyo ángulo de
inclinación está adaptado al ángulo de cono de la parte de carcasa
del portaherramientas. Las piezas terminales 87, en el ejemplo de
realización representado, están unidas con una guía de deslizamiento
que tiene un recorrido longitudinal a lo largo del eje de giro en
forma de una guía de listón-surco 89 con muesca
posterior con la pieza de polo 25a.
Las Figuras 12 y 13 muestran una pieza de polo
25b, en la que la pieza terminal 87b que forma en la primera zona
33b de la superficie terminal 29b se aloja de forma que puede
bascular en la pieza de polo 25b mediante un eje 91 que tiene un
recorrido tangencial con respecto al eje de giro. La pieza terminal
87 se asienta en un bolsillo 93 formado por la pieza de polo 25b,
que guía la pieza terminal 87. De forma correspondiente a la pieza
de polo 25a, también la pieza de polo 25b tiene en su totalidad
esencialmente la forma de una placa.
Las Figuras 14 y 15 muestran, a diferencia a la
pieza de polo 25b, en la que la segunda zona 39b de la superficie
terminal 29b está unida firmemente con la pieza de polo 25b, una
pieza de polo 25c, cuya pieza terminal 87c que forma la superficie
terminal 29c se extiende por toda la anchura axial de la pieza de
polo 25c y, a su vez, está unida con la pieza de polo 25b de forma
basculante en un eje 91c que tiene un recorrido tangencial con
respecto al eje de giro. La pieza terminal 87c tiene una sección de
cola 95 que engrana en un bolsillo 93c de la pieza de polo 25c.
Las Figuras 16 y 17 muestran una pieza de polo
25d con una cámara 99 limitada por paredes laterales 97, abierta
hacia la superficie terminal 29d, en la que se guían de forma
radialmente desplazable una pila de piezas terminales 87d de forma
desplazable radialmente con respecto al eje de giro. Las piezas
terminales 87d forman subzonas de la superficie terminal 29d y se
pretensan con resortes 101 con respecto al eje de giro, de tal forma
que se pueden apoyar de forma automática a la superficie periférica
cónica 31 de la parte de carcasa 3 del portaherramientas 5. De
forma radialmente opuesta a las secciones de superficies terminales
29d, las piezas terminales 87d llevan cabezales 103 que evitan que
las piezas terminales 87d se expulsen de la cámara 99. Los resortes
101 consisten en material no magnético, preferiblemente tampoco
eléctricamente conductor, por ejemplo, un material de plástico
elástico resistente al calor, o también se pueden omitir
completamente, ya que las piezas terminales 87d se acercan por el
campo magnético a la parte de carcasa. Las secciones de superficies
terminales 29d tienen un recorrido paralelo con respecto al eje de
giro y sirven para una aproximación gradual de la superficie
periférica cónica de la parte de carcasa.
Las Figuras 18 y 19 muestran un pieza de polo
25e, que se diferencia de la pieza de polo 25d' de las Figuras 16 y
17 esencialmente solamente por el tipo de las piezas terminales 87e
que forman las secciones de superficies terminales 29e, dispuestas
en forma de una pila. La pila de las piezas terminales 87e móviles
radialmente con respecto al eje de giro se asienta en una cámara
99e delimitada axialmente por salientes ahorquillados 105, donde
las piezas terminales 87e, entre sí y con respecto a los salientes
ahorquillados 105, se conducen de forma desplazable radialmente
relativamente entre sí por nervios de guía de respectivamente una
pieza que engranan radialmente en surcos de guía 107 de
respectivamente la otra pieza. Los nervios de guía 109 que engranan
en los surcos de guía 107 conducen las partes tangencialmente con
respecto al eje de giro. Las piezas terminales 87e están
pretensadas, a su vez, por resortes 101e, que en este documento, en
un caso dado, también se pueden omitir.
Las Figuras 20 y 21 muestran una variante
adicional de una pieza de polo 25f con una pluralidad de piezas
terminales 87f cilíndricas, dispuestas de forma adyacente en el
sentido del eje de giro, que se conducen de forma desplazable en
perforaciones radiales 111 y, en un caso dado, están cargadas por
resortes 101f hacia el eje de giro. Los extremos que salen de las
perforaciones 111 de las piezas terminales 87f forman la superficie
terminal 29f.
En la variante explicada mediante las Figuras 1
a 6 de la unidad de bobina de inducción 1, las bobinas 23 se
sujetan en el anillo de culata 19. La Figura 22 muestra una variante
de una pieza de polo 25g., cuya superficie terminal 29g se
configura de forma correspondiente a la realización de las Figuras 1
a 6. Sin embargo, las bobinas 23g asignadas a las piezas de polo
25g no se proporcionan en el anillo de culata también presente en
este caso, atravesado por las piezas de polo 25g, sino que forman
junto con la pieza de polo 25g una unidad de construcción que se
puede desplazar radialmente. En el ejemplo de realización
representado, el arrollamiento que rodea la pieza de polo 25g de la
bobina 23g se asienta en escotaduras 113. El arrollamiento de la
bobina 23g puede cerrarse por todos los lados con igualdad de
contorno con la pieza de polo 25g o sobresalir completamente o
parcialmente por su contorno periférico.
En las variantes que se han explicado
anteriormente de la unidad de bobina de inducción, las piezas de
polo que se pueden llevar hasta contacto de apoyo con forma de
línea con respecto a la parte de carcasa del portaherramientas
están configuradas como piezas de polo que se pueden desplazar
radialmente con respecto a un anillo de culata. Las Figuras 23 y 24
muestran una variante de una unidad de bobina de inducción 1h, cuyas
piezas de polo 25h, como placas de pared esencialmente planas,
forman un anillo de culata 19h con forma de pirámide truncada que
rodea el espacio de alojamiento 27h para la parte de carcasa 3h. Las
placas de pared 25h forman con sus superficies de pared internas
29h la superficie terminal de las piezas de polo y se apoyan con las
superficies de pared internas 29h en un contacto de apoyo al menos
aproximadamente con forma de línea en la superficie periférica
externa con forma de cono de la parte de carcasa. Las bobinas 23h
asignadas a las placas de pared 25h se disponen en las zonas de
esquina en el lado interno del anillo de culata 19h con forma de
pirámide, donde, en un caso dado, engranan en escotaduras anulares
de las placas de pared 25h. Se entiende que también el anillo de
culata 19h con forma de pirámide se puede dividir, en un caso dado,
en una superficie diagonal que contiene el eje de giro 7, como se
ha explicado mediante la Figura 6.
La Figura 25 muestra una variante 1i de la
unidad de bobina de inducción de las Figuras 23 y 24, que se
diferencia de esta unidad esencialmente solamente porque las placas
de pared 25i que forman las piezas de polo, para la adaptación al
diámetro de la parte de carcasa 3i, se pueden desplazar
tangencialmente y/o radialmente con respecto al eje de giro, como
se indica por las flechas 115. Para la adaptación de la inclinación
de las placas de pared 25i al ángulo de cono de la parte de carcasa
3i, las placas de pared 25i se pueden realizar de forma que se
pueden inclinar con respecto al eje de giro 7i de forma
correspondiente a las flechas 117.
En las realizaciones que se han explicado
anteriormente de la unidad de bobina de inducción, las piezas de
polo durante el funcionamiento se apoyan en la superficie periférica
externa de la parte de carcasa del portaherramientas en contacto de
apoyo o están estrechamente adyacentes a la superficie periférica.
Esta circunstancia se puede utilizar, como muestra la Figura 2,
para disponer en la superficie terminal 29 determinada para el
contacto de apoyo de la pieza de polo 25 un sensor de temperatura
119, a modo de ejemplo, en una escotadura 121 abierta hacia la
superficie terminal 29 de la pieza de polo 25. Entonces, el sensor
de temperatura 119, pretensado elásticamente en un caso dado de
manera operativa, puede llegar a contacto de apoyo directo con la
superficie periférica 31 de la parte de carcasa, lo que permite una
medición de temperatura muy exacta en la superficie de la parte de
carcasa 3.
La Figura 26 muestra esquemáticamente un
diagrama modular eléctrico de la unidad de bobina de inducción, en
el que las bobinas de inducción 23 están conectadas a un generador
de corriente alterna 123, conectadas entre sí completamente en
paralelo. El generador de corriente alterna 123 responde al sensor
de temperatura 119 y desconecta la corriente de bobina de las
bobinas 23, en cuanto la superficie periférica 31 de la parte de
carcasa 3 haya alcanzado una temperatura predeterminada suficiente
para el proceso de ensanchamiento. Se entiende que se pueden
proporcionar en un caso dado varios sensores de temperatura de este
tipo distribuidas en sentido axial y/o en sentido periférico. Las
bobinas, por motivos de simetría, están arrolladas en el mismo
sentido en su totalidad con respecto al sentido de radio, donde por
la polaridad de sus conexiones se garantiza el sentido del flujo
magnético alterno en sentido periférico, como ya se ha explicado
mediante la Figura 9.
Alternativamente o adicionalmente a la función
de desconexión dependiente de la temperatura que se ha explicado
anteriormente del generador de corriente alterna 123 se puede
proporcionar un equipo de aviso 125 que responde al sensor de
temperatura 119, que, al alcanzar o superar la temperatura
predeterminada, emite una señal de aviso óptica o/y acústica para
la finalización manual del funcionamiento de calefacción.
Alternativamente o también adicionalmente se puede proporcionar un
equipo de indicación 127 conectado al sensor de temperatura 119,
que muestra numéricamente el valor de temperatura actual detectado,
por ejemplo, en una pantalla.
Habitualmente, la potencia y/o la intensidad de
corriente de salida y/o la duración de la excitación de bobina en
el generador de corriente alterna 123 se preajustan de forma
correspondiente al portaherramientas a calentar, ya que la energía
necesaria para el calentamiento de un portaherramientas con diámetro
reducido es menor que para un portaherramientas de gran diámetro.
Para poder controlar de forma automática el generador de corriente
alterna 123, el mismo responde a un sensor de recorrido 129, que
detecta la posición radial de al menos una de las piezas de polo
25. La posición radial de la pieza de polo 25 es una medida para la
energía necesaria para el calentamiento del portaherramientas. Se
entiende que el sensor de recorrido 129 también puede detectar la
posición de giro del anillo de ajuste 59, como se indica en la
Figura 2 con 129'. Particularmente, en la variante que se ha
mencionado en último lugar, el sensor de recorrido 129' puede
detectar la posición en la periferia externa del anillo de ajuste
59 con respecto a un recorrido de ajuste relativamente grande.
Se entiende que la disposición de conexión de la
Figura 26 también se puede utilizar en las demás realizaciones que
se han descrito anteriormente de la unidad de bobina de
inducción.
Claims (49)
1. Unidad de bobina de inducción para el
calentamiento de un elemento estructural (3) con simetría de
rotación con respecto a un eje (7) de material eléctricamente
conductor, particularmente una parte de carcasa, que, en una
abertura de alojamiento (9) céntrica con respecto al eje, sujeta un
objeto extendido en ajuste forzado, preferiblemente para el
calentamiento de la parte de carcasa de un portaherramientas (5),
que en su abertura de alojamiento (9) céntrica con respecto al eje
de giro sujeta en ajuste forzado un vástago de una herramienta de
rotación (11), particularmente de una herramienta de perforación y
fresado, que comprende:
- -
- un espacio de alojamiento (27) céntrico con respecto al eje (7) para el elemento estructural (3),
- -
- un número particularmente par con separaciones angulares iguales de piezas de polo (25) dispuestas distribuidas alrededor del eje (7) de un material con propiedades de poca energía magnética, que conducen flujo magnético,
- -
- varias bobinas (23) que se pueden alimentar con corriente alterna para la generación de flujos magnéticos en las piezas de polo (25), de tal forma que el flujo magnético en piezas de polo (25) adyacentes en sentido periférico tiene sentido opuesto,
caracterizada porque las piezas de polo
(25) del eje (7) tienen superficies terminales (29) orientadas
radialmente, que en la mayor parte de su altura axial, en una
primera zona (33) a lo largo de la generatriz de una superficie
periférica externa (31) del elemento estructural (33) se pueden
llevar a contacto de apoyo con forma de línea o forma de plano o
prácticamente hasta un contacto de apoyo de este tipo con la
superficie periférica externa (31) del elemento estructural
(3),
y porque al menos en axialmente un lado de la
primera zona (33) de al menos una de las superficies terminales
(29), particularmente de cada una de las superficies terminales (29)
a la primera zona (33) se une una segunda zona (39), en la que la
superficie terminal (29) tiene un recorrido con mayor separación
radial de la generatriz de la superficie periférica externa (31)
que en la primera zona (33).
2. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
la reivindicación 1, caracterizada porque la superficie
terminal (29) en la segunda zona (39) tiene un recorrido inclinado
hacia la generatriz de la superficie periférica (31), donde la
separación radial de la generatriz aumenta con separación axial
creciente de la primera zona (33).
3. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
la reivindicación 2, caracterizada porque la generatriz
define una superficie periférica con forma de cono del elemento
estructural (3) y las superficies terminales (29) en la primera
zona (33) están inclinadas en el mismo sentido con respecto al eje
(7) y porque la segunda zona (39) de las superficies terminales
(29) se une en el lado del de menor diámetro de la primera zona
(33).
4. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el
elemento estructural está configurado como parte de carcasa (3) que
aloja el vástago de una herramienta de rotación (3) en la abertura
de alojamiento (9) céntrica con respecto al eje de giro (7) en
ajuste forzado de un portaherramientas (5) y la segunda zona (39)
se proporciona en el lado adyacente al lado de salida de
herramienta de la parte de carcasa (3) de la primera zona (33).
5. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la
superficie terminal (29) orientada radialmente hacia el eje (7) de
cada pieza de polo (25), en uno de sus extremos axiales o en ambos
extremos axiales tiene una sección de superficie de borde (41, 43)
que se aleja del eje (7), particularmente redondeada.
6. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
la reivindicación 5, caracterizada porque el elemento
estructural está configurado como parte de carcasa (3) que aloja el
vástago de una herramienta de rotación (11) en la abertura de
alojamiento (9) de forma céntrica con respecto al eje de giro (7) en
ajuste forzado de un portaherramientas (5) y la sección de
superficie de borde (41, 43) que se aleja del eje de giro (7) se
proporciona al menos en el extremo alejado axialmente del lado de
salida de herramienta de la superficie terminal (29).
7. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque las
piezas de polo (25) tienen la forma de discos planos, cuyos lados
planos tienen un recorrido esencialmente paralelo con respecto al
eje (7) y cuyas superficies terminales (29) orientadas radialmente
hacia el eje (7), en la mayor parte de su altura axial se pueden
llevar a contacto de apoyo con forma de línea o con forma de plano
o prácticamente hasta un contacto de apoyo de este tipo con la
superficie periférica externa (31) del elemento estructural
(3).
8. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
una de las reivindicaciones 1 a 7,
caracterizada porque la superficie
terminal (29) orientada hacia el eje (7) de cada pieza de polo (25)
se estrecha al menos en su zona de contacto de apoyo (33) hacia el
eje (7).
9. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
la reivindicación 8,
caracterizada porque la superficie
terminal (29) está redondeada de forma convexa en la zona de
contacto de apoyo (33), particularmente está redondeada con forma
de cilindro de círculo parcial.
10. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
la reivindicación 8,
caracterizada porque la superficie
terminal (29) se estrecha con forma de cuña en la zona de contacto
de apoyo (33).
11. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
una de las reivindicaciones 1 a 10,
caracterizada porque las piezas de polo
(25) se pueden desplazar radialmente con respecto a un anillo de
culata (19) que rodea el espacio de alojamiento (27) de forma
concéntrica con respecto al eje (7) de material de poca energía
magnética, que conduce flujo magnético y las bobinas (23) se
disponen radialmente en el interior del anillo de culata (19).
12. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
la reivindicación 11,
caracterizada porque a cada pieza de polo
(25) se asigna una bobina separada (23), que rodea su pieza de polo
(25).
13. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
la reivindicación 12,
caracterizada porque el anillo de culata
(19) está compuesto por segmentos (17).
14. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
una de las reivindicaciones 11 a 13,
caracterizada porque las piezas de polo
(25) atraviesan de forma desplazable aberturas del anillo de culata
(19).
15. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
una de las reivindicaciones 11 a 14, caracterizada porque el
anillo de culata (19) cubre por todos los lados las superficies
frontales orientadas al mismo, axiales, de las bobinas (23).
16. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
una de las reivindicaciones 11 a 15,
caracterizada porque cada bobina (23)
engrana en un bolsillo (21) introducido radialmente en el anillo de
culata (19) al menos por una parte de su altura axial de bobina.
17. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
una de las reivindicaciones 11 a 16,
caracterizada porque cada bobina (23g)
está aunada hasta formar una unidad de construcción desplazable con
la pieza de polo (25g) rodeada por la misma.
18. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
una de las reivindicaciones 11 a 16,
caracterizada porque el anillo de culata
(19) y las bobinas (23) se fijan en una cubierta anular (13) de
material eléctricamente aislante.
19. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
la reivindicación 18,
caracterizada porque la cubierta
comprende un anillo moldeado en el anillo de culata y las bobinas,
que rodea al menos las bobinas, de masa de moldeo de plástico.
20. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
una de las reivindicaciones 11 a 19,
caracterizada porque el anillo de culata
(19), en al menos uno de sus lados frontales, particularmente en
ambos lados frontales, lleva un disco anular (51) provisto de una
abertura de paso céntrica (23) para el elemento estructural (3) de
material de poca energía magnética, que conduce flujo magnético con
separación axial con respecto a las piezas de polo (25).
21. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
una de las reivindicaciones 1 a 20,
caracterizada porque las piezas de polo
(25) se guían de forma desplazable radialmente con respecto a una
cubierta (13) que rodea de forma anular el espacio de alojamiento
(27) y están acopladas con un anillo de ajuste (59) guiado de forma
coaxial con respecto al eje (7) con movimiento de giro en una guía
anular (69) que rodea el espacio de alojamiento (27) de la cubierta
(13), de tal forma que con un movimiento de giro del anillo de
ajuste (59), las piezas de polo (25) realizan de forma conjunta un
movimiento de desplazamiento radial.
22. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
una de las reivindicaciones 1 a 21, caracterizada porque la
cubierta (13) está dividida en dos grupos de construcción móviles
relativamente entre sí para la abertura radial del espacio de
alojamiento (27) radialmente con respecto al eje (7),
particularmente en mitades, y porque un dispositivo de acoplamiento
(71) une entre sí los grupos de construcción de forma
desmontable.
23. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
una de las reivindicaciones 1 a 20, caracterizada porque las
piezas de polo (25) se guían de forma desplazable radialmente con
respecto a una cubierta (13) que rodea de forma anular el espacio
de alojamiento (27) y se acoplan con un anillo de ajuste (59) que se
guía coaxialmente con respecto al eje (7) con movimiento de giro en
una guía anular (69) que rodea el espacio de alojamiento (27) de la
cubierta (13), de tal forma que con un movimiento de giro del anillo
de ajuste (59), las piezas de polo (25) realizan de forma conjunta
un movimiento de desplazamiento radial,
porque la cubierta (13) incluyendo el anillo de
ajuste (59) guiado de forma giratoria coaxialmente en la misma se
divide en dos grupos de construcción móviles relativamente entre sí
para la abertura radial del espacio de alojamiento (27) radialmente
con respecto al eje (7), particularmente en mitades,
y porque un equipo de acoplamiento (71) une los
grupos de construcción de forma desmontable de manera operativa.
24. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
la reivindicación 23,
caracterizada porque la cubierta (13)
comprende dos segmentos de cubierta (13', 13'') que se unen de forma
abatible entre sí mediante una bisagra (67) radialmente con
respecto al eje (7), de los cuales cada uno lleva un segmento del
anillo de ajuste (59) dividido en dos segmentos de anillo de ajuste
(59', 59'') de forma giratoria para sí, sin embargo, fijado de
forma radial,
y porque el dispositivo de acoplamiento (71) en
una primera posición une los segmentos de cubierta (13', 13'')
entre sí y deja libres los segmentos de anillo de ajuste (59', 59'')
para un movimiento de giro y en una segunda posición, deja libres
los segmentos de cubierta (13', 13'') para la abertura del espacio
de alojamiento (27) y fija los segmentos de anillo de ajuste (59',
59'') con resistencia al giro en los segmentos de cubierta (13',
13'').
25. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
la reivindicación 24,
caracterizada porque el dispositivo de
acoplamiento (71) presenta respectivamente una pieza de bloqueo (73)
móvil entre ambas posiciones en cada uno de los segmentos de
cubierta (13', 13'').
26. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
la reivindicación 25,
caracterizada porque las piezas de
bloqueo (73) se realizan como pasadores deslizantes que se pueden
desplazar paralelos al eje con respecto al eje (7) en los segmentos
de cubierta (13', 13'') entre las dos posiciones.
27. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
una de las reivindicaciones 23 a 26,
caracterizada porque el anillo de ajuste
(59) presenta guías en espiral (61) que interaccionan con órganos
de acoplamiento (63) de las piezas de polo (25), que transforman el
movimiento de giro del anillo de ajuste (59) en un movimiento
deslizante radial común de las piezas de polo (25).
28. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
la reivindicación 27,
caracterizada porque las guías en espiral
(61) desembocan en la periferia del anillo de ajuste (59),
particularmente su periferia externa y las piezas de polo (25) se
conducen de forma que se pueden extraer radialmente en la cubierta
(13).
29. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
una de las reivindicaciones 1 a 28,
caracterizada porque las piezas de polo
(25) tienen al menos en la mayor parte de su altura axial
superficies terminales (29) orientadas radialmente al eje (7), que
se pueden llevar hasta contacto de apoyo con forma de línea o con
forma de plano o prácticamente hasta un contacto de apoyo de este
tipo con la superficie periférica externa (31) del elemento
estructural (3), donde el contorno de la superficie terminal (29) se
puede modificar de forma operativa.
30. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
la reivindicación 29,
caracterizada porque la superficie
terminal (29b, c) se proporciona en una pieza terminal (87b, c)
sujeta de forma basculante en la pieza de polo (25b, c) en un eje
de basculación (91, 91c) que tiene un recorrido tangencial con
respecto al eje de giro.
\newpage
31. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
la reivindicación 29,
caracterizada porque la superficie
terminal (29a) se proporciona en una pieza terminal (87) sujeta de
forma intercambiable de manera operativa en la pieza de polo
(25a).
32. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
la reivindicación 29,
caracterizada porque la pieza de polo
(25d, e, f) comprende varias piezas terminales (87d, e, f) que se
pueden desplazar radialmente entre sí con respecto al eje (7),
cuyas superficies frontales (29d, e, f) orientadas radialmente
hacia el eje (7) forman de forma conjunta la superficie terminal de
la pieza de polo (25d, e, f).
33. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
la reivindicación 32,
caracterizada porque las piezas
terminales (87d, e, f) se guían de forma radialmente móvil en la
pieza de polo (25d, e, f) y/o entre sí.
34. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
la reivindicación 33,
caracterizada porque las piezas
terminales (87d, e) se agrupan hasta un pila guiada de forma
radialmente móvil en la pieza de polo (25d, e) y se guían de forma
radialmente móvil entre sí en la pila.
35. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
la reivindicación 33,
caracterizada porque las piezas
terminales (87f) tienen esencialmente forma cilíndrica y se guían
radialmente móviles en aberturas radiales (111), particularmente
perforaciones en la pieza de polo (25f).
36. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
la reivindicación 29, caracterizada porque en la cubierta se
aloja un anillo de ajuste (59) de forma coaxial con respecto al eje
(7), porque el anillo de ajuste (59) presenta guías en espiral (61)
que interaccionan con órganos de acoplamiento (63) de las piezas de
polo, que transforman el movimiento de giro del anillo de ajuste
(59) en un movimiento de ajuste radial común de las piezas de polo
(25) y porque las guías en espiral (61) desembocan en la periferia
del anillo de ajuste (59), particularmente en su periferia externa
y las piezas de polo (25) se conducen de forma que se pueden extraer
radialmente en la cubierta (13).
37. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
una de las reivindicaciones 1 a 6,
caracterizada porque las piezas de polo
forman superficies (25h, i) esencialmente planas de un anillo de
culata (19h) con forma de pirámide truncada que rodea el espacio de
alojamiento (27h), donde las placas de pared (25h, i) se pueden
llevar con sus superficies de pared (29h, i) internas que forman las
superficies terminales de las piezas de polo hasta un contacto de
apoyo al menos aproximadamente con forma de línea o prácticamente
hasta un contacto de apoyo de este tipo con la superficie periférica
externa, con forma de cono del elemento estructural (3h, i).
38. Unidad de bobina de inducción de acuerdo la
reivindicación 37,
caracterizada porque las placas de pared
(25i), para la adaptación al diámetro del elemento estructural (3i),
se guían de forma desplazable de manera tangencial y/o radial con
respecto al eje (7i) y/o para la adaptación al ángulo de cono del
elemento estructural (3i), se guían de forma que se pueden inclinar
con respecto al eje (7i).
39. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
una de las reivindicaciones 1 a 38,
caracterizada porque en la superficie
terminal (29) que se puede llevar hasta contacto de apoyo o
prácticamente hasta contacto de apoyo con la superficie periférica
externa (31) del elemento estructural (3) o cerca de esta
superficie terminal de al menos una de las piezas de polo (25) se
dispone al menos un sensor de temperatura (119) que se puede llevar
hasta un contacto de apoyo directo con la superficie periférica.
40. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
la reivindicación 39, caracterizada porque las bobinas (23)
están conectadas a un generador (123) que suministra corriente
alterna,
y porque el generador (123) responde al sensor
de temperatura (119) y desconecta la corriente alterna, cuando el
sensor de temperatura (119) detecta una temperatura igual o superior
a una temperatura predeterminada.
41. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
la reivindicación 39 ó 40, caracterizada porque se
proporciona una disposición de señalización (125) que responde al
sensor de temperatura (119), que genera una señal óptica o/y
acústica, cuando el sensor de temperatura (119) detecta una
temperatura igual o superior a una temperatura predeterminada.
42. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
una de las reivindicaciones 39 a 41, caracterizada porque se
proporciona una disposición de indicación (127) que responda al
sensor de temperatura (119), que indica el valor de la temperatura
detectada por el sensor de temperatura (119).
43. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
una de las reivindicaciones 1 a 42, caracterizada porque el
elemento estructural está configurado como una pieza de carcasa (3)
que aloja el vástago de una herramienta de rotación (11) en la
abertura de alojamiento (9) céntrica con respecto al eje de giro (7)
en ajuste forzado de un portaherramientas (5),
porque las piezas de polo (25) se guían de forma
desplazable en una cubierta (13) que rodea con forma anular el
espacio de alojamiento (27) y
porque en la cubierta (13) se guía un separador
(57) ajustable de forma móvil en sentido axial y/o radial.
44. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
la reivindicación 43, caracterizada porque las piezas de
polo (25) y el separador (57) están acoplados de forma forzada entre
sí para un movimiento común.
45. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
una de las reivindicaciones 1 a 44,
caracterizada porque las piezas de polo
(25) se guían de forma desplazable en una cubierta (13) que rodea
con forma anular el espacio de alojamiento (27) y/o en la cubierta
(13) se guía un elemento de tope móvil en sentido axial y/o radial,
particularmente un separador ajustable móvil (57), que durante el
funcionamiento está destinado para el apoyo en el elemento
estructural (3) a calentar, porque al menos a una de las piezas de
polo y/o al elemento de tope y/o a una pieza de construcción
acoplada de forma forzosa con al menos uno de estos componentes se
asigna un sensor de recorrido (129) que detecta la posición de la
pieza de polo (25) o del elemento de tope o de la pieza de
construcción con respecto a la cubierta (13) y
porque las bobinas (23) están conectadas a un
generador (123) que suministra la corriente alterna, que responde
al sensor de recorrido (129), cuya potencia y/o intensidad de
corriente de la corriente alterna suministrada y/o periodo de
tiempo del suministro de corriente se pueden controlar dependiendo
de la posición detectada.
46. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
una de las reivindicaciones 1 a 45,
caracterizada porque todas las bobinas
(23) están conectadas entre sí en paralelo.
47. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
una de las reivindicaciones 1 a 46,
caracterizada porque todas las bobinas
(23) con respecto al sentido radial están arrolladas en el mismo
sentido y tienen el mismo número de espiras.
48. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
una de las reivindicaciones 1 a 47,
caracterizada porque se proporcionan al
menos cuatro piezas de polo (25) distribuidas en sentido periférico,
a cada una de las cuales se asigna una bobina separada (23).
49. Unidad de bobina de inducción de acuerdo con
una de las reivindicaciones 1 a 48,
caracterizada porque en la zona del
espacio de alojamiento (27) se proporciona al menos una boquilla
(86) orientada hacia el elemento estructural (3) para el suministro
de refrigerante, particularmente agua de refrigeración o aire de
refrigeración.
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