ES2902145T3 - Dispositivo para aspirar las partículas en una herramienta con unidad sensora integrada - Google Patents

Dispositivo para aspirar las partículas en una herramienta con unidad sensora integrada Download PDF

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Abstract

Dispositivo (1, 50) para aspirar las partículas en una herramienta (10), donde el dispositivo (1, 50) presenta un dispositivo de medición (2, 32, 52) con al menos un sensor (3, 33, 43, 53) para detectar los parámetros de funcionamiento de la herramienta (10) y una rueda de aletas (8, 58) que está diseñada para generar un flujo de aire (11, 31, 51) para aspirar las partículas que se originan durante el funcionamiento de la herramienta (10), donde la rueda de aletas (8, 58) se puede colocar coaxialmente al vástago (9) de la herramienta (10), caracterizado porque el dispositivo de medición (2, 32, 52) se puede colocar en la rueda de aletas (8, 58), donde el dispositivo de medición (2, 32, 52) presenta una forma cónica (25) en un lado exterior y la forma cónica (25) presenta un contacto entre el dispositivo de medición (2, 32, 52) y la rueda de aletas (8, 58).

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo para aspirar las partículas en una herramienta con unidad sensora integrada
Estado de la técnica
La invención parte de un dispositivo para aspirar partículas en una herramienta o en un procedimiento para detectar los parámetros de funcionamiento de una herramienta.
Un grupo operativo para grabar y/o cortar objetos con una herramienta ya se conoce por el documento EP1940585B1. A este respecto, los desechos en forma de polvo se eliminan durante el grabado o corte mediante un efecto de succión de una rueda de aletas.
Además, por el documento EP2422925B1 se conoce un dispositivo de evacuación para evacuar las partículas de una herramienta. A este respecto, una rueda de aletas está configurada para evacuar las partículas por medio de un flujo de aire. Un separador aguas arriba separa las partículas del aire antes de pasar la rueda de aletas.
Además, por el documento DE102015005718A1 se conoce un portaherramientas con una disposición de supervisión y una unidad sensora para detectar los parámetros de funcionamiento del portaherramientas, y por el documento DE102015220533A1 se conoce un portaherramientas con una unidad sensora integrada para detectar los datos relacionados con el funcionamiento del portaherramientas.
El documento DE 10 2014 224570 A1 da a conocer un dispositivo (32) para aspirar las partículas en una herramienta (30), donde el dispositivo (32) presenta una rueda de aletas (52) que está diseñado para generar un flujo de aire para aspirar las partículas que se originan durante el funcionamiento de la herramienta (30), donde la rueda de aletas (52) se puede colocar de forma coaxial con respecto al vástago (42) de la herramienta (30) (véase el párrafo [0026]), donde el dispositivo (32) presenta un dispositivo de medición (14) con al menos un sensor (16) para detectar los parámetros de funcionamiento de la herramienta (30).
SEAVER MET AL: "strain measurements from FBGs embedded in rotating composite propeller blades", PROCEEDINGS OF OSA/OFS 2006, 23 de octubre de 2006 (2006-10-23), páginas TH D2-1, XP002512784 describe los esfuerzos de los autores para embeber matrices de sensores de rejilla de Bragg en fibra en palas de hélice compuestas y para detectar las solicitaciones dinámicas que experimentan estas palas durante la prueba del túnel de agua. Los resultados muestran grandes cambios de extensión, que dependen de la posición de las palas en un campo de flujo no estacionario, y la dependencia de estas extensiones de la distancia a lo largo de la cuerda media de las hojas.
Una célula de carga con sensores montada en un eje giratorio se describe en DIOGO SILVA ET AL: "Measuring Torque and Temperature in a Rotating Shaft Using Commercial SAW Sensors", SENSORS, Vol. 17, N.° 7, 2 de julio de 2017 (2017-07-02), página 1547, XP055528632, DOI: 10.3390/s17071547.
Descripción de la invención
Ventajas de la invención
El dispositivo según la invención para aspirar las partículas en una herramienta con las características de la reivindicación independiente tiene en cambio la ventaja de que es posible un intercambio del dispositivo de medición sin equilibrado posterior mediante un asiento autocentrante. Para ello, el dispositivo presenta una forma cónica en el lado exterior y la forma cónica presenta un contacto entre el dispositivo de medición y la rueda de aletas.
Perfeccionamientos y mejoras ventajosos del dispositivo especificado en las reivindicaciones independientes son posibles mediante las medidas enumeradas en las reivindicaciones dependientes.
Es ventajoso si el sensor es un sensor de temperatura, un sensor de vibración, un sensor de humedad del aire, un sensor electrostático, un sensor de luz o un sensor de imagen. Así pues se pueden reconocer cambios en el aire directamente en la herramienta, anomalías debidas a vibraciones en la herramienta y/o una turbidez en el flujo de aire, que indican obstrucciones de la aspiración por partículas, como por ejemplo virutas. Por ejemplo, un aumento en la humedad del aire en virutas de madera indica una restricción de la capacidad de aspiración. Por ejemplo, un sensor electrostático puede medir si se aplica una carga elevada en la herramienta.
El dispositivo presenta de manera conveniente una fuente de tensión que está dispuesta en la rueda de aletas o el dispositivo de medición. Por consiguiente garantiza el suministro de energía del dispositivo de medición.
Es ventajoso si la fuente de tensión es un acumulador, una célula solar o un elemento piezoeléctrico. Por consiguiente se produce la posibilidad de la cosecha de energía.
Además, es ventajoso si el dispositivo presenta un canal para guiar un flujo de aire a lo largo del sensor. De esta manera, el flujo de aire se conduce directamente desde la herramienta al sensor sin mezclarse con el aire ambiente, de modo que, por ejemplo, los cambios de temperatura en la herramienta se detectan rápidamente sin que la herramienta se tenga que modificar.
De manera conveniente, el dispositivo de medición presenta orificios para tornillos para la fijación en la rueda de aletas, de modo que el dispositivo de medición se puede asegurar a la rueda de aletas por medio con tornillos o una rosca central con un medio de apriete y una llave dinamométrica.
Además, es ventajoso si el dispositivo de medición presenta varios sensores uniformes a la misma distancia entre sí. De este modo se logra una distribución de masa uniforme y, por lo tanto, se simplifica el equilibrio. Además, la disponibilidad en caso de fallo de un sensor se mejora mediante la redundancia.
Es ventajoso si el dispositivo de medición presenta una antena conectada al sensor. De este modo los valores del sensor se pueden enviar en base a radio.
Además, es ventajoso si la antena conectada al sensor está dispuesta en el dispositivo de medición de tal manera que la antena presente un medio que atenúe ligeramente las ondas de radio en al menos tres lados. De este modo, una señal de radio emitida por la antena puede llegar del dispositivo de medición con solo una pequeña pérdida de señal. Breve descripción de los dibujos
Ejemplos de realización de la invención están representados en los dibujos y se explican con más detalle en la siguiente descripción.
Muestran
Figura 1 una representación esquemática en perspectiva de una forma de realización de un dispositivo según la invención para aspirar las partículas en una herramienta con un dispositivo de medición;
Figura 2 una sección transversal a través de otra forma de realización del dispositivo según la invención para aspirar las partículas en una herramienta con un dispositivo de medición;
Figura 3 una sección transversal a través del dispositivo de medición de la figura 2;
Figura 4 un fragmento de la sección transversal del dispositivo de medición de la figura 3;
Figura 5 una representación esquemática en perspectiva de un dispositivo de medición de una forma de realización del dispositivo según la invención; y
Figura 6 una vista del lado inferior del dispositivo de medición de la figura 5.
Formas de realización de la invención
La figura 1 muestra una representación esquemática de una forma de realización 1 de un dispositivo según la invención para aspirar las partículas. La primera forma de realización 1 presenta un dispositivo de medición 2, una rueda de aletas 8, un sensor 3, un elemento piezoeléctrico 4, un acumulador 5 y una célula solar 7. La rueda de aletas 8 y el dispositivo de medición 2 se montan coaxialmente en un vástago 9 de una herramienta 10. El acumulador 5 y la célula solar 7 están dispuestos en un lado superior 6 de la rueda de aletas 8. Además, está representado un flujo de aire 11, que fluye a través de la rueda de aletas 8 y el dispositivo de medición 2. La herramienta 10 puede girar hacia la izquierda, como se representa, o hacia la derecha alrededor de su eje de rotación. El sensor 3 está dispuesto dentro del dispositivo de medición 2.
La figura 2 muestra otra forma de realización 50 de un dispositivo según la invención en sección transversal. La segunda forma de realización 50 presenta una rueda de aletas 58 con una abertura 59, un dispositivo de medición 52 y un sensor 53. El dispositivo de medición 52 presenta un paso. El paso está dispuesto en el interior de la herramienta. Un flujo de aire 51 se conduce a través del dispositivo de medición 52, por delante del sensor 53 y la abertura 59 en la rueda de aletas. La rueda de aletas 58 y el dispositivo de medición 52 están colocados coaxialmente en la herramienta 10. El lado exterior del dispositivo de medición 52 presenta una forma cónica 25. El dispositivo de medición 52 entra en contacto con la rueda de aletas 58 con una punta de la forma cónica 25. El sensor 53 está dispuesto en un lado interior del dispositivo de medición 52 hacia el paso. El sensor 53 está dispuesto de tal manera que este está abierto en tres lados.
La rueda de aletas 58 es, por ejemplo, una turbina.
La figura 3 muestra el dispositivo de medición 52 separado de la rueda de aletas 58. El dispositivo de medición 52 presenta sensores 53, un acumulador 27 y la forma cónica 25.
La figura 4 muestra la forma cónica 25 en un fragmento de la sección transversal del dispositivo de medición 52 de la figura 3. La forma cónica 25 resulta de una superficie de contacto representada arriba en la figura 4 y un ángulo 26 que determina una inclinación de una superficie que cae hacia dentro.
La figura 5 muestra una representación esquemática en perspectiva de un dispositivo de medición 32 de una forma de realización del dispositivo según la invención. El dispositivo de medición 32 presenta un sensor 33, un canal 39 a través del cual se conduce un flujo de aire 31.
La figura 6 muestra una vista del lado inferior 42 del dispositivo de medición 32 de la figura 5. El dispositivo de medición presenta varios sensores uniformes 43. Los sensores 43 están dispuestos a la misma distancia en el dispositivo de medición.
Además del sensor 3, 33, 43, 53, el dispositivo de medición2, 32, 52 presenta, por ejemplo, una unidad de procesamiento de datos, una unidad de radio y/o una unidad de memoria. Por ejemplo, la unidad de procesamiento de datos es un microcontrolador; por ejemplo, la unidad de radio es un módulo emisor/receptor Bluetooth con una antena.
El sensor 3, 33, 43, 53 es, por ejemplo, un sensor de temperatura, un sensor de vibración, un sensor de humedad del aire, un sensor electrostático, un sensor de luz o un sensor de imagen. El sensor de luz es, por ejemplo, una fotocélula o un sensor de infrarrojos. El sensor de imagen es, por ejemplo, un sensor CMOS o CCD.
El sensor 3, 33, 43, 53 puede estar dispuesto, por ejemplo, en el borde, de forma transversal o longitudinal en el dispositivo de medición 2, 32, 52. Por ejemplo, el sensor 3, 33, 43, 53 está conectado a una antena y la antena está al menos en tres lados en el medio aire o en el medio plástico o en otro material que atenúa ligeramente una señal de radio. Un material que atenúa ligeramente una señal de radio tiene, por ejemplo, una atenuación de 0% a 10%. Los datos de los parámetros de funcionamiento detectados por el dispositivo de medición 2, 32, 52 a través del sensor 3, 33, 43, 53 son, por ejemplo, temperatura y humedad del flujo de aire 11, 31, 51 o fotografías de la herramienta 10 en funcionamiento o de un material procesado con ella.
Un procedimiento para detectar los parámetros de funcionamiento de la herramienta 10 pone en funcionamiento la herramienta 10 en una primera etapa del procedimiento, de modo que la herramienta 10 rote a lo largo del eje de rotación diseñado para el funcionamiento. En una segunda etapa del procedimiento, un flujo de aire11 , 31, 51 se guía por delante de la herramienta rotativa 10. En una tercera etapa del procedimiento se genera un flujo de aire 11, 31, 51, el flujo de aire 11, 31, 51 se guía por delante de la herramienta rotativa 10 y un sensor 3, 33, 43, 53 rota coaxialmente alrededor de la herramienta 10. En otra etapa de procedimiento, el sensor 3, 33, 43, 53 detecta un valor físico. El valor se evalúa en otra etapa del procedimiento para determinar un parámetro de funcionamiento de la herramienta 10.
Por ejemplo, el flujo de aire 11, 31, 51 se genera por medio de aire comprimido exterior, instalado fijo. Por ejemplo, el flujo de aire 11, 31, 51 se guía mediante soplado por delante de la herramienta 10 en la dirección del sensor 3, 33, 43, 53. Por ejemplo, el flujo de aire 11, 31, 51 presenta una velocidad del aire mayor de 40 m/s.
Por ejemplo, el parámetro de funcionamiento es un valor de temperatura de la temperatura del flujo de aire 11, 31, 51 y se evalúa con vistas a una adaptación de una velocidad de giro de la rotación de la herramienta 10 para evitar el sobrecalentamiento de la herramienta 10.

Claims (9)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo (1, 50) para aspirar las partículas en una herramienta (10), donde el dispositivo (1, 50) presenta un dispositivo de medición (2, 32, 52) con al menos un sensor (3, 33, 43, 53) para detectar los parámetros de funcionamiento de la herramienta (10) y una rueda de aletas (8, 58) que está diseñada para generar un flujo de aire (11, 31, 51) para aspirar las partículas que se originan durante el funcionamiento de la herramienta (10), donde la rueda de aletas (8, 58) se puede colocar coaxialmente al vástago (9) de la herramienta (10), caracterizado porque el dispositivo de medición (2, 32, 52) se puede colocar en la rueda de aletas (8, 58), donde el dispositivo de medición (2, 32, 52) presenta una forma cónica (25) en un lado exterior y la forma cónica (25) presenta un contacto entre el dispositivo de medición (2, 32, 52) y la rueda de aletas (8, 58).
2. Dispositivo (1, 50) según la reivindicación 1, caracterizado porque el sensor (3, 33, 43, 53) es un sensor de temperatura, un sensor de vibración, un sensor de humedad, un sensor electrostático, un sensor de luz o un sensor de imagen.
3. Dispositivo (1, 50) según la reivindicación 1, caracterizado porque una fuente de tensión (4, 5, 7, 27) está dispuesta en la rueda de aletas (8, 58) o el dispositivo de medición (2, 32, 52).
4. Dispositivo (1, 50) según la reivindicación 3, caracterizado porque la fuente de tensión (4, 5, 7, 27) es un acumulador, una célula solar o un elemento piezoeléctrico.
5. Dispositivo (1, 50) según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo (1, 50) presenta un canal (39, 59) para guiar un flujo de aire (11, 31, 51) a lo largo del sensor (3, 33, 43, 53).
6. Dispositivo (1, 50) según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de medición (2, 32, 52) presenta orificios para tornillos para la fijación en la rueda de aletas (8, 58).
7. Dispositivo (1, 50) según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de medición (2, 32, 52) presenta varios sensores uniformes (3, 33, 43, 53) a la misma distancia entre sí.
8. Dispositivo (1, 50) según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de medición (2, 32, 52) presenta una antena conectada al sensor (3, 33, 43, 53).
9. Dispositivo (1, 50) según la reivindicación 8, caracterizado porque la antena conectada al sensor (3, 33, 43, 53) está dispuesta en el dispositivo de medición (2, 32, 52) de tal manera que la antena presenta al menos en tres lados un medio que atenúa ligeramente las ondas de radio.
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