TWI334368B - Attenuating adaptor for an inductive shrinkage appliance - Google Patents

Description

1334368 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種感應收縮器具用縮減轉接器，以 及一組該種縮減轉接器。 【先前技術】 自專利文獻WO 0 1 /897 5 8 A1號案中可得知能以收縮 器具加以縮套至刀具夾持具之中心夾持開孔內的旋轉式刀 具’例如鑽頭或銑刀等等。此夾持開孔是設置在刀具夾持 具的夾持部（其形式爲套筒）上，並具有稍小於要插置至 此夾持開孔內之刀柄直徑的標稱直徑。此夾持部在操作過 程中，可由一同心式地圍繞著此夾持部之感應線圈裝置加 以熱擴張，因之而能讓刀柄插置至此夾持開孔內，並可再 次自其內取出。在冷卻後，夾持部可以壓配方式將縮套於 其內的刀柄以一種旋轉固定方式來予以固定住。 此種收縮器具會輸送高頻交流電或脈波式直流電至感 應線圈裝置內，而其施用之電流位準及/或頻率及/或時 間等均係由一控制器來予以預設，以使其能一方面確保夾 持部適當地加熱，而另一方面亦可防止不當的過度加熱 〇 此等功率供輸資料通常是以欲加熱之刀具夾持具型式 的函數設定在收縮器具內。當要插置或取出不同尺寸之直 徑的刀柄時，設定在收縮器具上的參數相對較沒影響，因 此給定尺寸範圍內的刀具夾持具均可使用相同的設定來加 -4- 1334.368 以熱擴張。相反的，具有壁部較薄之夾持部的刀具夾持具 則較爲嚴苛，例如那些特別是要用來夾持直徑僅數公釐之 刀柄者，例如三至六公釐。收縮器具之能量設定參數必須 配合於這些具有薄壁部夾持部的刀具夾持具。此外，在這 些種類的刀具夾持具中，他們的尺寸僅有些許的差異，因 此刀具夾持具之型式類別必須要正確的確認。這使得縮套 操作相當的困難，特別是在要連續地縮套不同尺寸的刀具 夾持具的情形下。 【發明內容】 本發明之目的在於指出一種降低較爲敏感之刀具夾持 具，特別是具有薄壁夾持部之刀具夾持具，遭受過度加熱 的風險之方法。 爲達成此目的，本發明提出一種套筒形式之縮減轉接 器，其係由非鐵磁性金屬所構成，在操作期間，以鬆弛的 方式在徑向上插置在刀具夾持具之夾持部（其係設有中心 夾持開孔，可供以壓配方式來夾持刀柄）與可供將交流電 供應至感應線圈裝置之收縮器具的感應線圈裝置（其係同 心式地圍繞著夾持部，以使其熱擴張）之間。 —般而言，收縮器具的功率被設計成足夠地大，能夠 充分而快速地以感應式加熱來夾置直徑大至數十公釐，例 如大至50公釐者，之刀柄用的刀具夾持具，以使其不僅 可以夾持住刀柄，同時也可以將刀柄自刀具夾持具上再次 取下。已發現到，在由非鐵磁性且因之爲非透磁性之金屬 -5- 1334368 所構成的套筒中，刀具夾持具中通常是由諸如鋼之類的鐵 磁性材料所製成的夾持部，其內的磁通量將會受到充分地 縮減，而使其即使是使用不正確的收縮器具能量參數，亦 可避免對於夾持部造成不必要的過度加熱。由於此套筒是 由金屬所構成的，渦電流會感應生成於其內，此渦電流會 減弱夾持部內的磁通量。在此種情形中，此套筒最好以其 內側周圍表面設置在其軸向長度的至少一子區域上而與夾 持部的外側周圍表面做平觸式接觸，因此能在某種程度上 將熱量自夾持部上發散掉。其發現到，渦電流之加熱套筒 是少於渦電流之加熱刀具夾持具中承受著大部份磁通量的 鐵磁性夾持部。此套筒內的內側周圍殼體可以便利地做成 圓錐狀，對應於夾持部之形狀，此夾持部通常會同樣具有 圓錐狀，至少在其平觸式接觸之區域。 爲使其能將套筒重覆地套置至刀具夾持具之夾持部上 的相同位置處，此套筒最好具有一止擋部，係自其鄰接於 刀柄插置側的軸向末端處徑向地向內突出，此套筒可藉由 該止擋部而被軸向定位於夾持部的末端表面上。不僅止於 此，感應線圈裝置本身也可藉由以此方式做軸向定位的套 筒上所設置的類似軸向止擋部而被軸向地定位，以達成可 重覆形成的感應條件。 此套筒可以便利地由銅、鋁或這些金屬之任一者的合 金所構成，以得到適當的熱傳導特性。 此套筒的縮減特性可以多種方式來加以變化。在一方 面’套筒的壁厚是可以改變的。但是，此套筒最好設有至 -6- 1334368 少一道槽縫，其徑向地通過此套筒，且實質上軸向地延伸 於此套筒之軸向長度的至少一部份上。此槽縫可將套筒之 壁部開通而供磁通量通過，因此可以由該槽縫的軸向長度 及其在周邊方向上的寬度來控制磁通量的縮減程度。此槽 縫的長度及寬度可進一步限制套筒與刀具夾持具之夾持部 做平觸式接觸的接觸面積，因之而會限制套筒對於夾持部 的冷卻影響效果。 爲使套筒與夾持部間之接觸面積（其會傳遞熱量）能 夠改變成更好，套筒最好在其內側周圍表面的至少一軸向 子部位上設有環狀切口。由於此套筒上設有槽縫，其具有 徑向的彈性特性，因此可以更加吻合地配合於夾持部的周 邊，因之而能改善熱傳特性。 爲能將此套筒的縮減特性均勻地分佈於夾持部的周邊 上，此套筒最好設有二道或多道槽縫，以等角間距的方式 沿著周邊方向設置。這些槽縫最好是在直徑方向上成對相 對地配置在周邊方向上，特別是以一種使這些槽縫在從套 筒之軸向相對末端開始的周邊方向上交替地通過套筒於其 軸向長度的一部份上的方式來加以配置。像這樣的槽縫可 以形成具有彎曲周圍結構的套筒，其特別能良好地配合於 夾持部的外側周邊》 爲能使刀具夾持具之夾持部在加熱後，能夠快速地再 次冷卻下來，其已知可將一冷卻套環套置在夾持部上。此 冷卻套環可以是具有冷卻肋條的簡易氣冷式散熱器。但 是’如自專利文獻 wo 01/89758 A1號案中可詳細得知 1334368 % 的，此冷卻套環也可以連接至液冷迴路上。在一種較佳的 改良中，套筒的外側周圍表面是圓錐狀，因此可以讓冷卻 套環套置於其上。 本發明的第二樣態是有關於一轉接器組.，其具有二個 或多個前面所解說的衰減轉接器，其等係與一組不同的刀 具夾持具結合。像這種的一組轉接器組所用的套筒是設計 有具有彼此不同之外側輪廓的夾持部，及/或設計有具有 彼此不同之內徑而供套接至刀具夾持具之夾持部上的夾持 開孔，且該等刀具夾持具的夾持部（其係設有相關的套 筒）能在各自的情況中，以收縮器具之相同的交流電供輸 設定來予以熱擴張。此組中的所有相關刀具夾持具均能使 用相同的收縮器具能量參數設定値來予以熱擴張，因爲這 些套筒的縮減及冷卻特性是設計成能使夾持部內的磁通量 配合於針對個別刀具夾持具所設的預定極限値。就此而 言，套筒的壁厚，及/或槽縫的數量，及/或槽縫的軸向 長度，及/或槽縫在套筒之周邊方向上的寬度，及/或設 置在套筒內側周圍表面上的環狀切口的尺寸被選擇而使得 刀具夾持具的夾持部（其係設有相關的套筒）能在各自的 情況中，均能適度地熱擴張而不會有任何過度加熱的情 形。前面所解說的尺寸參數在此情形中亦可經由少數的試 驗而憑經驗地來決定之。 在此情形中，該組所有的套筒的外側周圍表面勻可便 利地設定成具有相同的輪廓及相同的直徑，因之可以使用 同一冷卻套環來冷卻該等熱擴張刀具夾持具。 -8- 1334368 下文中將配合於圖式來更詳細解說本發明。 【實施方式】 第1圖顯示出一種刀具夾持具1，而結合至其上且將 於下文中更詳細說明的縮減轉接器3則是處於以參考編號 5加以標示之收縮器具的縮套操作位置上。此種類型的收 縮器具在例如專利文獻WO 01 /8 9758 A1號案中有詳細的 描述。 刀具夾持具1具有標準化的結合部7，藉由之可以一 種在旋轉上固定而能做軸向移動的方式結合至工具機的轉 軸上，並與其轉動軸線9呈同心配置，此刀具夾持具具有 一套筒形式的夾持部11，並具有圓錐狀外側周圍表面13 及中心夾持開孔15，此開孔在用來夾持住諸如鑽頭或銑刀 之類旋轉刀具（其將不會再進一步加以說明）之刀柄的夾 持區域1 7內的直徑是稍小於刀柄的直徑。 刀具夾持具1的夾持部1 1是由鐵磁性材料製成，例 如說耐熱鋼，因此可以在同心式地圍繞著夾持部11的感 應線圈裝置19輸入來自交流發電機21而具有選擇性位準 的高頻交流電時’用以聚集來自感應線圏裝置19的磁通 量。此磁通量會在夾持部1 1上產生渦電流，而此渦電流 會將此夾持部11加熱，因之而使夾持開孔15熱擴張至大 於刀柄直徑的內徑。刀柄即可插置至此擴張開的夾持開孔 15內’或自其內取出。當夾持部n冷卻後，插置在夾持 開孔15內的刀柄即會被以—種壓配的方式牢固地固定 -9- 1334368 住。 發電機21所產生之交流電的位準、交流電輸入至感 應線圈裝置19內的間時長度，以及如果有的話，交流電 的頻率等會決定供應至夾持部11內的感應能量的量，因 之而能決定夾持部11擴張開的速度，以及夾持部11的溫 度，進而能決定夾持開孔1 5所能達到的擴張直徑。特別 是在薄壁的夾持部11的情形中，如第1圖所示，前述的 參數必須要準確地控制，以便能一方面將夾持開孔1 5做 充份地擴張，而另一方面能避免對於夾持部11產生會損 害刀具夾持具1的過度加熱。因此在習用的收縮器具中， 該等參數每一者均必須個別配合於刀具夾持具1的型式， 而能精確地配合於即是在夾持部及夾持開孔尺寸僅稍有不 同的刀具夾持具。特別是在要連續地縮套一組類似刀具夾 持具中的不同的刀具夾持具的情形中，收縮器具的設定必 須要相當的小心。爲簡化收縮器具在諸如此類情形中的操 作，根據本發明，該組刀具夾持具1中的每一者均設有個 別的相關縮減轉接器3，其衰減特性是以一種將在下文中 加以更詳細說明的方式加以設計的，因此同一組內的所有 刀具夾持具1在使用個別的相關縮減轉接器3下，均能針 對收縮器具5使用同一種能量設定而感應加熱之。縮減轉 接器3可將作用在夾持部11上的磁通量加以調整，而使 其在一方面能將夾持開孔15充分地擴張，而另一方面則 能避免對於夾持部11的過度加熱。 縮減轉接器3大致上具有套筒23形式，係由非鐵磁 -10- 1334368 性材料所構成，也就是說是非透磁性金屬，例如銅，或者 最好是銘或這些金屬之一者的合金。如第3圖及第4圖中 所最清楚看到的’套筒23的內側周圍表面25具有圓錐狀 的形狀’配合於夾持部11的圓錐狀表面13，以供做平觸 式接觸。在鄰接於夾持部11的刀具插置端處，套筒23在 其相對應的軸向末端上設有止擋突片27，徑向地向內突 出’可將套筒23軸向地定位在夾持部n的軸向末端處， 並確保相對於夾持部11的固定位置。鄰接於止擋突片27 的末端29’如第1圖中示意地顯示的，可供感應線圈裝置 1 9利用設置線圈側的止擋部3 1來相對於夾持部1 1做軸向 疋位。 套筒23的周圍壁部具有二道或多道槽縫33，在此例 中是八道槽縫33’係沿著周邊方向均勻地配置，並徑向地 通過套筒23’但在軸向方向上僅延伸於套筒23軸向長度 的子部位而已。在所示的範例性實施例中，槽縫33是在 直徑方向上互相相對地配置，且在周邊方向上相鄰的槽縫 33是自套筒23的不同軸向末端表面延伸出，但未到達至 另一側末端表面。因此’整體而言，套筒23具有一種彎 曲而具有徑向彈性的壁部結構，可使其能夠彈性地配合於 夾持部11之外側周圍表面13的區域。 縮減轉接器3的縮減行爲是由套筒23的壁厚、周邊 方向上的槽縫33的數量、軸向長度及寬度，以及如果有 的話，內側周圍表面25上的環狀切口，如第3圖中以參 考編號35加以標示之套筒23軸向末端處的區域所代表 -11 - 1334368 者，等加以決定的。與一組刀具夾持具1中各個夾持具結 合在一起的衰減轉接器3，可以藉由適當地選取這些尺寸 參數來加以設計，以便能以同一組用來控制收縮器具5之 能量的參數設定値來對該組刀具夾持具1中之全部夾持具 進行縮套程序。 該組中所有的縮減轉接器3均具有相同尺寸及相同圓 錐角的圓錐狀外側周圍表面37，因此同一冷卻套環39可 以配合於該組中的所有刀具夾持具11而以標準方式套合 在仍然套置於收縮程序中的夾持部11上的縮減轉接器 上，以冷卻熱擴張的刀具夾持具1(第2圖）。在所示的 範例性實施例中，冷卻套環3 8的形式爲一種可以連接至 液體迴路上的套環，如專利文獻WO 01/89758 A1號案中 所詳細說明的。同樣也可以使用氣冷式散熱器。 【圖式簡單說明】 第1圖顯示出縮套型式之刀具夾持具，具有一縮減轉 接器套置於收縮器具內。 第2圖顯示出此刀具夾持具，其套置有縮減轉接器， 且套置有冷卻套環。 第3圖顯示出沿著第4圖中線ΠΙ_ΙΠ觀看而貫穿過縮 減轉接器的縱長軸向剖面圖。 第4圖顯示出縮減轉接器自第3圖中箭號IV之方向 觀看的平面面。 -12- 1334368 【主要元件符號說明】 1 :刀具夾持具 3 :縮減轉接器 5 :收縮器具 7 :結合部 9 :轉動軸線 1 1 :夾持部 1 3 :外側周圍表面 1 5 :夾持開孔 1 7 :夾持區域 1 9 :感應線圏裝置 21 :發電機 23 :套筒 2 5 :內側周圍表面 27 :止擋突片 29 :末端 31 :止擋部 33 :槽縫 35 :軸向末端區域 3 7 :圓錐狀外側周圍表面 3 9 :冷卻套環 -13-

Claims (1)

1334368 十、申請專利範圍 1. 一種爲套筒（23)形式之縮減轉接器，其係由非鐵 磁性金屬所構成，在操作期間，以鬆弛的方式在徑向上插 置在刀具夾持具（1)之夾持部（11)(其係設有中心夾 持開孔（15)，可供以壓配方式來夾持刀柄）與可供將交 流電供應至感應線圈裝置（19)之收縮器具（5)的感應 線圈裝置（19)(其同心式地圍繞著該夾持部（11)，以 使其熱擴張）之間。 2_如申請專利範圍第1項之縮減轉接器，其特徵在於 該套筒（23)以其內側周圍表面（25)至少移動至其軸向 長度的子區域上而與該夾持部（11)的外側周圍表面 (1 3 )做平觸式接觸。 3.如申請專利範圍第2項之縮減轉接器，其特徵在於 該套筒（23)的內側周圍殻體（25)至少在該平觸式接觸 區域中爲圓錐狀。 4·如申請專利範圍第1項之縮減轉接器，其特徵在於 該套筒（23)具有至少一道槽縫（33)，其徑向地通過該 套筒（23)，且實質上軸向地延伸於該套筒（23)之軸向 長度的至少一部份之上。 5 -如申請專利範圍第4項之縮減轉接器，其特徵在於 該套筒（23)具有二道或多道槽縫（33)，其係在直徑方 向上成對相對地配置在周圍方向上。 6.如申請專利範圍第4項之縮減轉接器，其特徵在於 該套筒（23)具有二道或多道槽縫（33)，其係在從該套 -14- 1334368 筒（23)之軸向相對末端開始的周圍方向上交替地通過該 套筒（23)於其軸向長度的—部份之上。 7. 如申請專利範圍第1項之縮減轉接器，其特徵在於 該套筒（23)在其內側周圍表面（25)的至少—軸向子部 位上設有環狀切口（35)。 8. 如申請專利範圍第1項之縮減轉接器，其特徵在於 該套筒（23)具有一止擋部（27)，其係在其鄰接於該刀 柄之插置側的軸向末端處徑向地向內突出，該套筒（23) 可藉由該止擋部（27)而被軸向定位於該夾持部（11)的 末端表面上。 9. 如申請專利範圍第1項之縮減轉接器，其特徵在於 該套筒（23)係由銅、鋁或這些金屬之任—者的合金所構 成的。 10. 如申請專利範圍第9項之縮減轉接器，其特徵在 於該套筒（23 )的該外側周圍表面（37 )是圓錐狀，以供 套接一冷卻套環（3 9 )。 1 1 . 一種轉接器組，具有二個或多個如申請專利範圍 第1項至第10項中任一項之套筒（23)形式的縮減轉接 器（3)，其特徵在於該等套筒（23)係設計有具有彼此 不同之外側輪廓的夾持部（11)，及/或設計有具有彼此 不同之內徑而供套接至刀具夾持具（1)之夾持部（11) 上的夾持開孔（15)，且在於該等套筒（23)的壁厚，及 /或該等槽縫（33)的數量，及/或該等槽縫（33)的軸 向長度’及/或該等槽縫（33)在該等套筒（23)之周邊 -15- 1334368 方向上的寬度’及/或設置在該等套筒（23)之內側周圍 表面（25)上的環狀切口（35)的尺寸被選擇而使得該組 之刀具夾持具（1)的夾持部（11)(其係設有相關的套 筒（23))能在各自的情況中，以收縮器具（5)之相同 交流電供輸設定來予以熱擴張。 1 2 .如申請專利範圍第1 1項之轉接器組，其特徵在於 該等套筒（23)具有含有相同的輪廓及相同的直徑的外側 周圍表面（37)。