JP5128646B2 - Shrink fit device for tool holder - Google Patents
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Description
本発明は、回転工具を中央受容開口内に圧入して保持する少なくとも1つの工具保持具用焼きばめ装置(shrinking arrangement)に関する。 The present invention relates to a shrinking arrangement for at least one tool holder for press-fitting a rotary tool into a central receiving opening.
回転工具のシャンクを挿入するか又は取り外すことがでるようにするために、例えばドリル用ビット(drill bit)又はフライスカッター(milling cuter)等の回転工具のシャンクを自身の領域内で加熱することにより幅が広げられるべき中央受容開口内に圧入して保持する工具保持具は、WO94/07646A1又はEP0830917A1又はDE29820838U1から周知である。工具保持具と当接接触するようになし得るガス火炎又は電気式耐熱カラーは熱源として働き得る。特に適切な誘導コイルには交流電流又はパルス電流が供給され、加熱すべき工具保持具の領域の中央に位置づけられる。変換器は渦電流を工具保持具内に誘引する。そのような誘導加熱装置は、工具保持具が加熱動作のためにコイルと接触する必要がないという利点を備える。 In order to be able to insert or remove the shank of the rotary tool, for example by heating the shank of the rotary tool, such as a drill bit or a milling cutter, in its own area. Tool holders that press fit into the central receiving opening to be widened are known from WO94 / 07646A1 or EP0830917A1 or DE29820838U1. A gas flame or electric heat-resistant collar that can be brought into abutting contact with the tool holder can serve as a heat source. A particularly suitable induction coil is supplied with alternating current or pulsed current and is located in the middle of the area of the tool holder to be heated. The transducer attracts eddy currents into the tool holder. Such an induction heating device has the advantage that the tool holder need not be in contact with the coil for the heating operation.
熱膨張を十分高レベルで行うためには、工具保持具を数100°C、例えば250°Cから350°Cまでに加熱すべきである。十分強力な加熱装置の場合には、焼きばめ動作の加熱段階は比較的短く保持し得るものであり、これにより加工保持具又は工具のその他の過熱を避けることもできる。しかしながら、慣用の焼きばめ装置では、工具保持具の冷却段階が比較的長い。従って、冷却を加速するために冷却本体を工具保持具上に位置づけかつこの冷却本体をファンによって作られる空気流に晒すことは周知である。空気冷却をするにも拘わらず、焼きばめ動作の冷却段階はそれでもなお依然として数分間続く。 In order to perform the thermal expansion at a sufficiently high level, the tool holder should be heated to a few 100 ° C, for example from 250 ° C to 350 ° C. In the case of a sufficiently powerful heating device, the heating phase of the shrink-fit operation can be kept relatively short, thereby avoiding other overheating of the work holder or tool. However, with conventional shrink fit devices, the tool holder cooling phase is relatively long. It is therefore well known to position the cooling body on the tool holder and to expose the cooling body to the air flow created by the fan to accelerate cooling. Despite air cooling, the cooling phase of the shrink fit operation still continues for several minutes.
本発明の目的は、上述した形式の焼きばめ装置の焼きばめ時間を極めて短縮し得る方法を説明することである。 The object of the present invention is to describe a method by which the shrink-fitting time of a shrink-fitting device of the type described above can be greatly reduced.
この目的を達成するために、本発明は特に誘導加熱装置として構成され、かつ受容開口領域内の工具保持具を熱膨張させるために意図された加熱装置を有する、中央受容開口内に圧入して保持する少なくとも1つの工具保持具のための焼きばめ装置上に基づく。本発明は、工具保持具の受容開口領域を冷却するために自身を通じて液体冷媒が流れ得るものでありかつ工具保持具上に位置づけ得る、少なくとも1つの冷却カラーを備える冷却装置が設けられる。そのような冷却カラーは空気冷却のために使われる慣用の冷却本体より極めて小さく、液体冷媒の高い熱吸収能力を鑑みると、冷却時間を1分の数分の1の例えば30秒に減じる。工具を工具保持具内に挿入し得るか又は該工具保持具から取り外し得る作動速度を慣用の焼きばめ装置に比べてこのように極めて早くし得る。 To achieve this object, the present invention is specially configured as an induction heating device and is press-fitted into a central receiving opening having a heating device intended to thermally expand the tool holder in the receiving opening region. Based on shrink fit device for at least one tool holder to hold. The invention is provided with a cooling device comprising at least one cooling collar through which liquid refrigerant can flow to cool the receiving opening area of the tool holder and which can be positioned on the tool holder. Such cooling collars are much smaller than conventional cooling bodies used for air cooling and reduce the cooling time to a fraction of a fraction, for example 30 seconds, in view of the high heat absorption capability of the liquid refrigerant. The operating speed at which the tool can be inserted into or removed from the tool holder can thus be very fast compared to conventional shrink-fitting devices.
水は液体冷媒として十分である。最も単純な場合には、冷却カラーを建物の配水管路に接続し得る。装置を建物の配水管接続箇所から独立して作動させるために、冷却装置はそれでもなお単数又は複数の冷却カラーを介して液体冷媒を閉鎖冷却回路に導く冷却副組立体を備えることが好ましい。 Water is sufficient as a liquid refrigerant. In the simplest case, the cooling collar can be connected to the water distribution line of the building. In order to operate the device independently of the building's distribution pipe connection, the cooling device preferably still comprises a cooling subassembly that directs the liquid refrigerant to the closed cooling circuit via one or more cooling collars.
異なる工具保持具直径用カラーを冷却する動作目的のために有用とするために、又は重複する時間内で複数の工具保持具を冷却することができるようにするために、焼きばめ装置には複数の冷却カラーが割り当てられることが都合がよい。冷却カラーは液体冷媒回路に平行に連結し得るが、結果的に接続目的のために必要な供給管路を減じ得るため、冷却カラーは冷却回路内に前後に直列配置される。 In order to be useful for the operational purpose of cooling different tool holder diameter collars or to be able to cool multiple tool holders in overlapping time, the shrink fit device includes Conveniently, multiple cooling colors are assigned. Although the cooling collar can be connected in parallel to the liquid refrigerant circuit, the cooling collar is placed in series in the cooling circuit back and forth so that the supply lines required for connection purposes can be reduced as a result.
冷却カラーは焼きばめ装置上に静止した態様で設け得る。しかしながら、これらのカラーが取り扱いを容易にする撓み易いチューブに連結されて自由に動き得ると好都合である。冷却カラーは、工具保持具を自身の取付台から取り外す必要なく加熱された工具保持具上に位置づけ得る。空気冷却による慣用の焼きばめ装置工具の場合に必要なように、工具保持具は自身の取付台内で加熱される。 The cooling collar may be provided in a stationary manner on the shrink fit device. However, it is advantageous if these collars are free to move when connected to a flexible tube that facilitates handling. The cooling collar can be positioned on the heated tool holder without having to remove the tool holder from its mounting. The tool holder is heated in its own mounting, as is necessary in the case of a conventional shrink fit tool with air cooling.
好ましい構成では、焼きばめ装置は特に鉛直な回転軸線の周りを回転し得るタレット板を備え、かつ加熱装置及び冷却装置の作動領域を通じて相互に移動し得る工具保持具のための複数の取付台を備える。工具保持具の各々は複数の取付台の1つに保持される。1つ又は複数の冷却カラーが撓み易い液体冷媒チューブに連結される場合もある。その結果、工具保持具はタレット板の回転運動に従動し得る。これらの取付台から加熱された工具保持具を取り外す必要なく、加熱された工具保持具が冷却される時間は次の工具保持具を加熱するために既にもう使用し得る。 In a preferred configuration, the shrink-fitting device comprises a plurality of mounts for tool holders, in particular comprising a turret plate which can rotate around a vertical axis of rotation and which can be moved relative to each other through the working area of the heating and cooling devices. Is provided. Each of the tool holders is held on one of a plurality of mounts. One or more cooling collars may be coupled to a flexible liquid refrigerant tube. As a result, the tool holder can follow the rotational movement of the turret plate. Without having to remove the heated tool holder from these mounts, the time for the heated tool holder to cool can already be used to heat the next tool holder.
タレット板は予め定められた、特に焼きばめ装置の作動側方向における加熱装置の領域からの回転方向の回転運動を阻止する回転方向錠止装置を備える。このように、加熱された工具保持具は操作者から離れて運動することができるのみであり、これが傷害の危険性を減じる。 The turret plate is provided with a rotational direction locking device which prevents a rotational movement in a rotational direction from a region of the heating device which is predetermined, in particular in the working side direction of the shrink fitting device. In this way, the heated tool holder can only move away from the operator, which reduces the risk of injury.
タレット板の取付台は作動目的のためにタレット板に堅固に連結し得る。あるいは他にタレット板は、工具保持具が作動目的のために交換し得るように、内部で工具保持具の取付台が各々保持される案内又は固定手段を備える。複数の取付台を交換されるのをより容易にするために、タレット板の回転軸線に対して実質的に中央にありかつ取付台を構成する複数の受容本体を備えるハブを設けると都合がよい。工具保持具は遊びをもってハブ上に保持され、かつタレット板の案内内装置で案内される。このように、タレット板の全取付台は1動作で交換し得る。受容本体の遊びは、工具保持具が熱膨張を勘案しても案内内で詰まることがないことを保証する。 The turret plate mount may be rigidly connected to the turret plate for operational purposes. Alternatively, the turret plate is provided with guiding or fixing means in which the tool holder mounts are respectively held so that the tool holder can be exchanged for operating purposes. In order to make it easier to exchange a plurality of mounts, it is advantageous to provide a hub with a plurality of receiving bodies that are substantially central to the rotation axis of the turret plate and that constitute the mounts. . The tool holder is held on the hub with play and is guided by the turret plate guide device. In this way, the entire mount of the turret plate can be exchanged in one operation. The play of the receiving body ensures that the tool holder does not become clogged in the guide, taking into account thermal expansion.
それにもかかわらず真っ直ぐかつ効果的に作動し得る比較的単純な構成では、加熱装置は誘導コイルユニットを備え、この誘導コイルユニットは自身のコイル軸線を鉛直にした状態で移動し得るものでありかつ例えば撓み易いケーブルを介して支柱に固定される誘導コイル生成器に連結される。誘導コイルユニットには手動で作動し得る接触スイッチが配置される。この接触スイッチによって誘導コイルユニットへの誘導電流の供給が少なくとも限られた時間の間は自由に選択可能な態様で入り切りされる。この目的のために、工具保持具は自身の軸線を鉛直にした状態で配置され、その結果、工具は、自身の重量を勘案するか又は手動による助けのいずれかで受容開口内を貫通し得る。従って、工具保持具は一方で自身の過熱を避ける必要がある範囲まで正確に加熱されるのみであるか他方で短い冷却時間を可能にする。しかしながら、誘導電流生成器は不注意の結果としての過熱損傷を阻止するために作動時間の限界を予め定めていることは言うまでも無い。 In a relatively simple configuration that can nevertheless operate straight and effectively, the heating device comprises an induction coil unit, which can move with its coil axis vertical, and For example, it is connected to an induction coil generator fixed to a support via a flexible cable. A contact switch that can be manually operated is arranged on the induction coil unit. With this contact switch, the supply of the induction current to the induction coil unit is switched on and off in a freely selectable manner for at least a limited time. For this purpose, the tool holder is arranged with its axis vertical, so that the tool can penetrate into the receiving opening, either taking into account its own weight or with manual assistance. . Thus, the tool holder is only heated to the extent that it needs to avoid overheating on its own, or allows a short cooling time on the other hand. However, it goes without saying that induced current generators have predetermined operating time limits to prevent inadvertent overheating damage.
誘導コイルユニットは、ばねの予め応力を付与する方向と反対方向に解放し得る捕捉固締装置によって案内支柱の選択可能な鉛直位置に好ましくは捕捉し得る。捕捉固締装置は非作動状態でばね力を考慮して固締するから偶発的な解放は阻止される。片手操作のために、捕捉固締装置は片手操作のための接触スイッチに十分に近接して配置されかつ捕捉作動を解放するために構成されたハンドルを備え得る。 The induction coil unit can preferably be captured in a selectable vertical position of the guide strut by a capture and clamping device that can be released in a direction opposite to the prestressing direction of the spring. Since the catch-and-clamp device is locked in consideration of the spring force in an inoperative state, accidental release is prevented. For one-handed operation, the capture and clamping device may comprise a handle that is positioned sufficiently close to the contact switch for one-handed operation and configured to release the capture action.
冷却カラーは2つの要件を満たさなければならない。冷却カラーは一方で工具保持具から液体冷媒への良好な熱伝達を保証し、他方で冷却カラーのために構成された工具保持具の当接表面の所定の寸法公差にも拘わらず、この冷却カラーは工具保持具にはしばしば慣用的ではあるが、当接面が多かれ少なかれ円錐状である場合でさえ正確であるべき可能な限り最大の当接接触を保証しなければならない。冷却カラーが工具保持具に対して接触して当接するように構成され、スリーブ全長に亘って軸線方向に延在する半径方向に連続するスリットを有するスリーブ部材を備え、かつこの冷却カラーが液体冷媒チャンネルの壁に連結されるか又は液体冷媒チャンネルの壁又は壁の一部を一体形成するならば、冷却カラーはこれらの要件を満たす。 The cooling collar must meet two requirements. The cooling collar, on the one hand, ensures good heat transfer from the tool holder to the liquid refrigerant, and on the other hand, this cooling despite the predetermined dimensional tolerance of the abutment surface of the tool holder configured for the cooling collar. The collar is often conventional for tool holders, but it must ensure the greatest possible abutting contact that should be accurate even when the abutting surface is more or less conical. The cooling collar includes a sleeve member configured to contact and abut against the tool holder, and has a radially continuous slit extending in the axial direction over the entire length of the sleeve, and the cooling collar is a liquid refrigerant. The cooling collar meets these requirements if it is connected to the walls of the channel or integrally forms the wall or part of the wall of the liquid refrigerant channel.
工具保持具に対して接触当接するように構成された内側スリーブ部材が外側スリーブ部材によって半径方向外向きに密封された態様で全体的に覆われると、熱応力を比較的高レベルで吸収し得る機械的に安定した実施形態が得られる。少なくとも1つの溝が上述した理由のために液体冷媒チャンネルを構成する目的のために内側及び/又は外側スリーブ部材に一体形成される。比較的大きな熱交換表面を可能にする溝を内側及び/又は外側スリーブ部材に螺旋形態に形成すると好都合である。並んで延在する溝の隣接する区域間の厚さ及び/又は溝の基部領域のスリーブ部材の厚さは、冷却カラーに対して半径方向及び/又は軸線方向の溝の横断寸法より小さいと好都合である。そのようなスリーブ部材は比較的撓み易く、かつ自身を工具保持具の外側ケーシングに特に良く適合させることができる。内側スリーブ部材の外側ケーシングには溝が設けられるのが好ましい一方で、外側スリーブ部材には内側スリーブ部材の外側ケーシング輪郭を近接して取り付ける態様で相補する内側ケーシングを備える。そのような溝は容易に作り得ないという場合もある。この場合は、むしろ、熱伝達を容易にする工具保持具に近接して延在するという利点もある。 A relatively high level of thermal stress can be absorbed when the inner sleeve member configured to abut against the tool holder is generally covered in a radially outwardly sealed manner by the outer sleeve member. A mechanically stable embodiment is obtained. At least one groove is integrally formed in the inner and / or outer sleeve member for the purpose of constituting a liquid refrigerant channel for the reasons described above. It is advantageous to form the grooves in the inner and / or outer sleeve member in a helical configuration that allows a relatively large heat exchange surface. Conveniently, the thickness between adjacent areas of the grooves extending side by side and / or the thickness of the sleeve member in the base region of the groove is smaller than the transverse dimension of the groove in the radial and / or axial direction with respect to the cooling collar. It is. Such a sleeve member is relatively flexible and can adapt itself particularly well to the outer casing of the tool holder. The outer sleeve of the inner sleeve member is preferably provided with a groove, while the outer sleeve member is provided with an inner casing that complements the outer sleeve profile of the inner sleeve member in close proximity. In some cases, such grooves cannot be easily made. Rather, it also has the advantage of extending close to the tool holder that facilitates heat transfer.
外側スリーブ部材はリング形態に閉じた実質的に円筒状のスリーブとして構成し得る。したがって作るのは容易である。内側スリーブ部材が撓み易いならば、2つのスリーブ部材間の適切な弾性シールによって容易に可能になされるには十分である。外側スリーブ部材は堅固にし得る。その結果、作動中の手荒な取り扱いに耐えることもできる。 The outer sleeve member may be configured as a substantially cylindrical sleeve closed in a ring configuration. It is therefore easy to make. If the inner sleeve member is flexible, it is sufficient to be easily made possible by a suitable elastic seal between the two sleeve members. The outer sleeve member can be rigid. As a result, it can withstand rough handling during operation.
1つの変更態様では、内側及び外側のスリーブ部材の両方は各々が軸線方向かつ半径方向に連続する互いに整合されたスリットを備える。内側及び外側のスリーブ部材が円錐状スリーブとして構成される場合でさえ正確であるために、そのような冷却カラーは自身を工具保持具の輪郭寸法公差に全体的に適合させる。比較的撓み易いスリーブ部材の場合でさえ堅固に当接して接触を保証するために、冷却カラーの単数又は複数のスリット幅が狭くなる円周の方向にばね手段によって予め応力を付与することが本明細書から好都合であることが判明した。 In one variation, both the inner and outer sleeve members each comprise a slit aligned with each other that is axially and radially continuous. In order to be accurate even when the inner and outer sleeve members are configured as conical sleeves, such a cooling collar adapts itself to the tool holder contour dimension tolerances. Even in the case of a sleeve member that is relatively easy to bend, it is necessary to apply a stress in advance by a spring means in the circumferential direction in which the slit width or widths of the cooling collar is narrowed in order to securely contact the sleeve member. The description proved convenient.
上述したカラーを冷却するスリットの別の実施形態として、カラーは複数の円周方向に隣接するスリーブ区域を備える。これらのスリーブ区域は液体冷媒チャンネル区域の壁に堅固に連結されかつ液体冷媒チャンネル区域の壁又は壁の一部を構成することもできる。スリーブ区域は円周方向で相互に連結され、個々のスリーブ区域に設けた液体冷媒チャンネル区域の一部が互いに連結、特に互いに直列に連結している。そのような区域に分けられたカラーは自身を工具保持具の周方向輪郭に特に上手く適合させることができる。スリーブ区域の弾性連結に対して、スリーブ区域の溝内に着座する環状ばねを設けかつまた同時にスリーブ区域を軸線方向に互いに固定する。 As another embodiment of the slit for cooling the collar described above, the collar comprises a plurality of circumferentially adjacent sleeve sections. These sleeve sections are rigidly connected to the walls of the liquid refrigerant channel section and can also form a wall or part of the wall of the liquid refrigerant channel section. The sleeve sections are interconnected in the circumferential direction, and a part of the liquid refrigerant channel sections provided in the individual sleeve sections are connected to each other, in particular in series with each other. A collar divided into such areas can adapt itself particularly well to the circumferential contour of the tool holder. For the elastic connection of the sleeve section, an annular spring is provided that sits in the groove of the sleeve section and at the same time the sleeve sections are fixed together in the axial direction.
スリットのスリーブ区域に対して既に上述してきたように、スリーブ区域によって、各液体冷媒チャンネル区域が例えば蛇行チューブ又は内側又は外側スリーブ区域に形成された溝で構成し得ることも事実である。ここにまた、溝は内側スリーブ区域に形成すると都合がよい。スリットスリーブ区域を備える輪郭に関する説明を参照されたい。 It is also true that, as already described above for the sleeve area of the slit, by means of the sleeve area, each liquid refrigerant channel area can consist of a serpentine tube or a groove formed in the inner or outer sleeve area, for example. Here too, the groove is expediently formed in the inner sleeve area. See the description regarding the contour with the slit sleeve section.
誘導加熱装置の誘導コイルユニットは、この誘導コイルユニットが工具保持具上の磁場を集中させるように形状づけるべきである。慣用的な誘導コイルユニットは、このように大抵は、強磁性材料で作られるヨーク装置を備える。ヨーク装置は誘導コイルの外周に沿って軸線方向及び2つの軸線方向端面の少なくとも1つに沿って半径方向に延在し、かつ磁場が誘導コイルの内部に集中されることを保証する。誘導コイルユニットを異なる直径の工具保持具に適合させるために、ヨーク装置の一部を交換するか又は誘導コイルユニットを全体的に交換することが通常は可能である。そのような誘導コイルユニットの好ましい構成では、この誘導コイルユニットは上記した以外の焼きばめ装置に使用し得るものであり、かつ従って独特の発明の重要性を備える。工具挿入端部に隣接し及び/又は工具挿入端部から離れた強磁性ヨーク部材の領域が強磁性材料で作られた複数のヨーク部材を備えると、これらのヨーク部材は誘導コイルの内周を超えて半径方向内向きに突出しかつ自身が相互に移動し得るように案内される。ヨーク部材の誘導コイルの内周を超える半径方向の突出部は交換目的のために変更し得る。このように、工具又は工具保持具を受容するように構成されたヨーク部材の開口は、変更すべき誘導コイル又はこの誘導コイルの部分の現行の寸法に適合し得る。誘導コイルユニットはこのように一般的に使用し得る。 The induction coil unit of the induction heating device should be shaped so that this induction coil unit concentrates the magnetic field on the tool holder. Conventional induction coil units thus comprise a yoke device which is usually made of a ferromagnetic material. The yoke device extends axially along the outer circumference of the induction coil and radially along at least one of the two axial end faces and ensures that the magnetic field is concentrated inside the induction coil. In order to adapt the induction coil unit to tool holders of different diameters, it is usually possible to replace a part of the yoke device or replace the induction coil unit as a whole. In a preferred configuration of such an induction coil unit, this induction coil unit can be used in shrink-fitting devices other than those described above and thus has a unique inventive significance. If the region of the ferromagnetic yoke member adjacent to and / or away from the tool insertion end comprises a plurality of yoke members made of a ferromagnetic material, these yoke members will extend the inner circumference of the induction coil. Beyond, it projects radially inward and is guided so that it can move relative to each other. The radial protrusion beyond the inner circumference of the induction coil of the yoke member can be changed for replacement purposes. Thus, the opening of the yoke member configured to receive the tool or tool holder may be adapted to the current dimensions of the induction coil or part of this induction coil to be changed. The induction coil unit can thus be used generally.
ヨーク部材は自身が相互に移動するか又は回動するように案内し得る。これらのヨーク部材は磁束を良好に案内するように重複する。 The yoke members may be guided so that they move relative to each other or pivot. These yoke members overlap so as to guide the magnetic flux well.
ヨーク部材は各々の場合に個々に調整されるものと考えられる。使用者により親切な変更態様は、ヨーク部材が共通の制御部材によって調整し得るものである。このヨーク部材は誘導コイルに対して等軸線方向に回転し得るものでありかつ制御面/カム従動子によってヨーク部材に連結される。例えば誘導コイルユニットに対して軸線方向に垂直な態様で配置される制御板として構成される前記制御部材によって、ヨーク装置の内側開口幅は作動目的のために目下、焼きばめすべき工具保持具に適合し得る。 The yoke members are considered to be individually adjusted in each case. A user-friendly modification is that the yoke member can be adjusted by a common control member. The yoke member can rotate in an equiaxed direction with respect to the induction coil and is connected to the yoke member by a control surface / cam follower. For example, by means of the control member configured as a control plate arranged in a manner perpendicular to the axial direction with respect to the induction coil unit, the inner opening width of the yoke device is currently reduced to the tool holder to be shrink-fitted for operating purposes. Can fit.
焼きばめ動作のための工具がより容易に工具保持具の受容開口内に導入されることを可能にするために、工具保持具は自身の受容開口において、工具シャンクが工具保持具を熱膨張させる前に中央位置づけする態様で挿入し得る幅拡張部を備えることが好ましい。中央位置づけして幅拡張するこの形式は例えば欧州特許第0830917号広報に記載されている。しかしながら、中央位置づけして幅拡張することは工具保持具の受容開口のトルク伝達表面を減じ、従って可能な限り最短の軸線方向の範囲を備えるべきである。しかしながら、中央位置づけして幅拡張することが短い寸法であるなら、それから工具が自身の軸線を傾斜させた状態で定位置に配置されると挿入時に詰まる。欧州特許第0830917号広報は、従って、そのような軸線方向の傾斜誤差を阻止すべく構成された付加的な導入補助器を提案する。 In order to allow the tool for the shrink fit operation to be introduced more easily into the receiving opening of the tool holder, the tool holder thermally expands the tool holder at its receiving opening. It is preferable to provide a width expanding portion that can be inserted in a manner of being positioned at the center before being made. This form of central expansion and width expansion is described, for example, in the publication EP 0 830 917. However, centering and expanding the width should reduce the torque transmitting surface of the receiving opening of the tool holder and therefore provide the shortest possible axial extent. However, if the center position and width expansion are short dimensions, then if the tool is placed in place with its axis tilted, it will clog upon insertion. EP 08301717 therefore proposes an additional introduction aid configured to prevent such axial tilt errors.
工具を傾斜した態様で挿入する場合の工具保持具内における工具の詰まりの危険性は、工具保持具の受容開口が自身の工具挿入端部において、受容開口に対して同心な関係にある半径方向内向きに突出する環状ビード、及び、環状ビードから軸線方向の所定距離において、熱膨張により幅が広がり得るものでありかつ工具シャンク用に構成した円筒状固締領域を備える。環状ビードの軸線方向の長手断面形状は全ての位置において受容開口の軸線から、固締領域の内径より大きな半径方向の所定距離においてだけ離隔されている。環状ビードと固締領域の間には環状ビードの方向に幅を広げる円錐遷移領域(conical transition region)が設けられている。上述したもの以外、かつこのように独立した本発明の重要性を備える焼きばめ装置にも使用し得るそのような工具保持具は、工具シャンクが傾斜誤差を伴って環状ビード内に導入される時にさえ正確であるように環状ビード上で予め中央に位置づけられることを保証する。環状ビードと固締領域の間に設けられた円錐遷移領域は、工具シャンクが更に挿入されると工具を直立状態に設置し、かつ工具シャンクの直径寸法公差にも拘わらず工具の傾斜誤差を釣り合せる。工具シャンクが一方で環状ビードに対してかつ他方で円錐遷移領域に対して隣接する位置間の軸線方向距離は、この全導入領域が比較的小さな範囲であるにも拘わらず比較的大きく、かつ工具保持具に対する工具シャンクをまさに予め中央に位置でけることをではなく、固締領域が熱膨張して工具シャンクを導入可能にする直径まで熱膨張するまで工具シャンクを傾斜させずに案内することを保証する。本明細書における円錐遷移領域の軸線方向範囲は工具シャンクの初期導入を容易にするために環状ビードの軸線方向範囲の10倍より小さく好ましくは5倍より小さいと好都合である。環状ビードは、軸線方向の長手断面が円の一部の形態をした輪郭を備え、かつ円錐遷移領域も環状ビードの最小内径より大きいことが好ましい。 The risk of clogging of the tool in the tool holder when the tool is inserted in an inclined manner is that the receiving opening of the tool holder is radially concentric with the receiving opening at its tool insertion end. An annular bead that protrudes inward, and a cylindrical fastening region that can be expanded by thermal expansion at a predetermined distance in the axial direction from the annular bead and configured for a tool shank. The axial longitudinal cross-sectional shape of the annular bead is separated from the axis of the receiving opening at all positions by a predetermined radial distance greater than the inner diameter of the clamping area. Between the annular bead and the fastening region, a conical transition region is provided that widens in the direction of the annular bead. Such tool holders other than those mentioned above and which can also be used in shrink-fitting devices with this independent importance of the invention are such that the tool shank is introduced into the annular bead with an inclination error. It is guaranteed to be pre-centered on the annular bead to be accurate even at times. The conical transition area provided between the annular bead and the clamping area installs the tool in an upright position when more tool shanks are inserted and accounts for tool tilt errors despite the diameter dimensional tolerances of the tool shank. Match. The axial distance between the positions where the tool shank is adjacent on the one hand to the annular bead and on the other hand to the conical transition region is relatively large in spite of the fact that this total introduction region is relatively small, and the tool Rather than just centering the tool shank against the holder in advance, guide the tool shank without tilting until the clamping area is thermally expanded to a diameter that allows the tool shank to be introduced. Guarantee. The axial extent of the conical transition region herein is advantageously less than 10 times and preferably less than 5 times the axial extent of the annular bead to facilitate the initial introduction of the tool shank. The annular bead preferably has a contour whose longitudinal longitudinal section is in the form of a part of a circle, and the conical transition region is also larger than the minimum inner diameter of the annular bead.
本発明の特徴の例示的実施形態を図面を参照して以下に説明する。 Exemplary embodiments of the features of the invention are described below with reference to the drawings.
図1は、例えばドリル用ビット(drill bits)又はフライスカッター(milling cutters)のような回転工具5の工具保持具3用可搬ユニット型焼きばめ装置1を示す。例えば図21に示すような、そのような工具保持具は、例えば急勾配のテーパ付シャンク又は中空で急勾配のテーパ付シャンク等の形態をしており、これによってこれらの回転工具が機械工具内の中央に固締することができる結合シャンク7、及び、結合シャンク7と軸線方向反対側に位置する、工具5のシャンク13のための中央に位置しかつ実質的に円筒形状の受容開口11を具備する工具受容領域9を備える。工具保持具3の固締領域12では、収容開口11の内径はシャンク13の外径よりも幾分小さい。その結果、熱膨張を勘案して工具5のシャンク13を受容開口11の固締領域12内に導き得る以前に工具保持具3の受容領域9を加熱しなければならない。一旦、受容領域9が冷却されると、その後、シャンク13は工具保持具3内に圧入して着座される。
FIG. 1 shows a portable unit type shrink
焼きばめ装置1(図1)は、工具保持具3の受容領域9を数秒(例えば10秒)内にしかも工具保持具3の受容領域9を十分な程度、例えば300°Cまで加熱可能であり、その後、比較的短い時間(例えば30秒)で周囲の温度まで冷却可能である。
The shrink fitting device 1 (FIG. 1) can heat the receiving
受容領域9を加熱するために、焼きばめ装置1は、撓み易いケーブル17を介して誘導電流生成器18から電源供給される誘導コイルユニット15を備える。図示する例示的な実施形態では誘導電流生成器18は50Hzと数kHzの間の例えば20kHzの変更可能な周波数で交流電流又はパルス直流を生成し、これらの交流電流又はパルス直流は誘導コイルユニット15が自身の誘導コイル21の内部19によって工具保持具3の受容領域9の実質的な中央に位置づけられると、以下により詳細に説明するように、工具保持具3の金属製本体内に渦電流を誘導しかつこの工具保持具を誘導加熱する。誘導電流生成器18が慣用的な構造で構成しかつ、例えば直流リンクから電流を供給されかつ自身の出力及び周波数を調整可能な周波数変換器を備えることができる。
In order to heat the receiving
焼きばめ動作のために、工具保持具3は、自身の軸線を鉛直にしかつ自身の受容開口11を上向きに向けた状態で、以下により詳細に説明しかつその一部が鉛直案内支柱25上を手動で移動できるように案内される誘導コイルユニット15の誘導コイル21と軸線方向で正確に整合させるために鉛直軸線の周りで回転し得るタレット板上の取付台又は受容本体23の開口内に着座される。誘導コイルユニット15は、一方で図2にも示すように鉛直方向の調整運動の間に誘導コイルユニット15の取扱いを容易にし、他方で静置時に自動的に固締する誘導コイルユニット15の摩擦捕捉装置を解除可能にするハンドル27を備える。この目的のために、ハンドル27は、自身が案内支柱25に対して横切って延在する回動軸線の周りで傾斜できるようにピン31上に固定されかつ誘導コイルユニット15上に支持されるばね33によりハンドル27に重複する案内支柱25に対して予め応力を付与される。重複領域では、ハンドル27は摩擦部材35を担持する。ハンドル27がばね33の予め応力を付与することに対して傾斜されると、この時は、摩擦部材35は案内支柱25から上昇しかつ誘導コイルユニット15は案内支柱15に沿って動くことができる。ハンドル27は、誘導コイルユニット15の移動動作、及び片手による固締捕捉装置29の解放の両方を可能にする。取扱いをさらに容易にするために、案内支柱25の頂部端には、案内支柱25に沿って誘導コイルユニット15まで巻上げ方向に案内される、ケーブルを具備する(特に図示しない)ケーブル巻回ドラムを駆動するばねモータ(図1)が配置される。ばねモータ37は誘導コイルユニット15の重量を少なくとも部分的に釣り合わせる。
For the shrink-fit operation, the
図2及び図3に示すように、誘導コイルユニット15が作動目的のために取り外し得るように、該誘導コイルユニットは案内支柱25上に保持される。その結果、誘導電流生成器18は異なる誘導コイルユニット15に連結し得る。固締捕捉装置29を含むハンドル27は、案内支柱25に沿ってボールベアリングによって移動し得るキャリッジ41に取り付けられ、案内レール25を横切って延在する鳩尾型案内レール43によって移動し得るように誘導コイルユニット15を固定する。補足ピン47がばね45と逆に移動し得るようにキャリッジ内に案内される捕捉ピン47は、前記誘導コイルユニットの掛け金式の切り抜きから内側に解放可能に係合することによってキャリッジ41上で誘導コイルユニット15を固定する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the induction coil unit is held on the
加熱動作のために、工具保持具3はタレット板24の受容本体23内に挿入され、かつ誘導コイルユニット15は、誘導コイル21が受容領域9を包囲するまで図1に示す上昇位置から下降される。片手操作のためにハンドル27に十分近接する誘導コイルユニット15に配置された接触スイッチ46を押し込むことによって表示ランプ48により表示される誘導コイル21への誘導電流の供給が行われ、同様に電流が流れる期間、誘導コイルユニット15上に配置される。スイッチ46の自由に選択可能な作動期間に誘導電流が流れる。工具又は工具保持具への意図しない過熱による損傷を阻止するために、電流生成器18は予め定められた期間に引き続いて電流を切る。焼きばめ装置1の操作者は、工具5が自身の協調又は若干の手動支援の何れかで工具保持具3の鉛直に配向される受容開口11内に沈下するそのような時までのみ接触スイッチ46を作動させる。その直後、誘導電流は切断することができ、かつ工具保持具3の不必要な加熱を阻止し得る。
For the heating operation, the
引き続く冷却段階のために受容本体23から工具保持具3を取り外す必要性を削除するために、受容本体23の一部はタレット板24上に配置され、タレット板及び受容本体23内に着座された工具保持具3と共にこの受容本体は撓み易いチューブ50を介して冷却副組立体51から液体冷媒を供給される冷却カラー53が工具保持具3の受容領域9上に表面領域を当接させた状態で位置づけられる。工具保持具3の受容領域9の外側ケーシングに対する冷却カラー53の内側ケーシングの表面領域当接接触と、冷却カラー53及び冷却副組立体51を通じて閉鎖回路内を循環する液体冷媒による冷却カラー53の冷却とは、工具保持具3を周囲の温度まで非常に急速に冷却することを保証する。着座した工具保持具が数百度まで焼けるのを避けるために、タレット板には回転方向に依存して作動するキャッチが設けられ、かつこのタレット板は矢印54によって示される回転方向のみの回転を可能にする。この回転によって、工具保持具3は焼きばめ装置1の側から離れて、誘導コイルユニット15の真下の加熱位置から冷却カラー53を位置づけることを意図した位置内に移動される。
In order to eliminate the need to remove the
図1に示すように、タレット板24は自身の外周に亘って分配された2つ以上、本実施形態では3つの、受容本体23を担持し、かつ冷却副組立体51も同時に複数の冷却カラー53を供給する。これは、結果として工具保持具の通過を遮る誘導加熱無しで同時に複数の工具保持具が冷却されることを可能にする。冷却カラー53は、自身によって冷却カラーが焼きばめ装置1の保持壁57上に脱着可能な態様で懸架される小穴55を備える。さらにまた、スロット59が保持壁に設けられ、冷却カラー53の液体冷媒チューブ50がこれらのスロット内で長手方向に移動可能かつ順番に案内される。
As shown in FIG. 1, two or
冷却カラー53は、冷却されるべき工具保持具3に依存して、異なる内径及び異なる形状を備え得る。しかしながら、唯1つかつ同じ形式の工具保持具が焼きばめされるなら、冷却カラーを同一寸法とすることが可能である。受容本体もタレット板24上に脱着可能な態様で保持することができる。図示する例示的な実施形態では、3つの受容本体23が共通のハブ61上に遊びをもって固定され、その結果、これらの受容本体23の群は1つのユニットとして交換し得る。留められているハブの遊びは、受容本体23をタレット板24上に受容するために設けた中央リング63内で受容本体23が故障することを阻止する。
The cooling
冷却副組立体51は、他の冷却副組立体も適切ではあるが、熱ポンプの原理に従って作動する副組立体であることが好ましい。個々の冷却カラー53を互いに平行に冷却副組立体に連結することができ、好ましくは、個々にスイッチオン/オフ可能とすることができる。図示した実施形態では、冷却副組立体は共通の冷却回路に直列に接続されかつこれらの冷却副組立体を使用するか否かに拘わらず液体冷媒によって冷却される。
The cooling
図4から図6までは冷却カラー53の詳細を示す。冷却カラー53は、一方の内面が他方の内面と同軸な関係に配置された2つのスリーブ67、69を備え、かつこれらのスリーブの外側スリーブ部材69は比較的厚い壁、従って環状形態で閉じた、機構的に安定な円筒状チューブ区域として構成され、かつ円筒状内側ケーシング面71を備える。内側スリーブ部材67は、自身の管壁内に、軸線方向及び半径方向の両方に連続したスリット73、及び、自身の円筒状外周面75が外側スリーブ部材69の内側ケーシング面71に隣接する突出部を備える。内側スリーブ部材67の内側ケーシング面72は、自身の開放幅及び自身の円錐角に関して、冷却すべき工具保持具3の固締又は受容領域9に対応する寸法に近接して取り付ける態様になされる。その結果として、工具保持具3上に位置でけられた冷却カラーと共に、内側スリーブ部材67は可能な限り最大の表面領域に亘って工具保持具に直に当接して接触する。工具保持具3上で内側スリーブ部材67が故障するのを阻止するために、及び内側スリーブ部材67及び工具保持具の当接面の形状を適合させるために、内側スリーブ部材67の壁は半径方向及び軸線方向の両方に連続し、軸線方向に延在するスリット73を含む。
4 to 6 show details of the
内側スリーブ部材67の外側ケーシング75はスリット73に重ならず、かつ冷却チューブ49のための接続開口に終端する蛇行溝77を含む。この接続開口は外側スリーブ部材69(図1)を貫通する。外側スリーブ部材69の内側ケーシング71と共にこの溝77は冷却カラー53内に液体冷媒チャンネルを形成する。溝77によって全体的に覆われる内側スリーブ部材67の外側ケーシング面75の領域は環状形態に閉じかつ一方で内側スリーブ部材67の軸線方向両端、並びにスリット73の両側の軸線方向に沿って円周方向に延在する密封リング81によって全体的に覆われる。密封リング81は、工具保持具3に対する円錐状内側ケーシング面72の寸法公差を補償するために半径方向に幾らか拡がって変形することができるように正確に溝77の領域を外向きに密封する。内側スリーブ部材67の十分な弾性を保証するために、溝77の基部と内側ケーシング面72の間の距離は、溝77の長さに亘ってほぼ一定かつ比較的小さい。本実施形態の溝断面の半径及び軸線方向の寸法は、一方で、溝77の隣接する区域間の中実領域、及び溝基部領域のスリーブ断面の半径方向厚さよりも大きい。
The
図4から図6までの冷却カラーの代わりに図1の焼きばめ装置に使用し得る冷却カラーの変形態様を以下に説明する。等価な部材には図4から図6までの参照符号が付され、かつ異なる目的のためには文字が付される。構造及び機能の説明のために、特に図4から図6までのそれぞれの連続する説明を参照されたい。 In the following, modifications of the cooling collar that can be used in the shrink fitting apparatus of FIG. 1 in place of the cooling collars of FIGS. 4 to 6 will be described. Equivalent members are provided with reference numerals from FIGS. 4 to 6 and are provided with letters for different purposes. For a description of the structure and function, reference should be made in particular to each successive description of FIGS.
図4から図6までの例示的実施形態の外側スリーブ部材69は円筒状でありかつスリットを何等備えないが、図7から図9までに示した冷却カラー53aの外側スリーブ部材69aは円錐スリーブとして構成され、従って、内側スリーブ部材67aは円錐状外側ケーシング75aを備える。次いで、内側スリーブ部材67aは、軸線方向及び半径方向に連続し、軸線方向に延在するスリット73aを備える。このスリット73aとの整合において、外側スリーブ69aには、スリット73aと共に冷却カラー53aの膨張を補償可能にする軸線方向及び半径方向に連続したスリット83が設けられる。予め応力を付与したばね84はスリット83に亘って外側スリーブ部材69aに作用しかつ互いに対してスリット境界に予め応力を付与する。予め応力を付与したばね84はこれらのばねの端部によって外側スリーブ部材69a上に取り付け得る。しかしながら、ばねをリング形態に閉じる環状ばねとして構成し、かつスリーブ部材69aを包囲することもできる。
Although the
上述した冷却カラーは、全外周に亘って一部片内に延在、適切には、膨張スリットから離れた、スリーブ部材によって構成される。図11及び図11は、複数、この実施形態では4つ、各実施形態の各々のカラー区域がカラーチャンネル領域を形成する自己充足式カラー区域85から構成される冷却カラーの変形態様を示す。カラー区域85の各々は円周方向の端部壁87によって境界づけられる内側スリーブ区域67b、及び自身の内側ケーシング71bが内側スリーブ区域67bの外側ケーシング75bに適合される外側スリーブ区域69bを備える。次いで、外側スリーブ区域69bによって塞がれる液体冷媒チャンネルを形成するために、蛇行溝77bが内側スリーブ区域67bの外側ケーシング75b内に形成される。前記溝の両端には、1つのスリーブ区域85の液体冷媒区域を円周方向に隣接するスリーブ区域85の液体冷媒チャンネル区域に連結する、液体冷媒チューブ50又は他の類似する撓み易いチューブ89のための、外側スリーブ区域69bを貫通して延在する、接続開口79bが設けられる。この実施形態のスリーブ区域85の各々は、密封リング81として上述してきたように、それ自体、密封リング81bによって密封される。
The cooling collar described above is constituted by a sleeve member that extends into a piece over the entire outer periphery, suitably away from the expansion slit. FIGS. 11 and 11 show a variation of the cooling collar comprising a plurality, four in this embodiment, each self-contained
図示した例示的実施形態の場合には、外側スリーブ区域69bは円筒状チューブの区域として構成され、したがって、内側スリーブ区域67bは円筒状区域形態の外側輪郭を備える一方で、内側ケーシング72bは工具保持具の外側輪郭例えば円錐状に適合される。言うまでも無いが、外側スリーブ区域69bは図7に示すように円錐輪郭形状からも構成し得る。
In the illustrated exemplary embodiment, the
スリーブ区域85は、内側スリーブ区域67bの端部拡張部を包囲する1つの環状ばね91によって軸線方向に示すような冷却カラー53bの両側で半径方向に弾性的な態様で一緒に保持される。環状ばね91は、適切には、外側スリーブ69b上にも保持し得る。この実施形態の環状ばね91は、拡張部の溝92内に小量の遊びを備えた、少なくともこれらの環状ばねの螺旋直径の半分に亘って着座される。この溝は円周方向に互いに整合されるのと同時にスリーブ区域85が軸線方向に配向されかつ互いに対して固定される。
The
図12から図15までは、誘導コイルユニット15の詳細を示す。誘導コイルユニット15は、非磁性材料から成る基部本体95の円筒状受容開口93内に誘導コイル21のワイヤ巻き線99を担持する。このワイヤ巻き線はコイル本体97に巻回される。巻き線99の内部に導入すべきでありかつ誘導加熱すべきである工具保持具上に磁場を集中させるために、強磁性材料、例えばフェライトで作られたヨーク装置101は巻き線99の外側に配置される。ヨーク装置101はスリーブ形態の巻き線99の外周を包囲する軸線方向のヨーク部材103を備え、かつ適切には複数の離隔された板から構成されて巻き線99の軸線方向の両端を越えて半径方向に係合するヨーク部材105によって結合される。ヨーク部材105は環状ディスク又は離隔された区域の板としての他の同様物として構成される。
12 to 15 show details of the
開口19の内径は、加熱すべき工具保持具の最大直径のために形状付与される。巻き線99が比較的大きな半径方向距離だけ工具保持具から離隔される場合にでさえ十分大きな誘導電流を得るためには、巻き線99の内周を介して開口19内に半径方向に突出し、かつ作動目的のために工具保持具の外径に選択可能な態様で適合し得る可変内径を備える磁極片装置107は、巻き線99の少なくとも1つの軸線方向端部に着座される。例えばフェライト材料のような強磁性材料で作られる好ましくは円周方向にも重なり、巻き線99の円周方向に分配されかつ、基部本体95内に固定された半径方向の突出部111(図13)上で半径方向に移動し得るように、各々が別々に案内される多数の好ましくは円周方向にも重なるヨーク装置109を磁極片装置107は備える。さらにまた、制御板113が基部本体95上を案内され、その結果、制御板は誘導コイル21に対する等軸線的に回転することができ、円周方向に対して斜めに延在しかつヨーク部材109の各々に対して内部でヨーク部材109か突出するカム従動子ピン117に係合する制御スロット115を備える。制御板113が回転するために、ヨーク部材109は開口19内に半径方向に結合して移動し得るか又はこの開口から引き抜き得る。このように、磁極片装置107の内径は制御板113が回転されることによって作動目的のために変更し得る。
The inner diameter of the
かなりの数の実施形態では、この磁極片装置がこの時に工具保持具の端部側に重なるようになし得るから、説明した形式の磁極片装置107を誘導コイル21の頂部側に配置されることで十分である。107′は誘導コイル21の下側の更なる磁極片装置を示し、この磁極片装置は自身が磁極片装置107に対して付加的に又は他の代替態様として設けることを可能にする。磁極片装置107又は107′が巻き線99の軸線方向両端に設けられると、半径方向のヨーク部材105をこの軸線方向両端に分配することも可能である。
In a considerable number of embodiments, this pole piece device can now overlap the end side of the tool holder, so that a
図12から図15までの誘導コイルユニット15に使用し得るような磁極片装置の種々の態様を以下に説明する。等価な部材は上述した表記で示し、かつ差異を表す目的のために文字を付した。構造及び機能の説明は上述したことを参照されたい。
Various aspects of the pole piece device that can be used in the
図12から図15までの磁極片装置の場合には、ヨーク部材が誘導コイルユニットの基部本体上で半径方向に移動し得るようにこれらのヨーク部材は案内される。図16から図18までは、円板形態の複数のヨーク部材109cが基部本体95に取り付けられる変更態様を示す。これらのヨーク部材はコイル軸線に対して平行に延在する突出部119上のこれらヨーク部材のディスク中央に対して偏心して回動し得る。ここでまた、コイル軸線に対して中央で回転し得る制御板113cによって、ヨーク部材109cは、誘導コイルユニットの開口19内に結合して回動し得るか又はこの開口から回動して脱出し得る可変磁極片装置107cを構成する。この目的のために、次いで、制御部材109cは、制御板113cの周方向に対して斜めに延在するスロット115c内に案内される中央カム従動子突出部117cを備える。図16はこの実施形態におけるコイル軸線から離れた位置にあるヨーク部材109cを示す一方で、図17はこれらのヨーク部材がコイル軸線に近接する位置を示す。
In the case of the pole piece device of FIGS. 12 to 15, these yoke members are guided so that they can move radially on the base body of the induction coil unit. 16 to 18 show a modification in which a plurality of disc-shaped
図16から図18までの実施形態では、ヨーク部材は円板形態をしている。図19及び図20は細長くかつこれらのヨーク部材が関着ピン119dによって誘導コイル21の端面内で回動し得るように、誘導コイル軸線から離れた自身の端部に取り付けられた変更態様を示す。ヨーク部材109dは、共通の制御板の周方向に対して斜めに延在するスロット115d内に係合するカム従動子突出部117dも担持する。図19はコイル軸線から離れた位置にあるヨーク部材109dを示す。図20はコイル軸線に近接した位置にあるヨーク部材を示す。
In the embodiment shown in FIGS. 16 to 18, the yoke member has a disk shape. 19 and 20 show a modification that is elongate and attached to its end remote from the induction coil axis so that these yoke members can be rotated in the end face of the
図1による焼きばめ装置では、受容開口11が熱により十分な範囲までえ膨張するや否や、工具保持具3内に挿入するべき工具5は自身のシャンクを鉛直にした状態で上から受容開口11内に挿入される。図21及び図22に示すように、自身の最小直径が受容開口11の直径より大きくかつ受容開口11内に挿入すべき工具シャンク13の外径より僅かに大きい、導入区域121が受容開口11の工具導入端部に設けられる。従って、工具保持具3がまだ熱膨張していなくとも、工具シャンク13を自身のシャンク底端部によって受容開口11に対して予め中央に位置づけられた導入領域9内に挿入可能である。
In the shrink-fitting device according to FIG. 1, as soon as the receiving
工具シャンク13が故障無く、すなわち、この工具シャンクが連続して熱膨張した受容開口11内に自動的に沈下する、導入領域121内に直立して保持される状況を達成するように装置が構成されると、導入領域121は軸線方向に所定の最小長さを備えなければならない。他方で、導入領域121は受容開口11のトルク伝達表面領域及び従って工具保持具によって伝達し得るトルクを減じるから、この導入部分はあまり長くしてはいけない。工具保持具3の支持されない長さは結果として増大しかつ工具は作動中の振動を阻止し得るから受容開口11の延長部は必ずしも達成し得ない。
The device is configured to achieve a situation in which the
図22は、比較的短い軸線方向長さの導入領域121と共に、シャンク13の導入をきわめて容易にするばかりでなく、短い軸線方向長さにも拘わらず、工具5のシャンク13をも実質的に傾斜がない仕方で受容開口11に対して中央に置き得る。この目的のために、導入領域121は、導入領域121の挿入端部に、工具保持具3の軸線方向の長手断面において円の一部の形態の断面輪郭を備えた包囲環状ビード123を備える。環状ビード123と工具保持具3の回転軸線の間の半径方向距離は環状ビード123の全ての個所で受容開口11の半径127より大きく、従って工具シャンク13の半径よりも大きい。環状ビード123と、挿入開口に近接した受容開口11の端部との間には実質的に直に他方の側の受容開口11の一側及び固締領域12の環状ビード123に結合する円錐遷移領域が延在する。従って、遷移領域129の最小直径は受容開口11の直径に対応する。遷移領域129の最大直径は、環状ビード123の内径よりも大きい。
FIG. 22 not only greatly facilitates the introduction of the
環状ビード123は円部分形態の輪郭を備えるが少なくとも凸状であるから、工具シャンク13を少なくとも初期において工具保持具3の軸線に対して比較的大きく傾斜誤差を伴った状態で挿入することも可能にする。工具シャンクは引き続いて円錐遷移領域129と接触する直立位置に設置される。円錐遷移領域は、10倍以下、好ましくは5倍いより小さな軸線方向延伸部を備え、この軸線方向延伸部は環状ビード123のものである。導入領域121の軸線方向長さはこのように全体に亘って短く保持し得るが、工具シャンク13が直立位置に設置される案内長は十分に長い。
Since the
1 焼きばめ装置、3 工具保持具、11 受容開口、15 誘導コイルユニット、17 撓み易いケーブル、18 誘導電流生成器、21 誘導コイル、23 受容本体、24 タレット板、25 案内支柱、27 ハンドル、29 固締捕捉装置、45 ばね、49 冷却チューブ、51 冷却副組立体、53 冷却カラー、53a 冷却カラー、61 ハブ、63 中央リング、67 スリーブ、67a 内側スリーブ部材、67b 内側スリーブ区域、69 スリーブ、69a 外側スリーブ部材、69b 外側スリーブ区域、71 内側ケーシング面、73 スリット、73a スリット、77 溝、77b 蛇行溝、91 環状ばね、101 ヨーク装置、109 ヨーク装置、109c ヨーク部材、109d ヨーク部材、113 制御板、115 制御スロット、117 カム従動子ピン、119 突出部、123 環状ビード、129 円錐遷移領域
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記受容開口(11)領域内の前記工具保持具(3)を熱膨張させるように構成された誘導加熱装置(15、18)であって、当該誘導加熱装置(15、18)が誘導コイルユニット(15)を有する、誘導加熱装置(15、18)を備え、
前記誘導コイルユニット(15)が、
− 熱膨張目的のために前記工具保持具(3)の受容開口(11)領域に実質的に同軸な関係に位置づけられるように構成された誘導コイル(21)と、
− 強磁性材料で作られかつ前記誘導コイル(21)の外周に沿って軸線方向及び前記誘導コイル(21)の2つの軸線方向端面のうちの少なくとも1つに沿って半径方向に延在するヨーク装置(101)であって、当該ヨーク装置(101)のうち、前記工具保持具(3)の工具挿入端部に隣接する領域と前記工具挿入端部から離れた領域とのうちの少なくとも一方がヨーク部材(109、109c、109d)を備え、前記ヨーク部材(109、109c、109d)が強磁性材料で作られ、前記誘導コイル(21)の内周を超えて半径方向内向きに突出し、前記ヨーク部材が相互に移動可能なように前記ヨーク部材(109、109c、109d)が案内され、前記誘導コイル(21)の内周を超える半径方向の突出量が作動目的のために変更可能である、ヨーク装置(101)と、
を備え、
前記ヨーク部材(109、109c、109d)が、円周方向で互いに重なっており、当該ヨーク部材が前記誘導コイル(21)に対して半径方向に移動されるように案内される、または、前記誘導コイル(21)に対して軸線方向に平行な態様で延在する回動ピン(119、119a)の周りを回動可能に案内されることを特徴とする、焼きばめ装置。 A shrink fit device for at least one tool holder (3) for press-fitting and holding a rotary tool in a central receiving opening (11),
An induction heating device (15, 18) configured to thermally expand the tool holder (3) in the receiving opening (11) region, wherein the induction heating device (15, 18) is an induction coil unit. An induction heating device (15, 18) having (15),
The induction coil unit (15) is
An induction coil (21) configured to be positioned in a substantially coaxial relationship with the receiving opening (11) region of the tool holder (3) for thermal expansion purposes;
A yoke made of a ferromagnetic material and extending axially along the outer circumference of the induction coil (21) and radially along at least one of the two axial end faces of the induction coil (21) a device (101), among the yoke device (101), at least one of the realm away from the region between the tool insertion end adjacent to the tool insertion end of the tool holder (3) Comprises yoke members (109 , 109c, 109d ), the yoke members (109 , 109c, 109d ) are made of a ferromagnetic material and project radially inward beyond the inner circumference of the induction coil (21), The yoke members (109 , 109c, 109d ) are guided so that the yoke members can move relative to each other, and the amount of protrusion in the radial direction exceeding the inner circumference of the induction coil (21) is the target for operation. Yoke device (101), which can be changed for
Equipped with a,
The yoke members (109, 109c, 109d) overlap each other in the circumferential direction, and the yoke members are guided so as to be moved in the radial direction with respect to the induction coil (21), or the induction characterized Rukoto is rotatably guided around a pivot pin (119,119A) extending in a parallel manner in the axial direction relative to the coil (21), shrink fitting device.
前記工具保持具(3)が、コイル軸と同軸である中央受容開口(11)を備えて構成され、かつ上端面を有し、
前記ヨーク部材(109、109c、109d)が、円周方向で互いに重なり、かつ前記誘導コイル(21)に対して半径方向に移動可能に案内されるまたは前記誘導コイル(21)に対して軸線方向に平行な態様で延在する回動ピン(119、119a)の周りを回動され、
前記ヨーク部材(109、109c、109d)が、前記工具保持具の前記上端面と半径方向で重なることを特徴とする、請求項1に記載の焼きばめ装置。 The induction coil unit (21) is guided on the vertical guide column (25) so that the induction coil unit (21) can move in a state where the coil axis is vertical,
The tool holder (3) is configured with a central receiving opening (11) that is coaxial with the coil axis and has an upper end surface;
The yoke members (109, 109c, 109d) overlap each other in the circumferential direction and are guided so as to be movable in the radial direction with respect to the induction coil (21) or axially with respect to the induction coil (21) Is pivoted around pivot pins (119, 119a) extending in a manner parallel to the
The shrink-fitting device according to claim 1, wherein the yoke member (109, 109c, 109d) overlaps the upper end surface of the tool holder in the radial direction.
前記制御部材が、前記誘導コイル(21)に対して等軸線方向に回転されかつ制御面/カム従動子装置(115、117)を介して前記ヨーク部材(109)に連結されることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の焼きばめ装置。 The yoke member (109) is adjusted by a common control member (113),
The control member is rotated equiaxially with respect to the induction coil (21) and connected to the yoke member (109) via a control surface / cam follower device (115, 117). The shrink-fitting device according to claim 1 or 2 .
複数の前記取付台(23)のうちの1つに保持された前記工具保持具の各々は、前記加熱装置(15、18)及び前記冷却装置(51、53)の作動領域を通じて相互に移動し、
1つまたは複数の前記冷却カラー(53)は、撓み易い液体冷媒チューブ(49)に連結され、その結果、前記タレット板(24)の回転運動に従動することを特徴とする、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の焼きばめ装置。 The shrink-fitting device includes a turret plate (24) rotating around a vertical rotation axis, and a plurality of mounts (23) for the tool holder (3),
Each of the tool holders held by one of the plurality of mounting bases (23) moves relative to each other through operating regions of the heating devices (15, 18) and the cooling devices (51, 53). ,
One or more of the cooling collar (53) is connected to the liquid refrigerant tube (49) liable to deflection, as a result, characterized in that it follows the rotational movement of the turret plate (24), from claim 1 The shrink-fitting device according to any one of claims 3 to 4 .
前記取付台(23)を構成する複数の受容本体が、遊びを備えて前記ハブ(61)上に保持されかつ前記タレット板(24)の案内(63)内に案内されることを特徴とする、請求項6に記載の焼きばめ装置。 The unit comprises a hub (61) substantially central to the axis of rotation of the turret plate (24);
A plurality of receiving bodies constituting the mounting base (23) are held on the hub (61) with play and are guided in a guide (63) of the turret plate (24). The shrink-fitting device according to claim 6 .
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