ES2349772T3

ES2349772T3 - Dispositivo de contracción para un portaherramientas.

Info

Publication number: ES2349772T3
Application number: ES04029248T
Authority: ES
Inventors: Wolfgang Kugle; Franz Haimer; Josef Haimer
Original assignee: Haimer GmbH
Current assignee: Haimer GmbH
Priority date: 2000-05-22
Filing date: 2000-05-22
Publication date: 2011-01-11
Anticipated expiration: 2020-05-22
Also published as: DE50015759D1; EP1518624B1; US7115846B2; DE50011472D1; ATE307697T1; DE50015989D1; US20050188522A1; JP2003534139A; EP1283759B1; ATE480354T1; US6861625B1; US7208706B2; US20050205554A1; EP1518624A1; ES2332906T3; AU2000250703A1; JP4660052B2; WO2001089758A1; EP1519632B1; ATE445307T1

Abstract

Dispositivo de contracción para al menos un portaherramientas (3) que sujeta una herramienta de rotación en un ajuste forzado en un abertura de alojamiento (11) céntrica, con un dispositivo calefactor (15, 18) configurado como dispositivo calefactor de inducción para la dilatación térmica del portaherramientas (3) en la zona de la abertura de alojamiento (11), donde el dispositivo calefactor (15, 18) presenta una unidad de bobina de inducción (15) guiada de forma desplazable en una columna de guía vertical (25) con eje de bobina vertical, que está unida particularmente por un cable flexible (17) con un generador de corriente de inducción (18) fijo con respecto a la columna, caracterizado por que en la unidad de bobina de inducción (15) se dispone un conmutador de pulsación (46) a accionar manualmente, mediante el cual se puede conectar y desconectar de forma que se puede seccionar libremente la alimentación de corriente de inducción de la unidad de bobina de inducción (15) al menos durante un intervalo de tiempo limitado, por que la unidad de bobina de inducción (15) mediante un dispositivo de enclavamiento de bloqueo (29) desmontable contra pre-tensión de resorte se puede bloquear en la columna de guía (25) en una posición vertical aleatoria y por que el dispositivo de enclavamiento de bloqueo (29) presenta un mango de manejo (27) dispuesto en proximidad de manejo con una sola mano con respecto al conmutador de pulsación (46) para liberar el bloqueo.

Description

La invención se refiere a un dispositivo de contracción para al menos un portaherramientas que sujeta una herramienta de rotación en un ajuste forzado en una abertura de alojamiento céntrica.

Se conoce, a modo de ejemplo, a partir del documento WO94/07646 A1

o del documento EP 0 830 917 A1 o del documento DE 298 20 838 U1 cómo ensanchar por calentamiento portaherramientas, que sujetan el vástago de una herramienta de rotación, a modo de ejemplo, una perforadora o una fresadora o similares en un ajuste forzado en una abertura de alojamiento céntrica, en la zona de esta abertura de alojamiento, para poder introducir o extraer el vástago de la herramienta. Como fuente de calor puede servir un manguito calefactor eléctrico de resistencia, que se puede llevar hasta un contacto de apoyo con el portaherramientas, o una llama de gas. Son adecuadas particularmente las bobinas de inducción alimentadas con corriente alterna o corriente continua pulsada, que se aplican de forma centrada sobre la zona a calentar del portaherramientas y que inducen corrientes turbulentas de forma transformatoria en el portaherramientas. Tales equipos calefactores de inducción tienen la ventaja de que el portaherramientas no tiene que estar en contacto de rozamiento con la bobina para el proceso de calentamiento.

Para dilataciones térmicas lo suficientemente elevadas, el portaherramientas se tiene que calentar hasta varios 100ºC, a modo de ejemplo, de 250ºC a 350ºC. Con medios calefactores lo suficientemente potentes, la fase de calentamiento del proceso de contracción se puede mantener relativamente corto, por lo que también se puede evitar un sobrecalentamiento del portaherramientas o de la herramienta. Sin embargo, la fase de enfriamiento del portaherramientas es comparativamente larga en dispositivos de contracción convencionales. De esta manera se conoce, para acelerar la fase de enfriamiento, cómo aplicar sobre el portaherramientas un cuerpo de enfriamiento y exponer este cuerpo de enfriamiento a la corriente de aire generada por un ventilador. A pesar de la refrigeración con aire, la fase de enfriamiento del proceso de contracción, sin embargo, todavía dura varios minutos.

Además, a partir del documento FR-A-2 768 071 se conoce cómo conducir la bobina de inducción de forma desplazable, sin embargo, bloqueable, en una columna vertical de guía. La corriente excitadora de la bobina de inducción se controla por un control de programa.

Es objetivo de la invención proporcionar un dispositivo de contracción simple del tipo que se ha explicado anteriormente, que se pueda accionar de forma sencilla y eficaz.

La solución de este objetivo se describe por las características de acuerdo con la reivindicación 1.

La invención parte de un dispositivo de contracción para al menos un portaherramientas que sujeta en un ajuste forzado una herramienta de rotación en una abertura de alojamiento céntrica, que tiene un dispositivo calefactor configurado como dispositivo calefactor de inducción para la dilatación térmica del portaherramientas en la zona de la abertura de alojamiento. El dispositivo calefactor comprende una unidad de bobina de inducción guiada de forma desplazable en una columna de guía vertical con un eje de bobina vertical, que está unida, por ejemplo, por un cable flexible con un generador de corriente de inducción fijo con respecto a la columna. En la unidad de bobina de inducción se dispone un conmutador de pulsación a accionar manualmente, mediante el cual se puede conectar y desconectar la alimentación de corriente de inducción de la unidad de la bobina de inducción de forma que se puede seleccionar libremente al menos durante un intervalo de tiempo limitado. En esta configuración adecuada para el accionamiento con una sola mano, la corriente de inducción se conecta manualmente solamente hasta que la herramienta se pueda introducir en la abertura de alojamiento del portaherramientas. Para esto, el portaherramientas se dispone con un eje vertical, de tal forma que la herramienta pueda entrar debido a su peso o con una ayuda manual en la abertura de alojamiento. El portaherramientas, por tanto, solamente se calienta hasta el grado precisamente necesario, lo que, por un lado, evita el sobrecalentamiento del portaherramientas y, por otro lado, permite tiempos de enfriamiento cortos. Sin embargo, se entiende que el generador de corriente de inducción predefine un límite de tiempo de accionamiento para excluir daños por sobrecalentamiento con descuidos.

La unidad de bobina de inducción se puede bloquear mediante un dispositivo de enclavamiento de bloqueo desmontable contra pre-tensión de resorte en la columna de guía en una posición vertical aleatoria. Ya que el dispositivo de enclavamiento de bloqueo no enclava en el estado activado debido a fuerzas de resorte, se excluye un desmontaje no deseado. Para el accionamiento con una sola mano, el dispositivo de enclavamiento de bloqueo presenta un mango de manejo dispuesto en proximidad de accionamiento de una sola mano con respecto al conmutador de pulsación para desmontar el bloqueo.

En una configuración preferida, el dispositivo de contracción presenta un plato giratorio que gira alrededor de un eje de giro particularmente vertical con varios alojamientos para portaherramientas, que sujetos respectivamente en uno de los alojamientos se pueden mover sucesivamente por la zona de accionamiento del dispositivo calefactor y un dispositivo de refrigeración con al menos un manguito de refrigeración por el que puede pasar líquido refrigerante, que se puede aplicar sobre el portaherramientas en contacto de rozamiento. El manguito de refrigeración está conectado a este respecto a mangueras flexibles de refrigerante, de tal forma que puede seguir el movimiento de giro del plato. Sin tener que extraer los portaherramientas calentados de sus alojamientos, se puede utilizar el intervalo de tiempo, en el que se enfrían los portaherramientas calentados, para calentar el siguiente portaherramientas.

De forma apropiada, el plato giratorio tiene un bloqueo de sentido de giro, que bloquea el movimiento de giro en un sentido de giro predefinido, particularmente desde la zona del dispositivo calefactor hacia el lado de accionamiento del dispositivo de contracción. Los portaherramientas calentados se pueden alejar de este modo solamente del operario, lo que disminuye el riesgo de lesiones.

Los alojamientos del plato giratorio pueden estar unidos en cuanto a funcionamiento firmemente con el plato giratorio o, sin embargo, el plato giratorio comprende guías o sujeciones, en las que se sujetan los alojamientos para los portaherramientas de forma sustituible respectivamente para sí en cuanto a funcionamiento. Para simplificar la sustitución de varios alojamientos, de forma apropiada se proporciona un buje esencialmente céntrico con respecto al eje de giro del plato giratorio con varios cuerpos de alojamiento que forman los alojamientos, que se sujetan con holgura en el buje y que se guían en guías del plato giratorio. De este modo se pueden sustituir con un solo movimiento todos los alojamientos del plato giratorio. La holgura de los cuerpos de alojamiento sirve para que no se puedan enclavar en las guías debido a dilataciones térmicas.

La unidad de bobina de inducción del dispositivo calefactor de inducción debe configurarse de tal forma que concentre el campo magnético sobre el portaherramientas. Por este motivo, las unidades de bobina de inducción convencionales tienen en la mayoría de los casos una disposición de culata que se extiende axialmente a lo largo del perímetro externo de la bobina de inducción y radialmente a lo largo de al menos una de las dos superficies terminales axiales de la bobina de inducción de material ferromagnético, que sirve para un agrupamiento del campo magnético en el interior de la bobina de inducción. Para la adaptación de la unidad de bobina de inducción a diferentes diámetros de portaherramientas, convencionalmente se pueden sustituir partes de la disposición de culata o, sin embargo, todas las unidades de bobina de inducción. En una configuración preferida de una unidad de bobina de inducción de este tipo, que también se puede utilizar en dispositivos de contracción diferentes de los que se han explicado anteriormente y, por tanto, tiene un significado inventivo propio, se prevé que la zona adyacente al extremo de introducción de la herramienta y/o alejada del extremo de introducción de la herramienta de la disposición de culata ferromagnética presente varios elementos de culata que sobresalen radialmente a lo largo del perímetro interno de la bobina de inducción hacia el interior, guiados de forma móvil relativamente entre sí, de material ferromagnético, cuyo saliente radial se puede modificar en cuanto al funcionamiento a lo largo del perímetro interno de la bobina de inducción. De este modo se puede adaptar la abertura destinada al alojamiento de la herramienta o del portaherramientas de la disposición de culata al tamaño actual de la herramienta o del portaherramientas, sin que se tengan que sustituir la unidad de bobina de inducción o partes de la misma. De este modo, la unidad de bobina de inducción se puede utilizar de forma universal.

Los elementos de culata se pueden guiar de forma relativamente desplazable entre sí o, sin embargo, de forma rotatoria, donde se solapan de forma apropiada para una mejor conducción del flujo magnético.

Se podría concebir graduar los elementos de culata respectivamente de forma individual. Son más cómodas para el usuario las variantes en las que los elementos de culata se pueden graduar mediante un elemento de control común, que puede girar en el mismo eje con respecto a la bobina de inducción, que está acoplado por disposiciones de seguidores de leva de superficies de control con los elementos de culata. Mediante este elemento de control configurado, a modo de ejemplo, como disco de control dispuesto normal al eje con respecto a la bobina de inducción se puede adaptar la anchura de abertura libre de la disposición de culata en cuanto al funcionamiento al portaherramientas actual a contraer.

A continuación se explican ejemplos de realización de los aspectos de la invención mediante un dibujo. En el dibujo se muestra:

En la Fig. 1,: una representación en perspectiva de un ejemplo

de realización de un aparato de contracción de

acuerdo con la invención para portaherramientas

que se pueden contraer de herramientas

rotatorias;

En la Fig. 2,: una vista del corte por una unidad de bobina de

inducción del aparato de contracción, vista a lo

largo de una línea II-II en la Fig. 1;

En la Fig. 3,: un corte detallado por la unidad de bobina de

inducción;

En la Fig. 4,: una vista lateral parcialmente cortada de un

manguito de refrigeración del aparato de

contracción;

En la Fig. 5,: un corte longitudinal axial por el manguito de

refrigeración, visto a lo largo de una línea V-V de

la Fig. 6;

En la Fig. 6,: un corte transversal axial por el manguito de

refrigeración, visto a lo largo de una línea VI-VI en

la Fig. 5;

En la Fig. 7,: una representación en perspectiva de una variante

del manguito de refrigeración;

En la Fig. 8,: un corte transversal axial por el manguito de

refrigeración, visto a lo largo de una línea VIII-VIII

en la Fig. 7;

En la Fig. 9,: una representación en perspectiva de un elemento

de casquillo interno del manguito de refrigeración

de la Fig. 7;

En la Fig. 10,: una representación en perspectiva parcialmente

despiezada de una variante adicional de un

manguito de refrigeración;

En la Fig. 11,: una vista axial parcialmente despiezada del

manguito de refrigeración de la Fig. 10;

En la Fig. 12,: un corte longitudinal axial por una unidad de

bobina de inducción que se puede usar en el

aparato de contracción de la Fig. 1 con disposición

de culata graduable;

En la Fig. 13,: un corte detallado por la unidad de bobina de

inducción de la Fig. 12;

En la Fig. 14,: una vista superior axial sobre la unidad de bobina

de inducción de la Fig. 12;

En la Fig. 15,: una vista detallada de elementos de culata de la

unidad de bobina de inducción de la Fig. 12;

En las Fig. 16 y 17,: vistas axiales esquemáticas de una variante que

se puede usar en las bobinas de inducción de

acuerdo con la Fig. 12 de una disposición de

culata graduable;

En la Fig. 18,: una vista de corte esquemática de la disposición

de culata, vista a lo largo de una línea XVIII-XVIII

en la Fig. 16;

En las Fig. 19 y 20,: representaciones esquemáticas de una variante

adicional de una disposición de culata graduable

que se puede usar en la unidad de bobina de

inducción de la Fig. 12;

En la Fig. 21,: un corte longitudinal axial por un ejemplo de

realización de un portaherramientas que se puede

usar en relación con el aparato de contracción de

la Fig. 1 para una herramienta rotatoria y

En la Fig. 22,: un corte longitudinal axial por un detalle del

portaherramientas indicado con una flecha XXII en

la Fig. 21.

La Fig. 1 muestra un aparato de contracción 1 que se puede transportar

como una unidad para portaherramientas 3 de herramientas rotatorias 5, a modo de ejemplo, perforadoras o fresadoras. Tales portaherramientas tienen, tal como muestra, por ejemplo, la Fig. 21, un vástago de conexión 7, a modo de ejemplo, en forma de un cono de gran inclinación o un cono de gran inclinación hueco o similares, con los cuales se pueden fijar de forma centrada en una máquina herramienta así como de forma axialmente opuesta al vástago de conexión 7, una zona de alojamiento de herramienta 9 con una abertura de alojamiento 11 céntrica, esencialmente cilíndrica para el vástago 13 de la herramienta 5. El diámetro interno de la abertura de alojamiento 11 es ligeramente menor en una zona de fijación 12 del portaherramientas 3 que el diámetro externo del vástago 13, con la consecuencia de que la zona de alojamiento 9 del portaherramientas 3 se tiene que calentar antes de que se pueda introducir, debido a la dilatación térmica, el vástago 13 de la herramienta 5 en la zona de fijación 12 de la abertura de alojamiento 11. Después del enfriamiento de la zona de alojamiento 9, entonces, el vástago 13 se asienta en un ajuste forzado en el portaherramientas 3.

El aparato de contracción 1 (Fig. 1) es capaz de calentar la zona de alojamiento 9 del portaherramientas 3 suficientemente en el intervalo de pocos segundos (por ejemplo, 10 segundos), a modo de ejemplo, hasta temperaturas de 300ºC y, posteriormente, volver a enfriar la misma en un tiempo comparativamente corto (por ejemplo, 30 segundos) hasta temperatura ambiente.

Para el calentamiento de la zona de alojamiento 9, el aparato de contracción 1 tiene una unidad de bobina de inducción 15, que se alimenta por un cable flexible 17 de 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 pulsadas con una frecuencia que se puede modificar preferiblemente entre 50 Hz y algunos kHz, tal como, por ejemplo, 20 kHz, que, cuando la unidad de bobina de inducción 15 se aplica con el espacio interno 19 a su bobina de inducción 21 explicada a continuación con más detalle esencialmente de forma céntrica sobre la zona de alojamiento 9 del portaherramientas 3, induce corrientes turbulentas en el cuerpo metálico del portaherramientas 3 y calienta el mismo de modo inductivo. El generador de corriente de inducción 18 puede estar montado de forma convencional y comprender, a modo de ejemplo, un transformador de frecuencia alimentado por un circuito intermedio de corriente continua, ajustable en su potencia y su frecuencia.

Para el proceso de contracción, el portaherramientas 3 se asienta con eje vertical y abertura de alojamiento 11 orientada hacia arriba en un alojamiento o abertura de un cuerpo de alojamiento 23 sobre un plato giratorio 24 explicado a continuación con más detalle, que puede girar alrededor de un eje vertical, y, de hecho, en coincidencia axial de la bobina de inducción 21 de la unidad de bobina de inducción 15, que, a su vez, se guía de forma manualmente desplazable en una columna de guía vertical 25. La unidad de bobina de inducción 15 comprende, como también muestra la Fig. 2, un mango de manejo 27 que, por un lado, simplifica el manejo de la unidad de bobina de inducción 15 durante el movimiento de graduación vertical y, por otro lado, puede desbloquear un dispositivo de bloqueo por fricción que enclava automáticamente en el funcionamiento en reposo de la unidad de bobina de inducción 15. El mango de manejo 27, para esto, se fija en una clavija 31 de forma inclinable alrededor de un eje de rotación que tiene un recorrido transversal con respecto a la columna de guía 25 y se pre-tensa por un resorte 33 apoyado en la unidad de bobina de inducción 15 contra la columna de guía 25 que se solapa con el mango de manejo 27. En la zona de solapamiento, el mango de manejo 27 lleva un elemento de fricción 35. Si se inclina el mango de manejo 27 en contra de la pre-tensión del resorte 33, entonces, el elemento de fricción 35 se eleva de la columna de guía 25 y la unidad de bobina de inducción 15 se puede desplazar a lo largo de la columna de guía 25. El mango de manejo 27 permite en el manejo con una sola mano tanto el accionamiento de desplazamiento de la unidad de bobina de inducción 15 como la liberación del dispositivo de bloqueo de enclavamiento 29. Para continuar simplificando el manejo, en el extremo superior de la columna de guía 25 se dispone un motor de resorte 37 (Fig. 1), que activa un tambor bobinador de cable no representado con más detalle con un cable guiado a lo largo de la columna de guía 25 con respecto a la unidad de bobina de inducción 15 en el sentido de enrollamiento. El motor de resorte 37 compensa al menos parcialmente el peso de la unidad de bobina de inducción 15.

Como muestran las Figuras 2 y 3, la unidad de bobina de inducción 15 se sujeta de forma que se puede desmontar en cuanto al funcionamiento en la columna de guía 25, de tal forma que el generador de corriente de inducción 18 se puede unir con diferentes unidades de bobina de inducción 15. El mango de manejo 27 incluyendo el dispositivo de bloqueo de enclavamiento 29 se aplican para esto en un carro 41 desplazable a lo largo de la columna de guía 25 apoyados sobre rodamientos de bolas, que fija la unidad de bobina de inducción 15 de forma desplazable mediante un carril de guía con forma de cola de milano 43 que tiene un recorrido transversal con respecto al carril de guía 25. Una clavija de bloqueo 47 guiada de forma desplazable en el carro en contra de un resorte 45 fija por un encaje que se puede deshacer en una escotadura de retención 49 de la unidad de bobina de inducción 15 la misma en el carro 41.

Para el proceso de calentamiento se inserta el portaherramientas 3 en el cuerpo de alojamiento 23 del plato giratorio 24 y la unidad de bobina de inducción 15 se desciende desde la posición elevada representada en la Fig. 1, hasta que la bobina de inducción 21 rodea la zona de alojamiento 9. Por presión de un conmutador de pulsación 45 dispuesto en la unidad de bobina de inducción 15 en una proximidad adecuada para el manejo con una sola mano con respecto al mango de manejo 27 se conecta la alimentación de corriente de inducción de la bobina de inducción 21, lo que se indica por una bombilla de indicación 48 dispuesta igualmente en la unidad de bobina de inducción 15 para la duración de conexión de la corriente. La corriente de inducción fluye durante el tiempo de activación que se puede elegir libremente del conmutador

45. El generador de corriente de inducción 18 desconecta la corriente solamente después de un intervalo de tiempo de seguridad predefinido, para evitar daños de calentamiento no intencionados en la herramienta o en el portaherramientas. El operario del aparato de contracción 1 activa el conmutador 45 solamente hasta que la herramienta 5 descienda por sí misma o con una pequeña ayuda manual en la abertura de alojamiento 11 orientada verticalmente del portaherramientas 3. Directamente después se puede desconectar la corriente de inducción y se pueden evitar calentamientos innecesarios del portaherramientas 3.

Para no tener que extraer el portaherramientas 3 para la fase posterior de enfriamiento del cuerpo de alojamiento 23, a su vez, el cuerpo de alojamiento 23 se dispone sobre el plato giratorio 24 y se mueve junto con el mismo y el portaherramientas 3 que se asienta en el cuerpo de alojamiento 23 hasta una posición, en la que se aplica un manguito de refrigeración 53 alimentado por mangueras flexibles 49 con líquido refrigerante de un conjunto de refrigeración 51 sobre la zona de alojamiento 9 del portaherramientas 3 de forma que tiene un contacto plano. El contacto de apoyo plano de la cubierta interna del manguito de refrigeración 53 en la cubierta externa de la zona de alojamiento 9 del portaherramientas 3 y la refrigeración del manguito de refrigeración 53 por el líquido refrigerante que circula en un circuito cerrado por el manguito de refrigeración 53 y el conjunto de refrigeración 51 sirven para un enfriamiento muy rápido del portaherramientas 3 hasta temperatura ambiente. Para excluir lesiones por quemaduras en los portaherramientas calentados hasta varios 100ºC, el plato giratorio 24 está provisto de trinquetes activos dependiendo del sentido de giro, que permiten un giro solamente en el sentido de giro indicado por una flecha 55, en la que se mueve el portaherramientas 3 alejándose del lado de operario del aparato de contracción 1 desde la posición de calentamiento debajo de la unidad de bobina de inducción 15 a la posición destinada a la aplicación del manguito de refrigeración 53.

El plato giratorio 24 lleva, tal como la muestra la Fig. 1, distribuido sobre su perímetro más de dos, en este documento, tres cuerpos de alojamiento 23 y también el conjunto de refrigeración 51 alimenta al mismo tiempo varios manguitos de refrigeración 53. De este modo se pueden enfriar al mismo tiempo varios portaherramientas, sin que se impida de este modo el calentamiento inductivo de los portaherramientas. Los manguitos de refrigeración 53 tienen ojales 55, con los que se enganchan de forma desmontable en una pared de sujeción 57 del aparato de contracción 1. Por lo demás, en la pared de sujeción también se proporcionan ranuras 59, en las que se guían las mangueras de líquido refrigerante 49 de los manguitos de refrigeración 53 de forma desplazable longitudinalmente y ordenada.

Los manguitos de refrigeración 53 pueden tener un diámetro interno diferente y una forma interna diferente, dependiendo de los portaherramientas 3 a enfriar; sin embargo, también pueden tener dimensiones iguales, en el caso de que se tenga que contraer solamente el mismo tipo de portaherramientas. También los cuerpos de alojamiento 23 se pueden sujetar de forma desmontable en el plato giratorio 24. En el ejemplo de realización representado, los tres cuerpos de alojamiento 23 se fijan con holgura en un buje 61 común, de tal forma que el grupo de estos cuerpos de alojamiento 23 se puede sustituir como unidad constructiva. La holgura de la fijación del buje evita un 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 caso del conjunto de refrigeración 51 se trata preferiblemente de un conjunto que trabaja según el principio de bomba térmica, a pesar de que también son adecuados otros conjuntos de refrigeración. Los manguitos de refrigeración 53 individuales se pueden conectar entre sí en paralelo al conjunto de refrigeración y, en un caso dado, se pueden conectar y desconectar individualmente. En la realización representada, los conjuntos de refrigeración están conectados en serie en un circuito común de refrigeración y se enfrían por el líquido refrigerante independientemente de si se están utilizando o no.

Las Fig. 4 a 6 muestran detalles del manguito de refrigeración 53. El manguito de refrigeración 53 comprende dos elementos de carcasa 67, 69 dispuestos coaxialmente entre sí, de los cuales, el elemento de carcasa externo 69 está configurado como una sección de tubo cilíndrico de pared comparativamente más gruesa, y por tanto, mecánicamente más estable, cerrada de manera anular y tiene una superficie de cubierta interna 71 con forma de cilindro circular. El elemento de carcasa interno 67 tiene en su pared de tubo una ranura 73 continua tanto axial como radialmente y se apoya con su superficie perimetral 75 externa con forma de cilindro circular en la superficie de cubierta interna 71 del elemento de carcasa externo 69. La superficie de cubierta interna 72 del elemento de carcasa interno 67 se adapta en su anchura de abertura y en su ángulo de cono a las correspondientes dimensiones de la zona de fijación o alojamiento 9 a enfriar del portaherramientas 3 de forma estrecha, de tal forma que el elemento de carcasa interno 67 con manguito de refrigeración 53 aplicado sobre el portaherramientas 3 se sitúa en un contacto de apoyo directo, de mayor superficie posible, con respecto al portaherramientas 3. Para evitar un enclavamiento del elemento de carcasa interno 67 sobre el portaherramientas 3 y posibilitar una adaptación de forma de las superficies en contacto entre sí del elemento de carcasa interno 67 y del portaherramientas, la pared del elemento de carcasa interno 67 contiene una ranura 73 continua tanto radial como axialmente, que se extiende axialmente.

La cubierta externa 75 del elemento de carcasa interno 67 contiene, no solapante con la ranura 73, un surco 77 con forma de meandro, que termina en aberturas de conexión 79 que pasan a través del elemento de carcasa externo 69 para las mangueras de refrigeración 50 (Fig. 1). El surco 77 forma junto con la cubierta interna 71 del elemento de carcasa externo 69 un canal de líquido refrigerante en el interior del manguito de refrigeración 53. La zona cubierta por el surco 77 de la superficie de cubierta externa 75 del elemento de carcasa interno 67 se cubre por un anillo de junta 81 cerrado de forma anular, que se extiende en sentido periférico a lo largo de los extremos axiales del elemento de carcasa interno 67 por un lado y a ambos lados de la ranura 73 axialmente. El anillo de junta 81 impermeabiliza la zona del surco 77 hacia el exterior y, de hecho, de tal forma que el elemento de carcasa interno 67 todavía se puede deformar en cierta medida radialmente para la compensación de tolerancias de dimensión de la superficie de cubierta interna 72 cónica con respecto al portaherramientas 3. Para garantizar una elasticidad suficiente del elemento de carcasa interno 67, la separación entre el fondo de surco 77 y la superficie de cubierta interna 72 a lo largo de la longitud del surco 77 es aproximadamente constante y comparativamente pequeña. Las dimensiones radiales y axiales del corte transversal del surco, a este respecto, son mayores que las zonas de material entre secciones adyacentes del surco 77 por un lado y el grosor radial del corte transversal de la carcasa en la zona de los fondos de surco.

A continuación se explican variantes de manguitos de refrigeración, que se pueden utilizar en lugar del manguito de refrigeración de las Fig. 4 a 6 en el aparato de contracción de la Figura 1. Los componentes con el mismo efecto están provistos de las referencias de las Fig. 4 a 6 y, para la diferenciación, con una letra. Para la explicación de la construcción y el funcionamiento se hace referencia a la respectiva descripción anterior, particularmente de las Fig. 4 a 6.

Mientras que el elemento de carcasa externo 69 del ejemplo de realización de las Fig. 4 a 6 tiene forma de cilindro circular y no tiene ranuras, el elemento de carcasa externo 69a del manguito de refrigeración 53a representado en las Fig. 7 a 9 se configura como carcasa cónica y, de forma correspondiente, el elemento de carcasa interno 67a tiene una cubierta externa cónica 75a. El elemento de carcasa interno 67a, a su vez, tiene una ranura 73a continua axial y radialmente, que se extiende axialmente. De forma coincidente con esta ranura 73a también el elemento de carcasa externo 69a está provisto de una ranura 83 continua axial y radialmente, que posibilita junto con la ranura 73a una compensación de dilatación del manguito de refrigeración 53a. A lo largo de la ranura 83 actúan en el elemento de carcasa externo 69a resortes de pre-tensión 84, que pre-tensan los bordes de la ranura entre sí. Los resortes de pre-tensión 84 pueden estar montados con sus extremos en el elemento de carcasa externo 69a; sin embargo, los resortes también pueden estar configurados como resortes anulares cerrados de forma anular, que rodean el elemento de carcasa 69a.

Los manguitos de refrigeración que se han explicado anteriormente se construyen con ayuda de elementos de carcasa, que, en un caso dado, se extienden como una pieza excepto una ranura de dilatación sobre todo el perímetro. Las Fig. 10 y 11 muestran una variante de un manguito de refrigeración 53b que se construye a partir de varios, en este documento, cuatro segmentos de manguito 85 respectivamente cerrados y que forman respectivamente una sección de canal de refrigeración. Cada uno de los segmentos de manguito 85 consiste en un segmento de carcasa interno 67b interno limitado en sentido periférico por paredes terminales 87 y un segmento de carcasa externo 69b, cuya cubierta interna 71b está adaptada a la cubierta externa 75b del segmento de carcasa interno 67b. En la cubierta externa 75b del segmento de carcasa interno 67b se moldea a su vez para la formación de un canal de líquido refrigerante cerrado por el segmento de carcasa externo 69b un surco 77b con forma de meandro, cuyos extremos están provistos de aberturas de conexión 79 que atraviesan el segmento de carcasa externo 69b para las mangueras de líquido refrigerante 49 o, sin embargo, para una manguera de unión 89 asimismo flexible, que une la sección de líquido refrigerante de uno de los segmentos de manguito 85 con la sección de canal de líquido refrigerante del segmento de manguito 85 adyacente en sentido periférico. Cada uno de los segmentos de manguito 85 está impermeabilizado para sí mismo por un anillo de junta 81b, como se explicó anteriormente para el anillo de junta 81.

En el ejemplo de realización representado, los segmentos de carcasa externos 69b están configurados como secciones de un tubo con forma de cilindro circular y el segmento de carcasa interno 67b tiene, de forma correspondiente a esto, un contorno externo con forma de sección de cilindro circular, mientras que la cubierta interna 72b se adapta al contorno externo del portaherramientas y tiene, a modo de ejemplo, forma de cono. Se entiende que el segmento de carcasa externo 69b también puede estar configurado con forma de cono, como se representa en la Fig. 7.

Los segmentos de manguito 85 se mantienen juntos de forma elástica radialmente axialmente a ambos lados del manguito de refrigeración 53b por respectivamente un resorte anular 91, que rodea salientes del lado frontal de los segmentos de carcasa internos 67b. El resorte anular 91 se puede sujetar en un caso dado también en los segmentos de carcasa externos 69b. Los resortes anulares 91 se asientan a este respecto al menos sobre la mitad de su diámetro de espiral con poca holgura en surcos 92 que coinciden entre sí en sentido periférico de los salientes y sirven al mismo tiempo para la orientación axial y fijación de los segmentos de manguito 85 entre sí.

Las Fig. 12 a 15 muestran detalles de la unidad de bobina de inducción

15. La unidad de bobina de inducción 15 lleva en una abertura de alojamiento 93 con forma de cilindro circular un cuerpo básico 95 que consiste en material no magnético el devanado de alambre 99 enrollado sobre un cuerpo de bobina 97 de la bobina de inducción 21. Para el agrupamiento del campo magnético sobre el portaherramientas a insertar en el espacio interno del devanado 99, a calentar de forma inductiva, se dispone sobre el lado externo del devanado 99 una disposición de culata 101 de material ferromagnético, a modo de ejemplo, ferrita. La disposición de culata 101 tiene un elemento de culata 103 axial que rodea con forma de carcasa el perímetro externo del devanado 99, formado en un caso dado por varias placas dispuestas con separación entre sí, al que se conectan elementos de culata 105 que actúan radialmente por los extremos axiales del devanado 99. Los elementos de culata 105 pueden estar configurados como discos anulares o, sin embargo, asimismo como placas de segmento dispuestas con separación entre sí.

El diámetro interno de la abertura 19 está diseñado para el diámetro máximo de los portaherramientas a calentar. Para obtener también con una separación radial comparativamente grande del devanado 99 del portaherramientas corrientes de inducción lo suficientemente grandes, en al menos un extremo axial del devanado 99 se asienta una disposición de pieza de polo 107 que sobresale radialmente por la periferia interna del devanado 99 al interior de la abertura 19 con diámetro interno variable, adaptable libremente al diámetro externo del portaherramientas en cuanto a la técnica de funcionamiento. La disposición de pieza de polo 107 tiene una pluralidad de elementos de culata 109 distribuidos en sentido periférico del devanado 99 y que se solapan preferiblemente también en sentido periférico, de material ferromagnético, a modo de ejemplo, material de ferrita, que se guían respectivamente radialmente de forma desplazable en pernos 111 (Fig. 13) radiales, fijados firmemente en el cuerpo básico 95. En el cuerpo básico 95 se guía además de forma giratoria un disco de control 113 en el mismo eje con respecto a la bobina de inducción 21, que tiene para cada uno de los elementos de culata 109 una ranura de control 115 que tiene un recorrido oblicuo con respecto al sentido periférico, en la que encaja una clavija de seguidor de leva 117 que sobresale del elemento de culata 109. Por giro del disco de control 113, los elementos de culata 109 se pueden desplazar de forma común radialmente al interior de la abertura 19 o se pueden extraer de la misma. El diámetro libre de la disposición de pieza de polo 107 se puede modificar de este modo en cuanto al funcionamiento por giro del disco de control 113.

En algunas realizaciones es suficiente si en el lado superior de la bobina de inducción 21 se dispone una disposición de pieza de polo 107 del tipo que se ha explicado, ya que esta disposición de pieza de polo se puede llevar entonces a solapamiento con el lado frontal del portaherramientas. Con 107’ se indica una disposición adicional de pieza de polo en el lado inferior de la bobina de inducción 21, que se puede proporcionar en un caso dado de forma adicional o también alternativamente con respecto a la disposición de pieza de polo 107. Siempre que en los extremos axiales del devanado 99 se proporcionen disposiciones de pieza de polo 107 o 107’, también se pueden omitir los elementos de culata radiales 105 en ese caso.

A continuación se explican variantes de disposiciones de pieza de polo, tal como se pueden usar en la unidad de bobina de inducción 15 de las Fig. 12 a 15. Los componentes con el mismo efecto se indican con las referencias utilizadas anteriormente y están provistas para la diferenciación de una letra. Para la explicación de la construcción y el modo de acción se hace referencia a la anterior descripción.

En la disposición de pieza de polo de las Fig. 12 a 15, los elementos de culata se guían de forma radialmente desplazable en el cuerpo básico de la unidad de bobina de inducción. Las Fig. 16 a 18 muestran una variante, en la que varios elementos de culata 109 con forma de disco circular se alojan en pernos 119 que tienen un recorrido paralelo con respecto al eje de bobina de forma que pueden rotar de forma excéntrica con respecto al centro de su disco en el cuerpo básico 95. Los elementos de culata 109c forman también en este caso una disposición de pieza de polo 107c variable, que mediante un disco de control 113c giratorio de forma céntrica con respecto al eje de bobina se pueden introducir por rotación de forma común en la abertura 19 de la unidad de bobina de inducción o extraer por rotación de la misma. Los elementos de control 109c tienen para esto a su vez pernos de seguimiento de leva 117c céntricos, que se guían en ranuras 115c que tienen un recorrido oblicuo con respecto al sentido periférico del disco de control 113c. La Fig. 16 muestra a este respecto los elementos de culata 109c en su posición alejada del eje de bobina, mientras que la Fig. 17 muestra la posición próxima al eje de bobina.

En la realización de las Fig. 16 a 18, los elementos de culata tienen forma de disco circular. Las Fig. 19 y 20 muestran una variante, en la que los elementos de culata tienen forma alargada y en su extremo alejado del eje de la bobina de inducción se alojan de forma rotatoria mediante pernos articulados 119d en el plano frontal de la bobina de inducción 21. También los elementos de culata 109d llevan pernos de seguimiento de leva 117d, que encajan en ranuras 115d que tienen un recorrido oblicuo con respecto al sentido periférico de un disco de control común. La Fig. 19 muestra los elementos de culata 109d en su posición alejada del eje de bobina; la Fig. 20 muestra la posición próxima al eje de bobina de los elementos de culata.

En el dispositivo de contracción de acuerdo con la Fig. 1, las herramientas 5 a insertar en el portaherramientas 3 se insertan con el vástago vertical desde arriba en la abertura de alojamiento 11, en cuanto la abertura de alojamiento 11 se haya dilatado térmicamente de forma suficiente. Como muestran las Fig. 21 y 22, para esto se proporciona en el extremo de introducción de la herramienta de la abertura de alojamiento 11 una sección de introducción 121, cuyo diámetro mínimo es mayor que el de la abertura de alojamiento 11 y ligeramente mayor que el diámetro externo del vástago de la herramienta 13 a insertar en la abertura de alojamiento 11. El vástago de herramienta 13, por tanto, se puede insertar incluso con un portaherramientas 3 todavía no dilatado térmicamente con su extremo de vástago inferior en la zona de introducción 121, donde se pre-centra con respecto a la abertura de alojamiento 11. Cuando se quiere conseguir que el vástago de herramienta 13 se sujete sin enclavarse de forma vertical en la zona de introducción 121, es decir, a continuación pueda descender automáticamente o con una pequeña ayuda manual en la abertura de alojamiento 11 dilatada térmicamente, la zona de introducción 121 tiene que tener una determinada longitud mínima en sentido axial. Por otro lado, la zona de introducción 121 no debe ser demasiado larga, ya que disminuye la superficie que transmite el par de giro de la abertura de alojamiento 11 y, por lo tanto, el par de giro que se puede transmitir por el portaherramientas. Una prolongación de la abertura de alojamiento 11 no se puede conseguir en cualquier caso, ya que de este modo se amplía la longitud en voladizo del portaherramientas 3 y se pueden producir vibraciones de la herramienta durante el funcionamiento.

La Fig. 22 muestra detalles de una configuración preferida del portaherramientas 3, que con una extensión axial comparativamente corta de la zona de introducción 121 no solamente simplifica considerablemente la introducción del vástago 13, sino que también, a pesar de la extensión axial corta, puede centrar el vástago 13 de la herramienta 5 esencialmente sin error de inclinación con respecto a la abertura de alojamiento 11. La zona de introducción 121 tiene para esto en el extremo de inserción de la zona de introducción 121 un reborde anular periférico 123 con un contorno de corte transversal con forma de sección circular en sección longitudinal axial del portaherramientas 3. La separación radial 125 del reborde anular 123 del eje de giro del portaherramientas 3 es en cualquier punto del reborde anular 123 mayor que el radio 127 de la abertura de alojamiento 11 y, por tanto, también mayor que el radio del vástago de la herramienta 13. Entre el reborde anular 123 y el extremo próximo a la abertura de inserción de la abertura de alojamiento 11 se extiende una sección de transición con forma de cono 129, que se une esencialmente de forma directa en un lado al reborde anular 123 y, en el otro lado, a la zona de fijación 12 de la abertura de alojamiento 11. El menor diámetro de la zona de transición 129 se corresponde a este respecto al diámetro de la abertura de alojamiento 11. El mayor diámetro de la zona de transición 129 es mayor que el diámetro libre del reborde anular 123.

Ya que el reborde anular 123 tiene un contorno con forma de sección circular, sin embargo, está formado al menos con forma esférica, el vástago de la herramienta 13 se puede introducir al menos inicialmente también con un error de inclinación comparativamente grande con respecto al eje del portaherramientas 3 y se incorpora a continuación con el contacto con la zona de transición 129 con forma de cono. La zona de transición con forma de cono tiene una extensión axial, que tiene como máximo diez veces, preferiblemente menos de cinco veces la extensión axial del reborde anular 123. A pesar de que de este modo se puede mantener globalmente pequeña la longitud axial de la zona de introducción 121, la longitud de guía, con la que se incorpora el vástago de la herramienta 13, es suficientemente grande.

Claims

REIVINDICACIONES

1.

Dispositivo de contracción para al menos un portaherramientas (3) que sujeta una herramienta de rotación en un ajuste forzado en un abertura de alojamiento (11) céntrica, con un dispositivo calefactor (15, 18) configurado como dispositivo calefactor de inducción para la dilatación térmica del portaherramientas (3) en la zona de la abertura de alojamiento (11), donde el dispositivo calefactor (15, 18) presenta una unidad de bobina de inducción (15) guiada de forma desplazable en una columna de guía vertical (25) con eje de bobina vertical, que está unida particularmente por un cable flexible (17) con un generador de corriente de inducción (18) fijo con respecto a la columna, caracterizado por que en la unidad de bobina de inducción (15) se dispone un conmutador de pulsación (46) a accionar manualmente, mediante el cual se puede conectar y desconectar de forma que se puede seccionar libremente la alimentación de corriente de inducción de la unidad de bobina de inducción (15) al menos durante un intervalo de tiempo limitado, por que la unidad de bobina de inducción (15) mediante un dispositivo de enclavamiento de bloqueo (29) desmontable contra pre-tensión de resorte se puede bloquear en la columna de guía (25) en una posición vertical aleatoria y por que el dispositivo de enclavamiento de bloqueo (29) presenta un mango de manejo (27) dispuesto en proximidad de manejo con una sola mano con respecto al conmutador de pulsación (46) para liberar el bloqueo.
2.

Dispositivo de contracción de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que presenta un plato giratorio (24) que puede girar alrededor de un eje de giro particularmente vertical con varios alojamientos (23) para portaherramientas (3), que sujetos en respectivamente en uno de los alojamientos (23) se puedan mover sucesivamente por la zona de acción del dispositivo calefactor (15, 18) y un dispositivo de refrigeración (51, 53), donde el dispositivo de refrigeración (51, 53) presenta al menos un manguito de refrigeración (53) por el que puede pasar líquido refrigerante, que se puede aplicar sobre el portaherramientas (3) en contacto de rozamiento, que se conecta a mangueras de líquido refrigerante (49) flexibles, de tal forma que puede seguir el movimiento de giro del plato giratorio (24).
3.

Dispositivo de contracción de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por que el plato giratorio (24) presenta un bloqueo de sentido de giro, que bloquea el movimiento de giro en un sentido de giro predeterminado particularmente desde la zona del dispositivo calefactor (15, 18) hacia el lado del usuario del dispositivo de contracción.
4.

Dispositivo de contracción de acuerdo con la reivindicación 2 ó 3, caracterizado por que los alojamientos (23) se disponen en una unidad sujeta de forma sustituible en el plato giratorio (24).
5.

Dispositivo de contracción de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado por que la unidad comprende un buje (61) esencialmente céntrico con respecto al eje de giro del plato giratorio (24) y varios cuerpos de alojamiento que forman los alojamientos (23), que se sujetan con holgura en el buje (61) y que se guían en guías (63) del plato giratorio (24).
6.

Dispositivo de contracción de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el dispositivo calefactor de inducción (15, 18) presenta una unidad de bobina de inducción (15) con una bobina de inducción

(21) que se puede aplicar para la dilatación térmica esencialmente de forma concéntrica sobre la zona de la abertura de alojamiento (11) del portaherramientas (3) así como una disposición de culata (101) que se extiende a lo largo del perímetro externo de la bobina de inducción (21) axialmente y a lo largo de al menos una de las dos superficies terminales axiales de la bobina de inducción (21) radialmente de material ferromagnético, donde la zona adyacente al extremo de introducción de herramienta y/o alejada del extremo de introducción de herramienta de la disposición de culata (101) presenta varios elementos de culata (109) que sobresalen radialmente a lo largo del perímetro interno de la bobina de inducción (21) hacia el interior, guiados de forma móvil relativamente entre sí de material ferromagnético, cuyo saliente radial se puede modificar en cuanto al funcionamiento a lo largo del perímetro interno de la bobina de inducción (21).
7. Dispositivo de contracción de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado por que los elementos de culata (109) se guían de forma desplazable o rotatoria entre sí.
8. Dispositivo de contracción de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado por que los elementos de culata (109) se solapan entre sí en 5 sentido periférico y se guían de forma desplazable radialmente con respecto a la bobina de inducción (21).
9. Dispositivo de contracción de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado por que los elementos de culata (109c, d), se solapan entre sí en 10 sentido periférico y pueden rotar alrededor de ejes de rotación (119; 119a) que tienen un recorrido paralelo al eje con respecto a la bobina de inducción (21).
10. Dispositivo de contracción de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado por que los elementos de culata (109) se pueden graduar 15 mediante un elemento de control (113) común, que puede girar en el mismo eje con respecto a la bobina de inducción (21), que está acoplado por disposiciones de seguidores de leva de superficie de control (115, 117) con los elementos de culata (109).