Dispositivo para sujetar y soltar una herramienta mediante el calentamiento inductivo de un portaherramientas.

Dispositivo para amarrar y soltar herramientas que presentan un vástago deherramienta,

con el que se calienta por inducción una abertura de alojamiento(4) céntrica para una sección de casquillo (2) de un portaherramientas (1), lacual comprende un vástago (5) de una herramienta rotatoria y la cual sujeta ensu ajuste forzado el vástago (5) de la herramienta, asentado en la abertura dealojamiento (4), soltándolo por calentamiento, con una disposición de bobina deinducción con al menos una bobina de inducción (6) que puede ser alimentadade corriente eléctrica para el calentamiento de la sección de casquillo (2) y conuna disposición de yugo (9) de un material magnetizable, no conductivoeléctricamente o prácticamente no conductivo eléctricamente, presentando eldispositivo un cuerpo concentrador (11) conductivo magnéticamente y no oprácticamente no conductivo eléctricamente que concentra el flujo magnéticode la bobina de inducción (6) a la zona del extremo de la sección de casquillo(2), situado en el lado de la herramienta, formando la disposición de yugo (9) junto a la sección de casquillo (2) un círculo magnético cerrado al menos por

tramos alrededor de la bobina de inducción, caracterizado por que al circuitomagnético está asignada una pieza sobrepuesta de inducción (14) o un cuerpode inducción (14a) de un material el20 ectrodconductivo y no conductivomagnéticamente, y el cuerpo concentrador (11) lleva la pieza sobrepuesta deinducción (14) o el cuerpo de inducción (14a) está dispuesto, independientemente del cuerpo concentrador, en la zona del lado frontal de la

bobina, orientado hacia el final de la parte de casquillo (2), y la piezasobrepuesta de inducción (14) está dispues25 ta en el cuerpo concentrador (11) oel cuerpo de inducción (14a) está dispuesto de tal forma que son atravesados por una parte del campo que discurre fuera del cuerpo concentrador (11), y por

que se induce corriente dentro de la pieza sobrepuesta de inducción (14) o delcuerpo de inducción (14a), y la pieza sobrepuesta de inducción(14) o el cuerpode inducción (14a) está posicionado y realizado de tal forma que la corrienteinducida dentro del mismo genera un campo inverso que se sobrepone alcampo magnético de la bobina (6) de tal forma que en total se produzca unareducción al menos local del campo magnético de la bobina (6) que atraviesa elentorno exterior del dispositivo.

DISPOSITIVO PARA SUJETAR Y SOLTAR UNA HERRAMIENTA MEDIANTE EL CALENTAMIENTO INDUCTIVO DE UN PORTAHERRAMIENTAS

La presente invención se refiere a un dispositivo para el calentamiento inductivo de la sección de casquillo de un portaherramientas.

Especialmente para herramientas que rotan a alta velocidad, como por ejemplo fresas y brocas, se conoce el procedimiento de introducir su vástago por contracción en una sección de casquillo de un portaherramientas. Para ello, la sección de casquillo se calienta por ejemplo mediante una bobina de inducción que la encierra, de forma que el vástago de la herramienta puede insertarse en la abertura de alojamiento de la sección de casquillo, que se expande, es decir, se agranda bajo la influencia del calor. El diámetro exterior del vástago de la herramienta es algo más grande que el diámetro nominal de la abertura de alojamiento, de modo que, después del enfriamiento de la sección de casquillo, la herramienta queda sujeta de forma resistente al giro en su ajuste forzado dentro del portaherramientas.

Un dispositivo de calefacción por inducción, adecuado para ello, es por ejemplo el del documento DE10102710A1. Este dispositivo presenta una bobina de inducción que se puede colocar sobre la sección de casquillo del portaherramientas encerrándola de forma anular a una distancia radial, y que es alimentada de corriente eléctrica alterna. El campo magnético de la bobina de inducción induce en el material electroconductivo y generalmente también magnetizable del portaherramientas corrientes de inducción que calientan directamente la sección de casquillo. La bobina de inducción se extiende axialmente al menos a lo largo de la longitud de engrane con la que el vástago de la herramienta se sumerge en la abertura de alojamiento y finaliza, con su devanado, aproximadamente en la zona del extremo final, situado en el lado de la herramienta, de la sección de casquillo, de forma axial con éste. En el sentido radial, el contorno interior de la bobina de inducción discurre a una distancia con respecto a la sección de casquillo, para poder aprovechar la misma bobina de inducción en portaherramientas con diferentes diámetros exteriores de la sección de casquillo.

En sus lados frontales y en su contorno exterior, el devanado de la bobina de inducción está revestido de una disposición de concentración de flujo formada por un material magnetizable, es decir ferromagnético o ferrimagnético, cuya conductividad magnética elevada, con respecto al aire, concentra el flujo magnético sustancialmente a dicho revestimiento. El material magnetizable de la disposición de concentración de flujo no es electroconductivo para evitar que se caliente por inducción también el revestimiento de concentración de flujo. La zona de la camisa de concentración de flujo, contigua al extremo de la sección de casquillo, situado en el lado de la herramienta, está realizada generalmente como cuerpo concentrador anular que yace axialmente directamente sobre el extremo final de la sección de casquillo, situado en el lado de la herramienta. La finalidad de un cuerpo concentrador de este tipo es introducir el campo de forma selectiva en la sección de casquillo para hacerlo actuar allí de forma efectiva y evitar al mismo tiempo que el vástago de herramienta que sobresale de la sección de casquillo sea calentado por inducción por la parte de campo de dispersión, en cuyo caso se expandería también el vástago de la herramienta, lo que es indeseable. De manera ventajosa, un cuerpo concentrador de este tipo está realizado como collar de blindaje, por ejemplo tal como se describe en el documento DE10102710A1. Dicho collar de blindaje absorbe una parte esencial de las líneas de campo que salen inicialmente al espacio exterior. De esta manera, evita de una manera eficaz que se caliente el vástago de la herramienta que sobresale.

En el contorno exterior de la bobina de inducción está dispuesta una disposición de yugo de un material magnetizable que no es o sustancialmente no es electroconductivo. De esta manera, se reduce eficazmente el campo de dispersión también en la zona del contorno exterior de la bobina de inducción.

No obstante, en una disposición de este tipo sigue existiendo un campo de dispersión mensurable en el entorno exterior de la bobina de inducción o del dispositivo en su totalidad - aunque en la mayoría de los casos de aplicación, dicho campo de dispersión no afecte en medida decisiva a la función primaria de la introducción por contracción y la extracción por descontracción.

Recientemente, existe un creciente interés por el tema "campos de dispersión eléctricos" también fuera de los círculos especializados que siempre han estado especialmente interesados.

La invención tiene el objetivo de proporcionar una posibilidad de reducir el campo en el entorno exterior de la bobina de inducción o del dispositivo.

Este objetivo se consigue mediante las características de la parte caracterizadora de la reivindicación 1.

Está previsto que una disposición de yugos forma, junto con una sección de casquillo de un portaherramientas, un círculo magnético, cerrado al menos por tramos, alrededor de una bobina de inducción y que al círculo magnético está asignado un cuerpo de inducción o una pieza sobrepuesta de inducción de un material electroconductivo y no conductivo magnéticamente.

Dentro de este cuerpo de inducción o esta pieza sobrepuesta de inducción se origina un campo magnético que se sobrepone al campo de la bobina de inducción, que discurre en el entorno exterior de la bobina de inducción o del dispositivo, y de esta manera lo atenúa en parte. De esta manera, se consigue un blindaje activo (generalmente adicional) del campo magnético - en comparación con el blindaje realizado mediante piezas polares y similares que se consiguen mediante materiales que no son electroconductivos y que son conductivos magnéticamente, como por ejemplo ferritos, y que por lo tanto se pueden denominar "blindaje pasivo".

El cuerpo concentrador lleva la pieza sobrepuesta de inducción o el cuerpo de inducción está dispuesto independientemente del cuerpo concentrador en la zona del lado frontal de la bobina orientado hacia el final de la parte de casquillo. La pieza sobrepuesta de inducción está dispuesta en el cuerpo concentrador o el cuerpo de inducción están dispuestos de tal forma que es atravesado por una parte del campo que por tramos se extiende fuera del cuerpo concentrador, de tal forma que se induce corriente dentro del cuerpo de inducción mismo o de la pieza sobrepuesta de inducción misma. Por lo tanto, dicho de manera más sencilla, en el entorno exterior de la bobina, el campo que ha de ser atenuado hace automáticamente que partiendo del cuerpo de inducción o de la pieza sobrepuesta de inducción se origine un campo inverso atenuador.

Además, el cuerpo de inducción o la pieza sobrepuesta de inducción están posicionados y realizados de tal forma que la corriente inducida dentro de los mismos genere un campo inverso que se sobrepone al campo magnético de la bobina de tal forma que en total se produzca una reducción al menos local del campo magnético de la bobina que atraviesa el contorno exterior del dispositivo.

Además, la pieza sobrepuesta de inducción o el cuerpo de inducción están dispuestos en la zona del lado frontal de la bobina orientado hacia el final de la parte de casquillo.

Según la invención, están posicionados y realizados de tal forma que la corriente inducida dentro de los mismos genere un campo inverso que se sobrepone al campo magnético de la bobina de tal forma que en total se produzca una reducción al menos local del campo magnético de la bobina que atraviesa el contorno exterior del dispositivo.

Preferentemente, el cuerpo de inducción o la pieza sobrepuesta de inducción están realizados como anillo cerrado en sí - generalmente en el sentido periférico. De esta manera, garantiza un blindaje óptimo, porque entonces las líneas de campo del campo de alta frecuencia se registran realmente en su totalidad y no tienen posibilidad de evitar el efecto de la pieza sobrepuesta de inducción según la invención.

Resulta especialmente preferible realizar el cuerpo de inducción o de la pieza sobrepuesta de inducción compuesta de cobre. Es que se ha demostrado que precisamente en la aplicación según la invención, el cobre tiene un efecto claramente superior a todos los demás materiales que a primera vista puedan parecer equivalentes (como por ejemplo el aluminio) .

Preferentemente, la pieza sobrepuesta de inducción está realizada de tal forma que presenta la sección transversal de un anillo doblado. De esta manera, la pieza sobrepuesta de inducción... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para amarrar y soltar herramientas que presentan un vástago de herramienta, con el que se calienta por inducción una abertura de alojamiento (4) céntrica para una sección de casquillo (2) de un portaherramientas (1) , la cual comprende un vástago (5) de una herramienta rotatoria y la cual sujeta en su ajuste forzado el vástago (5) de la herramienta, asentado en la abertura de alojamiento (4) , soltándolo por calentamiento, con una disposición de bobina de inducción con al menos una bobina de inducción (6) que puede ser alimentada de corriente eléctrica para el calentamiento de la sección de casquillo (2) y con una disposición de yugo (9) de un material magnetizable, no conductivo eléctricamente o prácticamente no conductivo eléctricamente, presentando el dispositivo un cuerpo concentrador (11) conductivo magnéticamente y no o prácticamente no conductivo eléctricamente que concentra el flujo magnético de la bobina de inducción (6) a la zona del extremo de la sección de casquillo (2) , situado en el lado de la herramienta, formando la disposición de yugo (9) junto a la sección de casquillo (2) un círculo magnético cerrado al menos por tramos alrededor de la bobina de inducción, caracterizado por que al circuito magnético está asignada una pieza sobrepuesta de inducción (14) o un cuerpo de inducción (14a) de un material electrodconductivo y no conductivo magnéticamente, y el cuerpo concentrador (11) lleva la pieza sobrepuesta de inducción (14) o el cuerpo de inducción (14a) está dispuesto, independientemente del cuerpo concentrador, en la zona del lado frontal de la bobina, orientado hacia el final de la parte de casquillo (2) , y la pieza sobrepuesta de inducción (14) está dispuesta en el cuerpo concentrador (11) o el cuerpo de inducción (14a) está dispuesto de tal forma que son atravesados por una parte del campo que discurre fuera del cuerpo concentrador (11) , y por que se induce corriente dentro de la pieza sobrepuesta de inducción (14) o del cuerpo de inducción (14a) , y la pieza sobrepuesta de inducción (14) o el cuerpo de inducción (14a) está posicionado y realizado de tal forma que la corriente inducida dentro del mismo genera un campo inverso que se sobrepone al campo magnético de la bobina (6) de tal forma que en total se produzca una reducción al menos local del campo magnético de la bobina (6) que atraviesa el entorno exterior del dispositivo.

2. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la pieza sobrepuesta de inducción (14) o el cuerpo de inducción (14a) está realizado como anillo cerrado eléctricamente en sí en el sentido circunferencial.

3. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la pieza sobrepuesta de inducción (14) o el cuerpo de inducción (14a) se compone de cobre.

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la pieza sobrepuesta de inducción (14) presenta la sección transversal de un anillo doblado.

5. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado por que la sección transversal del anillo está inclinada hacia arriba con respecto a la horizontal, preferentemente en un ángulo (a) de 10 grados a 20 grados.

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el cuerpo concentrador (11) está insertado, por su lado exterior radial, en un anillo de sujeción (13) para el posicionamiento en la disposición de bobina magnética, que al mismo tiempo mantiene también la pieza sobrepuesta de inducción (14) en su posición con respecto al cuerpo concentrador (11) , preferentemente en una posición en la que el cuerpo concentrador (11) y la pieza sobrepuesta de inducción (14) se encuentran en contacto mutuo plano directo.

7. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado por que el anillo de sujeción (13) es un anillo de plástico formado mediante moldeo por inyección conjunto, al menos parcial, alrededor del cuerpo concentrador y de la pieza sobrepuesta de inducción (14) .

8. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado por que el plástico del

anillo de sujeción (13) envuelve la pieza sobrepuesta de inducción (14) total o parcialmente, de tal forma que disminuye el peligro de que el usuario se queme en la pieza sobrepuesta de inducción calentada.

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la pieza sobrepuesta de inducción (14) o el cuerpo de inducción (14a) presenta una capacidad térmica o masa tan grande que la temperatura final de la pieza sobrepuesta de inducción (14) es en promedio inferior a 80ºC, incluso al cabo de seis ciclos realizados en sucesión directa durante los que respectivamente un portaherramientas frío se calienta en tal medida que sea posible insertar o extraer la herramienta asignada al mismo.