ES2332906T3 - Dispositivo de retraccion para un porta-herramientas. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de retracción para al menos un porta-herramientas (3) que retiene en asiento a presión una herramienta de rotación en un orificio de alojamiento central (11), con un dispositivo de calefacción (15, 18) configurado como dispositivo de calefacción por inducción para la dilatación térmica del porta-herramientas (3) en la zona del orificio de alojamiento (11), en el que el dispositivo de calefacción por inducción (15, 18) presenta una unidad de bobinas de inducción (15) con una bobina de inducción (21) que se puede colocar para la dilatación térmica esencialmente concéntrica sobre la zona del orificio de alojamiento (11) del porta-herramientas, caracterizado porque la unidad de bobinas de inducción presenta una disposición de yugo (101) de material ferromagnético que se extiende axialmente a lo largo de la periferia exterior de la bobina de inducción (21) y radialmente a lo largo de al menos una de las dos superficies extremas axiales de la bobina de inducción (21), en el que la zona de la disposición de yugo (101) colocada adyacente al extremo de inserción de la herramienta y/o alejada del extremo de inserción de la herramienta presenta varios elementos de yugo (109) de material ferromagnético que se proyectan hacia dentro radialmente sobre la periferia interior de la bobina de inducción (21) y que están guiados móviles relativamente entre sí, cuyo saliente radial es variable sobre la periferia interior de la bobina de inducción (21) en el funcionamiento, y porque los elementos de yugo (109; 109c, d) se solapan entre sí en la dirección circunferencial y se pueden desplazar relativamente entre sí radialmente a la bobina de inducción (21) o están guiados de forma giratoria alrededor de ejes de giro (119; 119a) que se extienden paralelos al eje de la bobina de inducción (21).
Description
Dispositivo de retracción para un
porta-herramientas.
La invención se refiere a un dispositivo de
retracción para al menos un porta-herramientas que
retiene en asiento a presión una herramienta de rotación en un
orificio de alojamiento central.
Se conocen, por ejemplo a partir de los
documentos WO94/07646 A1 o EP 0 830 917 A1 o DE 298 20 838 U1,
porta-herramientas, que retienen el mando de una
herramienta de rotación, por ejemplo de una taladradora o de una
fresadora o similar en asiento a presión en un orificio de
alojamiento central, y se ensanchan en la zona de este orificio de
alojamiento a través de calentamiento, para poder insertar o extraer
el mango de la herramienta. Como fuente de calor puede servir un
manguito calefactor de resistencia eléctrica, que se coloca en
contacto de apoyo con el porta-herramientas, o una
llama de gas. Especialmente adecuadas son bobinas de inducción
alimentadas con corriente alterna o con corriente continua
pulsátil, que se colocan centradas sobre la zona a calentar del
porta-herramientas e inducen corrientes parásitas
transformadoras en el porta-herramientas, como se
conoce por ejemplo, a partir del documento FR 2 768 071 A. Tales
instalaciones de calefacción por inducción tienen la ventaja de que
el porta-herramientas no tiene que estar en contacto
con la bobina para el proceso de calentamiento.
Para dilataciones térmicas suficientemente
grandes, el porta-herramientas debe calentarse a
varios 100ºC, por ejemplo entre 250ºC y 350ºC. Con medios
calefactores suficientemente potentes, se puede mantener la fase
recalentamiento del proceso de retracción relativamente corta, con
lo que se puede evitar también un sobrecalentamiento del
porta-herramientas o, en cambio, de la herramienta.
La fase de refrigeración del porta-herramientas en
los dispositivos de retracción convencionales es, sin embargo,
comparativamente larga. Así, por ejemplo, para la aceleración de la
fase de refrigeración, se conoce colocar sobre el
porta-herramientas un cuerpo de refrigeración y
exponer este cuerpo de refrigeración a la corriente de aire generada
por un soplante. A pesar de la refrigeración del aire, la fase de
refrigeración del proceso de retracción dura, sin embargo, siempre
todavía varios minutos.
Se conoce a partir del documento FR 1 524 221
disponer en la periferia de una bobina de inducción varios yugos en
forma de U de material magnetizable, que solapan radialmente con sus
brazos la bobina en el lado frontal. La bobina alimentada con
corriente alterna permite el calentamiento inductivo de segmentos de
cojinete retraídos sobre un árbol, para poder extraer los segmentos
de cojinete fuera del árbol. Los brazos de los yugos están
retenidos radialmente móviles en suspensión en nervaduras de los
yugos que se extienden axialmente, de manera que los brazos pueden
ser estirados por el campo magnético de la bobina hacia el segmento
de cojinete.
El cometido de la invención es mostrar un camino
por el que se puede acortar considerablemente el tiempo de
retracción de un dispositivo de retracción del tipo explicado
anteriormente.
Este cometido se soluciona de acuerdo con la
invención a través de las características de la reivindicación
1.
La invención se refiere a un dispositivo de
retracción para al menos un porta-herramientas que
retiene en asiento a presión una herramienta de rotación en un
orificio de alojamiento central, que tiene un dispositivo de
calefacción configurado como dispositivo de calefacción por
inducción para la dilatación térmica del
porta-herramientas en la zona del orificio de
alojamiento. La unidad de bobinas de inducción del dispositivo de
calefacción por inducción está configurada de tal manera que
concentra el campo magnético sobre el
porta-herramientas. La unidad de bobinas de
inducción comprende una disposición de yugo de material
ferromagnético, que se extiende axialmente a lo largo de la
periferia exterior de la bobina de inducción y radialmente a lo
largo de al menos una de las dos superficies extremas axiales de la
bobina de inducción, que se ocupa de una concentración del campo
magnético en el interior de la bobina de inducción.
Para la adaptación de la unidad de bobinas de
inducción a diferentes diámetros de
porta-herramientas, se podría pensar en configurar
partes de la disposición de yugo o, en cambio, todas las unidades de
bobinas de inducción de forma sustituible. No obstante, de acuerdo
con la invención, está previsto que la zona de la disposición de
yugo ferromagnética, adyacente al extremo de inserción de la
herramienta y/o la zona de la misma colocada alejada del extremo de
inserción de la herramienta, presenten varios elementos de yugo de
material ferromagnético que se proyectan radialmente sobre la
periferia interior de la bobina de inducción hacia dentro y que
están guiados móviles relativamente entre sí, cuyo saliente radial
es variable en el funcionamiento sobre la periferia interior de la
bobina de inducción. De esta manera, se puede adaptar el orificio de
la disposición de yugo, destinado para el alojamiento de la
herramienta o bien del porta-herramientas, al tamaño
real de la herramienta o bien del
porta-herramientas sin que deba cambiarse la unidad
de bobinas de inducción o partes de la misma. La unidad de bobinas
de inducción se puede emplear de esta manera universalmente. Los
elementos de yugo son desplazables relativamente entre sí o también
están guiados de forma giratoria, de manera que se solapan para la
conducción mejorada del flujo magnético.
Se podría pensar en ajustar los elementos de
yugo en cada caso individualmente por sí. Más favorables para el
manejo son variantes, en las que los elementos de yugo son
regulables por medio de un elemento de control común, giratorio
coaxialmente a la bobina de inducción, que está acoplado con os
elementos de yugo a través de disposiciones de seguidores de levas
de superficies de control. Por medio de este elemento de control
configurado, por ejemplo, como disco de control dispuesto
perpendicular al eje de la bobina de inducción se puede adaptar la
anchura interior del orificio de la disposición de yugo en el
funcionamiento al porta-herramientas a retraer
realmente.
En una configuración preferida, el dispositivo
de retracción presenta un plato giratorio alrededor de un eje de
giro especialmente vertical con varios alojamientos para
porta-herramientas, que son móviles,
respectivamente, en uno de los alojamientos, retenidos
sucesivamente a través de la zona de funcionamiento del dispositivo
de calefacción y de un dispositivo de refrigeración con al menos un
manguito de refrigeración que puede ser atravesado por la corriente
de líquido de refrigeración y que se puede poner en contacto sobre
el porta-herramientas. El manguito de refrigeración
está conectado en este caso a mangueras flexibles de líquido de
refrigeración, de manera que puede seguir el movimiento giratorio
del plato. Sin tener que extraer los
porta-herramientas calientes fuera de sus
alojamientos, el periodo de tiempo, en el que los
porta-herramientas calientes son refrigerados, se
puede utilizar ya para el calentamiento del siguiente
porta-herramientas.
El plato giratorio tiene de manera más
conveniente un bloqueo del sentido de giro, que bloquea el
movimiento giratorio en un sentido de giro predeterminado,
especialmente desde la zona del dispositivo de calefacción hasta el
lado de mando del dispositivo de retracción. Los
porta-herramientas calientes solamente pueden ser
movidos de esta manera por el usuario, lo que reduce el peligro de
lesión.
Los alojamientos del plato giratorio pueden
estar conectados fijamente en el funcionamiento con el plato
giratorio o, en cambio, el plato giratorio comprende guías o
soportes de fijación, en los que los alojamientos para los
porta-herramientas están retenidos, respectivamente,
de forma sustituible por sí en el funcionamiento. Para facilita la
sustitución de varios alojamientos, está previsto de manera más
conveniente un cubo esencialmente centrado con relación al eje de
giro del plato giratorio con varios cuerpos de alojamiento que
forman los alojamientos, que están retenidos con juego en el cubo y
están guiados en guías del plato giratorio. De esta manera, se
pueden sustituir todos los alojamientos del plato giratorio con una
manipulación. El juego de los cuerpos de alojamiento se ocupa de
que no se puedan gripar en las guías en virtud de dilataciones
térmicas.
En una configuración comparativamente simple y,
sin embargo, sencilla y eficiente de controlar, el dispositivo de
calefacción tiene una unidad de bobinas de inducción guiada de forma
desplazable en una columna de guía vertical con eje vertical de las
bobinas, que está conectada a través de un cable flexible con un
generador de corriente de inducción estacionario con relación a la
columna. En la unidad de bobinas de inducción está dispuesto un
conmutador de contacto que se puede activar manualmente, por medio
del cual se puede conectar y desconectar de manera libremente
opcional la alimentación de corriente de inducción de la unidad de
bobinas de inducción al menos durante un periodo de tiempo
limitado. En esta configuración adecuada para la manipulación con
una mano, se conecta la corriente de inducción manualmente sólo
hasta que la herramienta se puede insertar en el orificio de
alojamiento del porta-herramientas. El
porta-herramientas está dispuesto a tal fin con eje
vertical, de manera que la herramienta o bien se puede introducir
por su propio peso o con la ayuda manual en el orificio de
alojamiento. El porta-herramientas se calienta, por
lo tanto, solamente en la medida precisamente necesaria, lo que
evita, por una parte, el calentamiento excesivo del
porta-herramientas y, por otra parte, permite
tiempos de refrigeración cortos. No obstante, se entiende que el
generador de corriente de inducción predetermina un límite de
tiempo de activación, para excluir daños por calentamiento excesivo
en caso de inadvertencia.
La unidad de bobinas de inducción se puede
amarrar con preferencia por medio de un dispositivo de sujeción de
amarre, desprendible contra tensión previa de resorte, en la columna
de guía en una posición vertical opcional. Puesto que el
dispositivo de sujeción de amarre retiene en el estado no activado
en virtud de fuerzas de resorte, se excluye un desprendimiento
involuntario. Para una manipulación con una sola mano, el
dispositivo de sujeción de amarre puede presentar un mango
dispuesto cerca del conmutador de contacto para manipulación con una
sola mano.
A continuación se explican ejemplos de
realización de los aspectos de la invención con la ayuda de un
dibujo. En el dibujo:
La figura 1 muestra una representación en
perspectiva de un ejemplo de realización de un aparato de retracción
de acuerdo con la invención para porta-herramientas
retráctiles de herramientas de rotación.
La figura 2 muestra una vista en sección a
través de una unidad de bobinas de inducción del aparato de
retracción, vista a lo largo de una línea II-II en
la figura 1.
La figura 3 muestra una sección de detalle a
través de la unidad de bobinas de inducción.
La figura 4 muestra una vista lateral
parcialmente en sección de un manguito de refrigeración del aparato
de retracción.
La figura 5 muestra una sección longitudinal
axial a través del manguito de refrigeración, visto a lo largo de
una línea V-V de la figura 6.
La figura 6 muestra una sección transversal
axial a través del manguito de refrigeración, visto a lo largo de
una línea VI-VI en la figura 5.
La figura 7 muestra una representación en
perspectiva de una variante del manguito de refrigeración.
\newpage
La figura 8 muestra una sección transversal
axial a través del manguito de refrigeración, visto a lo largo de
una línea VIII-VIII en la figura 7.
La figura 9 muestra una representación en
perspectiva de un elemento de casquillo interior del manguito de
refrigeración de la figura 7.
La figura 10 muestra una representación en
perspectiva parcialmente fragmentaria de otra variante de un
manguito de refrigeración.
La figura 11 muestra una vista axial
parcialmente fragmentaria del manguito de refrigeración de la figura
10.
La figura 12 muestra una sección longitudinal
axial a través de una unidad de bobinas de inducción que se puede
utilizar en el aparato de retracción de la figura 1 con disposición
de yugo regulable.
La figura 13 muestra una sección de detalle a
través de la unidad de bobinas de inducción de la figura 12.
La figura 14 muestra una vista en planta
superior axial sobre la unidad de bobinas de inducción de la figura
12.
La figura 15 muestra una vista de detalle de
elementos de yugo de la unidad de bobinas de inducción de la figura
12.
Las figuras 16 y 17 muestran vistas axiales
esquemáticas de una variante de una disposición de yugo regulable
que se puede utilizar en las bobinas de inducción de acuerdo con la
figura 12.
La figura 18 muestra una vista en sección
esquemática de la disposición de yugo, vista a lo largo de una línea
XVIII-XVIII en la figura 16.
Las figuras 19 y 20 muestran representaciones de
otra variante de una disposición de yugo regulable, que se puede
utilizar en la unidad de bobinas de inducción de la figura 12.
La figura 21 muestra una sección longitudinal
axial a través de un ejemplo de realización de un
porta-herramientas que se puede utilizar en
conexión con el aparato de retracción de la figura 1 para una
herramienta giratoria y
La figura 22 muestra una sección longitudinal
axial a través de un detalle del porta-herramientas
designado con una flecha XXII en la figura 21.
La figura 1 muestra un aparato de retracción 1
transportable como unidad para porta-herramientas de
herramientas giratorias 5, por ejemplo taladradoras o fresadoras.
Tales porta-herramientas tienen, como se muestra por
ejemplo en la figura 21, un mango de conexión 7, por ejemplo en
forma de un cono de gran inclinación o de un cono hueco de gran
inclinación o similar, con el que se puede empotrar centrado en una
máquina herramienta así como opuesta axialmente al mango de
conexión 7 una zona de alojamiento de la herramienta 9 con un
orificio de alojamiento centrado 11 esencialmente cilíndrico para
el mango 13 de la herramienta 5. El diámetro interior del orificio
de alojamiento 11 es en una zona de sujeción 12 del
porta-herramientas 3 un poco más pequeño que el
diámetro exterior del mango 13, con la consecuencia de que la zona
de alojamiento 9 del porta-herramientas 3 debe
calentarse antes de que se pueda introducir en la zona de sujeción
12 del orificio de alojamiento 11 en virtud de la dilatación
térmica del mango 13 de la herramienta 5. Después de la
refrigeración de la zona de alojamiento 9, el mango 13 se asienta
entonces en el asiente a presión en el
porta-herramientas 3.
El aparato de retracción 1 (figura 1) está en
condiciones de calentar en una medida suficiente, por ejemplo a
temperaturas de 300ºC, la zona de alojamiento 9 del
porta-herramientas 3 dentro de algunos segundos (por
ejemplo, 10 segundos) y a continuación de refrigerarlo durante un
tiempo de nuevo comparativamente corto (por ejemplo, 30 segundos) a
temperatura ambiente.
Para el calentamiento de la zona de alojamiento
9, el aparato de retracción 1 tiene una unidad de bobinas de
inducción 15, que es alimentada a través de un cable flexible 17
desde un generador de corriente de inducción 18. El generador de
corriente de inducción 18 genera, en el ejemplo de realización
representado, corrientes alternas o corrientes continuas pulsátiles
con una frecuencia con preferencia variable entre 50 Hz y algunos
kHz, como por ejemplo 20 kHz que, cuando la unidad de bobinas de
inducción 15 está colocada con el espacio interior 19 de su bobina
de inducción 21 explicada todavía en detalle a continuación
esencialmente centrada sobre la zona de recepción 9 del
porta-herramientas 3, se inducen corrientes
parásitas en el cuerpo metálico del
porta-herramientas 3 y éste es calentado por vía
inductiva. El generador de corriente de inducción 18 puede estar
constituido de forma convencional y puede comprender, por ejemplo,
un convertidor de frecuencia alimentado desde un circuito
intermedio de corriente continua, regulable en su potencia y su
frecuencia.
Para el proceso de retracción, el
porta-herramientas 3 con eje vertical y orificio de
alojamiento 11 dirigido hacia arriba se asienta en un alojamiento o
bien en un orificio de un cuerpo de alojamiento 23 sobre un plato
giratorio 24 que gira alrededor de un eje vertical, que se explica
todavía en detalle a continuación y, en concreto, en alineación
axial de la bobina de inducción 21 de la unidad de bobinas de
inducción 15, que está guiada, por su parte, desplazable
manualmente en una columna de guía vertical 25. La unidad de bobinas
de inducción 15 comprende, como se muestra también en la figura 2,
un mano de manipulación 27 que, por una parte, facilita la
manipulación de la unidad de bobinas de inducción 15 durante el
movimiento de ajuste vertical y, por otra parte, puede desbloquear
un dispositivo de amarre de fricción de la unidad de bobinas de
inducción 15 que retiene de forma automática en el modo de reposo.
El mango de manipulación 27 está fijado de forma basculante a tal
fin en un pasador 31 alrededor de un eje de giro que se extiende
transversalmente a la columna de guía 25, y se pretensa por un
muelle 33 apoyado en la unidad de bobinas de inducción 15 contra la
columna de guía 26 que se solapa con el mango de manipulación 27.
En la zona de solape, el mango de manipulación 27 lleva un elemento
de fricción 35. Si se bascula el mango de manipulación 27 contra la
tensión previa del muelle 33, entonces el elemento de fricción 35
se eleva desde la columna de dirección 25 y la unidad de bobinas de
inducción 15 puede desplazarse a lo largo de la columna de dirección
25. El mango de manipulación 27 permite en el manojo con una sola
mano tanto el mando desplazable de la unidad de bobinas de inducción
15 como también el desprendimiento del dispositivo de sujeción de
amarre 29. Para facilitar adicionalmente la manipulación, en el
extremo superior de la columna de dirección 25 está dispuesto un
motor de muelle 37 (figura 1), que acciona en la dirección de
arrollamiento un tambor de arrollamiento de cable no representado en
detalle con un cable guiado a lo largo de la columna de dirección
25 hacia la unidad de bobinas de inducción 15. El motor de muelle
37 compensa al menos en parte el peso de la unidad de bobinas de
inducción 15.
Como se muestra en las figuras 2 y 3, la unidad
de bobinas de inducción 15 está retenida en el funcionamiento de
forma desmontable en la columna de guía 25, de manera que el
generador de corriente de inducción 18 se puede conectar con
diferentes unidades de bobinas de inducción 15. El mango de
manipulación 27 incluido el dispositivo de sujeción de amarre 29
están montados en un carro 41 desplazable sobre cojinete de bolas a
lo largo de la columna de dirección, que fija de manera desplazable
la unidad de bobinas de inducción 15 por medio de un carril de guía
43 de cola de milano que se desplaza transversalmente al carril de
guía 25. Un pasador de amarre 47 guiado de manera desplazable en el
carro contra un muelle 45 fija la unidad de bobinas de inducción en
el carro 41 a través de engrane desprendible en una escotadura de
retención 49 de la unidad de bobinas de inducción 15.
Para el proceso de calentamiento, se inserta el
porta-herramientas 3 en el cuerpo de alojamiento 23
del plato giratorio 24 y se baja la unidad de bobinas de inducción
15 desde la posición elevada representada en la figura 1 hasta que
la bobina de inducción 21 rodea la zona de alojamiento 9. A través
de presión de un conmutador de contacto 45 dispuesto en la unidad
de bobinas de inducción 15 en una proximidad al mango de
manipulación 27 adecuada para la manipulación con una sola mano se
conecta la alimentación de corriente de inducción de la bobina de
inducción 21, lo que se indica a través de una lámpara de
representación 48, dispuesta en la unidad de bobinas de inducción
15 durante el periodo de conexión de la corriente. La corriente de
inducción fluye durante el tiempo de activación libremente
seleccionable del conmutador 45. El generador de corriente de
inducción 18 desconecta la corriente solamente después de un periodo
de tiempo de seguridad predeterminado, para impedir daños de
calentamiento imprevistos en la herramienta o bien en el
porta-herramientas. El operador del aparato de
retracción 1 activa la tecla 45 solamente hasta que la herramienta 5
penetra o bien por sí misma o con ayuda manual reducida en el
orificio de alojamiento 11 alineado verticalmente del
porta-herramientas 3. Inmediatamente después, se
puede desconectar la corriente de inducción y se puede evitar el
calentamiento innecesario del porta-herramientas
3.
Para no tener que extraer el
porta-herramientas 3 para la fase de refrigeración
siguiente fuera del cuerpo de alojamiento 23, el cuerpo de
alojamiento 23 está dispuesto, por su parte, sobre el plato
giratorio 24 y se mueve junto con éste y el
porta-herramientas 3 que se asienta en el cuerpo de
alojamiento 23 en una posición, en la que un manguito de
refrigeración 49 se coloca apoyándose plano sobre la zona de
alojamiento 9 del porta-herramientas 3. El contacto
de apoyo plano de la envolvente interior del manguito de
refrigeración 53 en la envolvente exterior de la zona de
alojamiento 9 del porta-herramientas 3 y la
refrigeración del manguito de refrigeración 53 a través del líquido
de refrigeración que circula en un circuito cerrado a través del
manguito de refrigeración 53 y el agregado de refrigeración 51 se
ocupan de una refrigeración rápida del
porta-herramientas 3 a temperatura ambiente. Para
excluir lesiones por quemaduras en el
porta-herramientas calentado a varios 100ºC, el
plato giratorio 24 está provisto con retenes efectivos
independientemente del sentido de giro, que permiten una rotación
solamente en el sentido de giro indicado por medio de una flecha 55,
en la que el porta-herramientas 3 es movido por el
operador del aparato de retracción 1 desde la posición de
calentamiento debajo de la unidad de bobinas de inducción 15 hasta
la posición destinada para la colocación del manguito de
refrigeración 53.
El plato giratorio 24 lleva, como se muestra en
la figura 1, más de dos, aquí tres cuerpos de alojamiento 23
distribuidos sobre su periferia, y también el agregado de
refrigeración 51 alimenta al mismo tiempo a varios manguitos de
refrigeración 53. De esta manera, se pueden refrigerar al mismo
tiempo varios porta-herramientas, sin que se
perjudique con ello el calentamiento inductivo de los
porta-herramientas. Los manguitos de refrigeración
53 tienen ojales 55, con los que están suspendidos de forma
desmontable en una pared de retención 57 del aparato de retracción
1. En la pared de retención están previstas, además, también unas
ranuras 59, en las que son guiadas de forma desplazable
longitudinalmente y ordenadas las mangueras de líquido 49 de los
manguitos de refrigeración.
Los manguitos de refrigeración 53 pueden tener
diferentes diámetros interiores y diferente forma interior, en
función de los porta-herramientas 3 a refrigerar;
pero pueden tener también las mismas dimensiones, en el caso de que
solamente deba retraerse uno y el mismo tipo de
porta-herramientas. También los cuerpos de
alojamiento 23 pueden estar retenidos de forma desprendible en el
plato giratorio 24. En el ejemplo de realización representado, los
tres cuerpos de alojamiento 23 están fijados con juego en un cubo
común 61, de manera que el grupo de estos cuerpos de alojamientos
23 se puede sustituir como unidad de construcción. El juego de la
fijación del cubo impide el enclavamiento de los cuerpos de
alojamiento 23 en los anillos de centrado 63 previstos para el
alojamiento de los cuerpos de alojamiento 23 en la mesa giratoria
24.
En el agregado de refrigeración 51 se trata con
preferencia de un agregado que trabaja de acuerdo con el principio
de bomba de calor, aunque también sean adecuados otros agregados de
refrigeración. Los manguitos de refrigeración 53 individuales se
pueden conectar paralelos entre sí en el agregado de refrigeración
y, dado el caso, se pueden conectar y desconectar individualmente.
En la forma de realización representada, los agregados de
refrigeración están conectados en serie en un circuito de
refrigeración común y son refrigerados por el líquido de
refrigeración independientemente de si se utilizan o no.
Las figuras 4 a 6 muestran detalles del manguito
de refrigeración 53. El manguito de refrigeración 53 comprende dos
elementos de casquillo 67, 69 dispuestos coaxiales entre sí, cuyo
elemento de casquillo exterior 69 está configurado como sección de
tubo cilíndrico cerrado en forma de anillo, de pared
comparativamente más gruesa y, por lo tanto, más estable y tiene
una superficie envolvente interior cilíndrica circular 71. El
elemento de casquillo interior 67 tiene en su pared de tubo una
ranura 73 que se extiende tanto axial como también radialmente y se
apoya con su superficie periférica exterior 75 cilíndrica circular
en la superficie envolvente interior 71 del elemento de casquillo
exterior 69. La superficie envolvente interior 72 del elemento de
casquillo interior 67 está adaptada en su anchura de abertura y en
su ángulo cónico adaptada estrechamente a las dimensiones
correspondientes de la zona de sujeción o bien de la zona de
alojamiento 9 a refrigerar del porta-herramientas
3, de manera que el elemento de casquillo interior 67, cuando el
manguito de refrigeración 53 está colocado sobre el
porta-herramientas 3, está en un contacto de apoyo
inmediato con una superficie lo más grande posible con el
porta-herramientas 3. Para impedir un enclavamiento
del elemento de casquillo interior 67 sobre el
porta-herramientas 3 y posibilitar una adaptación de
la forma de las superficies que se apoyan mutuamente del elemento
de casquillo interior 67 y del porta-herramientas,
la pared del elemento de casquillo interior 67 contiene una ranura
73 continua tanto radial como también axialmente y que se extiende
axial-
mente.
mente.
La envolvente exterior 75 del elemento de
casquillo interior 67 contiene una ranura 77 en forma de meandro,
que no se solapa con la ranura 73, y que termina en orificios de
conexión 79, que se extienden a través del elemento de casquillo
exterior 69, para las mangueras de refrigeración 50 (figura 1). La
ranura 77 forma junto con la envolvente interior 71 del elemento de
casquillo exterior 69 un canal de líquido de refrigeración dentro
del manguito de refrigeración 53. la zona de la superficie
envolvente exterior 75 del elemento de casquillo interior 67, que
está cubierta por la ranura 77, es cubierta por un anillo de
obturación 81 cerrado de forma anular, que se extiende, por una
parte, en la dirección circunferencial a lo largo de los extremos
axiales del elemento de casquillo interior 67 y, por otra parte,
axialmente a ambos lados de la ranura 73. El anillo de obturación
81 cierra herméticamente la zona de la ranura 77 hacia fuera y, en
concreto, de tal manera que el elemento de casquillo interior 67 se
puede conformar todavía en cierta medida radialmente para la
compensación de tolerancias de dimensión de la superficie
envolvente interior cónica 72 con relación al
porta-herramientas 3. Para proporcionan elasticidad
suficiente del elemento de casquillo interior 67, la distancia entre
el fondo de la ranura 77 y la superficie envolvente interior 72 es
aproximadamente constante y comparativamente reducida sobre la
longitud de la ranura 77. Las dimensiones radiales y axiales de la
sección transversal de la ranura son, en este caso, mayores que las
zonas de material entre secciones adyacentes de la ranura 77, por
una parte, y el espesor radial de la sección transversal del
casquillo en la zona de los fondos de las ranuras.
A continuación se explican variantes de
manguitos de refrigeración, que se pueden emplear en lugar del
manguito de refrigeración de las figuras 4 a 6 en el aparato de
retracción de la figura 1. Los componentes equivalentes están
provistos con los números de referencia de las figuras 4 a 6 y están
provistos con una letra para distinción. Para la explicación de la
estructura y del modo de actuación se hace referencia a la
descripción precedente respectiva, especialmente de las figuras 4 a
6.
Mientras que el elemento de casquillo exterior
69 del ejemplo de realización de las figuras 4 a 6 tiene forma de
cilindro circular y no está rasurado, el elemento de casquillo
exterior 69a del manguito de refrigeración 53a representado en las
figuras 7 a 9 está configurado como casquillo cónico y de una manera
correspondiente el elemento de casquillo interior 67a tiene una
envolvente exterior cónica 75a. El elemento de casquillo interior
67a tiene de nuevo una ranura 73a continua axial y radialmente, que
se extiende axialmente. A nivel con esta ranura 73a, también el
elemento de casquillo exterior 69a está provisto con una ranura 83
continua axial y radialmente, que posibilita junto con la ranura
73a una compensación de la dilatación del manguito de refrigeración
53a. Más allá de la ranura 83, en el elemento de casquillo exterior
69a se apoyan muelles de tensión previa 84, que pretensan los
bordes de la ranura entre sí. Los muelles de tensión previa 84
pueden estar montados con sus extremos en el elemento de casquillo
exterior 69a; pero los muelles pueden estar configurados también
como muelles anulares cerrados en forma de anillo y que rodean el
elemento de casquillo 69a.
Los manguitos de refrigeración explicados
anteriormente están formados con la ayuda de elementos de casquillo,
que se extienden en una sola pieza, dado el caso, hasta una ranura
de dilatación sobre toda la periferia. Las figuras 10 y 11 muestran
una variante de un manguito de refrigeración, que está constituido
por varios, aquí cuatro, segmentos de manguitos 85 cerrados,
respectivamente, y que forman por sí una sección de canal de
refrigeración. Cada uno de los segmentos de manguito 85 está
constituido por un segmento interior de casquillo 67b, delimitado
en la dirección circunferencial por paredes extremas 87 y por un
segmento exterior de casquillo 69b, cuya envolvente interior 71b
está adaptada a la envolvente exterior 75b del segmento interior de
casquillo 67b. En la envolvente exterior 75b del segmento interior
de casquillo 67b está conformada de nuevo una ranura 77b en forma
de meandro para la formación de un canal de líquido de refrigeración
cerrado por medio del segmento exterior del casquillo 69b, cuyos
extremos de la ranura están provistos con orificios de conexión 79b,
que se extienden a través del segmento exterior de casquillo 69b,
para las mangueras de líquido de refrigeración 49 o, en cambio,
para una manguera de conexión 89, que conecta la sección de líquido
de refrigeración de uno de los segmentos del manguito 85 con la
sección de canal de líquido de refrigeración del segmento de
manguito 85 adyacente en la dirección circunferencial. Cada uno de
los segmentos de manguito 85 está cerrado herméticamente por sí a
través de un anillo de obturación 81b, como se ha explicado
anteriormente para el anillo de obturación 81.
En el ejemplo de realización representado, los
segmentos exteriores de casquillo 69b están configurados como
secciones de un tubo cilíndrico circular y el segmento interior de
casquillo 67b tiene de una manera correspondiente un contorno
exterior en forma de sección cilíndrica circular, mientras que la
envolvente interior 72b está adaptada al contorno exterior del
porta-herramientas y tiene, por ejemplo, una forma
cónica. Se entiende que también el segmento exterior de casquillo
69b puede estar configurado de forma cónica, como se representa en
la figura 7.
Los segmentos de manguitos 85 están retenidos
radialmente axiales sobre ambos lados axiales del manguito de
refrigeración 53b a través de un muelle anular 91, respectivamente,
que rodea los apéndices frontales de los segmentos interiores del
casquillo 67b. El muelle anular 91 puede estar retenido, dado el
caso, también en los segmentos exteriores del casquillo 69b. Los
muelles anulares 91 se asientan en este caso sobre al menos sus
semi-diámetros espirales con juego reducido en
ranuras 92 de los apéndices que están alineadas entre sí en
dirección circunferencial y se ocupan al mismo tiempo de la
alineación axial y fijación de los segmentos de manguitos 85.
Las figuras 12 a 15 muestran detalles de la
unidad de bobinas de inducción 15. La unidad de bobinas de inducción
15 lleva en un orificio de alojamiento cilíndrico circular 93 de un
cuerpo de base 95, que está constituido de material no magnético,
el arrollamiento de alambre 99 de la bobina de inducción 21,
arrollado sobre un cuerpo de bobina 97. Para la concentración del
campo magnético sobre el porta-herramientas a
calentar por inducción, a introducir en el espacio interior del
arrollamiento 99, sobre el lado exterior del arrollamiento 99 está
dispuesta una disposición de yugo 101 de material ferromagnético,
por ejemplo de ferrita. La disposición de yugo 101 tiene un
elemento de yugo axial 103 que rodea en forma de casquillo la
periferia exterior del arrollamiento 99 y formado, dado el caso,
por varias placas dispuestas a distancia entre sí, en el que se
conectan radialmente elementos de yugo 105 que encajan sobre los
extremos axiales del arrollamiento 99. Los elementos de yugo 105
pueden estar configurados como discos anulares o, en cambio,
igualmente como placas de segmentos dispuestas a distancia entre
sí.
El diámetro interior del orificio 19 está
diseñado para el diámetro máximo de los
porta-herramientas a calentar. Para obtener
corrientes de inducción suficientemente grandes también a distancia
radial comparativamente grande del arrollamiento 99 con respecto al
porta-herramientas, en al menos un extremo axial del
arrollamiento 99 se asienta una disposición de zapata polar 107,
que se proyecta radialmente en el orificio 19 sobre la periferia
interior del arrollamiento 99, con diámetro interior variable, que
se puede adaptar opcionalmente en el funcionamiento al diámetro
exterior del porta-herramientas. La disposición de
zapata polar 107 tiene una pluralidad de elementos de yugo 109 de
material ferromagnético, por ejemplo de material de ferrita,
distribuidos en la dirección circunferencial del arrollamiento 99 y
que se solapan en la dirección circunferencial, los cuales están
guiados, respectivamente, de forma desplazable radialmente por sí
en pivotes radiales 111 (figura 13) retenidos fijamente en el cuerpo
de base 95. En el cuerpo de base 95 está guiado, además, de forma
giratoria un disco de control 113 coaxial a la bobina de inducción
21, que tiene para cada uno de los elementos de yugo 109 una ranura
de control 115 que se extiende inclinada con relación a la
dirección circunferencial, en la que encaja un pasador seguidor de
levas 117 que se distancia desde el elemento de yugo 109. A través
de la rotación del disco de control 113 se pueden desplazar los
elementos de yugo 109 en común radialmente en el interior del
orificio 19 o se pueden extraer fuera del mismo. El diámetro
interior de la disposición de zapata polar 107 es variable en el
funcionamiento de esta manera a través de rotación del disco de
control 113.
En muchas formas de realización es suficiente
que en el lado superior de la bobina de inducción 21 está colocada
una disposición de zapata polar 107 del tipo explicado, puesto que
esta disposición de zapata polar se puede llevar entonces a solape
con el lado frontal del porta-herramientas. En 107'
se indica otra disposición de zapata polar en el lado inferior de
la bobina de inducción 21, que puede estar prevista, dado el caso,
adicionalmente o también alternativamente a la disposición de
zapata polar 107. Si en los extremos axiales del arrollamiento 99
están previstas disposiciones de zapata polar 107 y 107', se pueden
suprimir también allí los elementos de yugo radiales 105.
A continuación se explican variantes de
disposiciones de zapatas polares, como se pueden utilizar en la
unidad de bobinas de inducción 15 de las figuras 12 a 15. Los
componentes equivalentes están designa dos con los signos de
referencia utilizados anteriormente y están provistos con una letra
para distinción. Para la explicación de la estructura y del modo de
actuación se hace referencia a la descripción precedente.
En la disposición de zapata polar de las figuras
12 a 15, los elementos de yugo están guiados desplazables
radialmente en el cuerpo de base de la unidad de bobinas de
inducción. Las figuras 16 a 18 muestran una variante, en la que
varios elementos de yugo 109c en forma de disco circular están
alojados en pivotes 119 que se extienden paralelamente al eje de la
bobina excéntricamente a su centro de disco de forma giratoria en el
cuerpo de base 95. Los elementos de yugo 109c forman también aquí
una disposición de zapata polar 107c variable, que puede ser girada
por medio de un disco de control 113c giratorio centrado con
relación al eje de la bobina conjuntamente en el interior del
orificio 19 de la unidad de bobinas de inducción y pueden ser
girados fuera de ésta. Los elementos de control 109c tienen a tal
fin de nuevo pivotes seguidores de levas centrados 117c, que están
guiados en ranuras 115c que se extienden inclinadas con relación a
la dirección circunferencial del disco de control 113c. La figura
16 muestra en este caso los elementos de yugo 109c en su posición
alejada del eje de las bobinas, mientras que la figura 17 muestra
la posición próxima al eje de las bobinas.
En la forma de realización de las figuras 16 a
18, los elementos de yugo tienen forma de disco circular. Las
figuras 19 y 20 muestran una variante, en la que los elementos de
yugo tienen forma extendida alargada y están alojados de forma
giratoria en su extremo alejado del eje de las bobinas de inducción
por medio de pivotes articulados 119d en el plano frontal de la
bobina de inducción 21. También los elementos de yugo 109d llevan
pivotes seguidores de levas 117d, que encajan en ranuras 115d de un
disco de control común, que se extienden inclinadas con relación a
la dirección circunferencial. La figura 19 muestra los elementos de
yugo 109d en su posición alejada del eje de las bobinas; la figura
20 muestra la posición de los elementos de yugo próxima al eje de
las bobinas.
En el dispositivo de retracción de acuerdo con
la figura 1, las herramientas 5 con eje vertical a insertar en el
porta-herramientas 3 son insertadas desde arriba en
el orificio de alojamiento 11, tan pronto como el orificio de
alojamiento 11 se ha dilatado con calor en una medida suficiente.
Como se muestra en las figuras 21 y 22, a tal fin en el extremo de
inserción de la herramienta del orificio de alojamiento 11 está
prevista una sección de inserción 121, cuyo diámetro mínimo es
mayor que el del orificio de alojamiento 11 e insignificantemente
mayor que el diámetro exterior del mango de la herramienta 13 a
insertar en el orificio de alojamiento 11. El mango de la
herramienta 13 se puede insertar, por lo tanto, también cuando el
porta-herramientas 3 no se ha dilatado todavía con
calor en una medida suficiente, con su extremo inferior del mango en
la zona de inserción 121, donde se pre-central con
relación al orificio de alojamiento 11.
Cuando debe conseguirse que el mango de la
herramienta 13 sea retenido sin enclavamiento vertical en la zona
de inserción 121, por lo tanto se puede bajar a continuación
automáticamente o con ayuda manual reducida en el orificio de
alojamiento 11 dilatado con calor, la zona de inserción 121 debe
tener una cierta longitud mínima en dirección axial. Por otra
parte, la zona de inserción 121 no debe ser demasiado larga, puesto
que reduce la superficie de transmisión del par de torsión del
orificio de alojamiento 11 y, por lo tanto, el par de torsión que
puede ser transmitido por el porta-herramientas. En
ningún caso se puede alcanzar una prolongación del orificio de
alojamiento 11, puesto que con ello se incrementa la longitud en
voladizo del porta-herramientas 3 y durante el
funcionamiento puede conducir a oscilaciones de la herramienta.
La figura 22 muestra detalles de una
configuración preferida del porta-herramientas 3,
que con la extensión axial relativamente corta de la zona de
inserción 121 no sólo facilita en una medida considerable la
inserción del mango 13, sino que, a pesar de la extensión axial
corta, se puede centrar también el mango 13 de la herramienta 5
esencialmente sin error de basculamiento con relación al orificio de
alojamiento 11. La zona de inserción 121 tiene a tal fin en el
extremo de inserción de la zona de inserción 121 un cordón anular
circundante 123 con contorno de la sección transversal en forma de
sección circular en la sección longitudinal axial del
porta-herramientas 3. La distancia radial 125 del
cordón anular 123 desde el eje de giro del
porta-herramientas 3 es en cualquier lugar del
cordón anular 123 mayor que el radio 127 del orificio de alojamiento
11 y, por lo tanto, también mayor que el radio del mango de la
herramienta 13. Entre el cordón anular 123 y el extremo del orificio
de alojamiento 11 próximo al orificio de inserción se extiende una
sección de transición 129 en forma de cono, que se conecta
esencialmente inmediatamente sobre un lado en el cordón anular 123 y
sobre el otro lado en la zona de sujeción 12 del orificio de
alojamiento 11. El diámetro mínimo de la zona de transición 129
corresponde de esta manera al diámetro del orificio de alojamiento
11. El diámetro máximo de la zona de transición 129 es mayor que el
diámetro interior del cordón anular 123.
Puesto que el cordón anular 123 tiene un
contorno en forma de sección circular, pero al menos está formado
abombado, se puede insertar el mango de de la herramienta 13 al
menos inicialmente también con error de basculamiento
comparativamente grande con respecto al eje del
porta-herramientas 3 y a continuación se puede
alinear durante el contacto con la zona de transición 129 en forma
de cono. La zona de transición en forma de cono tiene una extensión
axial, que tiene como máximo diez veces, con preferencia menos de
cinco veces la extensión axial del cordón anular 123. Aunque de
esta manera la longitud axial de la zona de inserción 121 se puede
mantener, en general, pequeña, sin embargo, la longitud de guía,
con la que se alinea el mango de la herramienta 13, es
suficientemente grande.
Claims (9)
1. Dispositivo de retracción para al menos un
porta-herramientas (3) que retiene en asiento a
presión una herramienta de rotación en un orificio de alojamiento
central (11), con un dispositivo de calefacción (15, 18)
configurado como dispositivo de calefacción por inducción para la
dilatación térmica del porta-herramientas (3) en la
zona del orificio de alojamiento (11), en el que el dispositivo de
calefacción por inducción (15, 18) presenta una unidad de bobinas
de inducción (15) con una bobina de inducción (21) que se puede
colocar para la dilatación térmica esencialmente concéntrica sobre
la zona del orificio de alojamiento (11) del
porta-herramientas, caracterizado porque la
unidad de bobinas de inducción presenta una disposición de yugo
(101) de material ferromagnético que se extiende axialmente a lo
largo de la periferia exterior de la bobina de inducción (21) y
radialmente a lo largo de al menos una de las dos superficies
extremas axiales de la bobina de inducción (21), en el que la zona
de la disposición de yugo (101) colocada adyacente al extremo de
inserción de la herramienta y/o alejada del extremo de inserción de
la herramienta presenta varios elementos de yugo (109) de material
ferromagnético que se proyectan hacia dentro radialmente sobre la
periferia interior de la bobina de inducción (21) y que están
guiados móviles relativamente entre sí, cuyo saliente radial es
variable sobre la periferia interior de la bobina de inducción (21)
en el funcionamiento, y porque los elementos de yugo (109; 109c, d)
se solapan entre sí en la dirección circunferencial y se pueden
desplazar relativamente entre sí radialmente a la bobina de
inducción (21) o están guiados de forma giratoria alrededor de ejes
de giro (119; 119a) que se extienden paralelos al eje de la bobina
de inducción (21).
2. Dispositivo de retracción de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque los elementos de yugo
(10) son regulables por medio de un elemento de control (113) común,
giratorio coaxialmente a la bobina de inducción (21), que está
acoplado a través de disposiciones de seguidores de levas de
superficies de control (115, 117) con los elementos de yugo
(109).
3. Dispositivo de retracción de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque presenta un plato
giratorio (24) que gira alrededor de un eje de giro especialmente
con varios alojamientos (23) para porta-herramientas
(3), que están retenidos en uno de los alojamientos (23), y son
móviles sucesivamente a través de la zona de funcionamiento del
dispositivo de calefacción (15, 18) y de un dispositivo de
refrigeración (51, 53), en el que el dispositivo de refrigeración
(51, 53) tiene al menos un manguito de refrigeración (53) que puede
ser atravesado por la corriente de líquido de refrigeración y que se
puede poner en contacto sobre el porta-herramientas
(3) y está conectado a mangueras flexibles de líquido, de manera que
puede seguir el movimiento giratorio del plato giratorio (24).
4. Dispositivo de retracción de acuerdo con la
reivindicación 3, caracterizado porque el plato giratorio
(24) presenta un bloqueo del sentido de giro, que bloquea el
movimiento giratorio en un sentido de giro predeterminado
especialmente desde la zona del dispositivo de calefacción (15, 18)
hacia el lado del operador del dispositivo de retracción.
5. Dispositivo de retracción de acuerdo con la
reivindicación 3, caracterizado porque los alojamientos (23)
están dispuestos en una unidad retenida de forma sustituible en el
plato giratorio (24).
6. Dispositivo de retracción de acuerdo con la
reivindicación 5, caracterizado porque la unidad comprende
un cubo (61) esencialmente central con respecto al eje de giro del
plato giratorio (24) y varios cuerpos de alojamiento que forman los
alojamientos, los cuales están retenidos con juego en el cubo (61) y
están guiados en guías (63) del plato giratorio (24).
7. Dispositivo de retracción de acuerdo con una
de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la unidad
de bobinas de inducción (21) del dispositivo de calefacción (15,
18) está guiada de forma desplazable en una columna de guía
vertical (25) con eje vertical de las bobinas y especialmente está
conectada a través de un cable flexible (17) con un generador de
corriente de inducción (18) estacionario con relación a la columna
y porque en la unidad de bobinas de inducción (15) está dispuesto un
pulsador de contacto (45) que se puede activar manualmente, por
medio del cual se puede conectar y desconectar de manera libremente
opcional la alimentación de corriente de inducción de la unidad de
bobinas de inducción (15) al menos durante un periodo de tiempo
limitado.
8. Dispositivo de retracción de acuerdo con la
reivindicación 7, caracterizado porque la unidad de bobinas
de inducción (15) se puede amarrar por medio de un dispositivo de
sujeción de amarre (29), desprendible contra tensión previa de un
muelle, en la columna de guía (25) en una posición vertical
opcional.
9. Dispositivo de retracción de acuerdo con la
reivindicación 8, caracterizado porque el dispositivo de
sujeción de amarre (29) presenta un mango de manipulación (27)
dispuesto cerca del conmutador de contacto (45) para manipulación
con una sola mano.
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