Revólver de herramienta para mecanizar piezas de trabajo y sistema de mecanizado con un revólver de herramienta de este tipo.

Revólver de herramienta para mecanizar piezas de trabajo con

- una carcasa (11;

11a),

- una unidad de accionamiento (14; 14a) dispuesta en la carcasa (11; 11a), y

- una parte giratoria (13; 13a), que

- - presenta varios soportes de herramienta (19; 19a) dispuestos circunferencialmente para alojar herramientas (20; 20a) y

- - puede girar con respecto a la carcasa (11; 11a) por medio de la unidad de accionamiento (14; 14a) alrededor de un eje de giro (15) en varias posiciones de giro,

- una primera línea de alimentación (21; 21a) dispuesta al menos por secciones en paralelo al eje de giro (15) para alimentar un medio refrigerante criogénico (5), y

- varias segundas líneas de alimentación (50; 50a) dispuestas al menos por secciones transversalmente con respecto al eje de giro (15) para alimentar el medio refrigerante criogénico (5),

- una unidad elevadora (25; 25a) para desplazar linealmente al menos por secciones la primera línea de alimentación (21; 21 a), en el que

- - la primera línea de alimentación (21; 21 a) está conectada en una primera posición a una de las segundas líneas de alimentación (50; 50a) para transferir el medio refrigerante criogénico (5) a una herramienta (20; 20a), y

- - la primera línea de alimentación (21; 21 a) en una segunda posición está separada de las segundas líneas de alimentación (50; 50a) para cambiar la posición de giro de la pieza giratoria (13; 13a),

caracterizado por que

la primera línea de alimentación (21; 21a) está diseñada de manera aislada por vacío al menos por secciones, y por que la primera línea de alimentación (21; 21a) presenta un tubo interior (36; 36, 94) y un tubo exterior que rodea al mismo (37; 37, 95) y al menos uno de estos tubos (36, 37; 36, 37, 94, 95) puede modificarse en su longitud.

Revólver de herramienta para mecanizar piezas de trabajo y sistema de mecanizado con un revólver de herramienta de este tipo La invención se refiere a un revólver de herramienta para mecanizar piezas de trabajo de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Así mismo la invención se refiere a un sistema de mecanizado con un revólver de herramienta de este tipo. El sistema de mecanizado es en particular parte de una máquina herramienta para el mecanizado con arranque de virutas de piezas de trabajo.

Por el documento DE 601 11 162 T2 (correspondiente al documento EP 1 208 940 B1) se conoce una máquina herramienta con un revólver de herramienta para el mecanizado con arranque de virutas de piezas de trabajo metálicas. Mediante el revólver de herramienta se conduce un medio refrigerante criogénico hasta aquella herramienta que está actuando en ese momento con la pieza de trabajo que va a mecanizarse. Para ello el revólver de herramienta presenta un rotor polimérico con un primer coeficiente de dilatación térmica y un estátor metálico asociado con un segundo coeficiente de dilatación térmica. A través del estátor discurre una primera línea de alimentación, que presenta una primera sección de línea que discurre concéntricamente con respecto al eje de giro del rotor y una segunda sección de línea que discurre radialmente con respecto al eje de giro. La primera línea de alimentación está conectada en la posición de trabajo de la herramienta respectiva con una segunda línea de alimentación asociada, que discurre a través del rotor que rodea el estátor hasta la herramienta. Mediante el diferente coeficiente de dilatación térmica se obturan automáticamente las líneas de alimentación en el sitio de unión, cuando el medio refrigerante criogénico circula a través de las líneas de alimentación hasta la herramienta respectiva. En este revólver de herramienta es desventajoso que el sitio de unión entre las líneas de alimentación puede obturarse sólo difícilmente, dado que el estátor, para obturar el sitio de unión por un lado, debido a los diferentes coeficientes de dilatación, tiene que presionarse con una fuerza suficiente contra el rotor, sin embargo, por otro lado, la fuerza no puede ser demasiado grande, dado que de lo contrario se atasca el revólver de herramienta y ya no es posible de manera fiable un cambio de herramienta. Esto es en particular un problema cuando se utilizan un medio refrigerante criogénico o diferentes medios refrigerantes criogénicos a diferentes temperaturas, dado que el comportamiento de dilatación del estátor y del rotor es correspondientemente diferente.

Por el documento US 5.509.335 A se conoce un centro de mecanizado que presenta en una cámara sellada una máquina herramienta así como un aparato de manipulación y una red distribuidora criogénica. La máquina herramienta presenta un revólver de herramienta, hasta el que se conduce, desde un tanque de suministro, nitrógeno líquido a través de una línea flexible. El extremo libre de la línea está conectado con un cilindro de accionamiento neumático, por medio del cual puede desplazarse el extremo libre y puede conectarse con una conexión correspondiente de un soporte de herramienta.

El documento DE 37 02 424 A1 da a conocer un revólver de herramienta, en el que a través de una carcasa interna discurre un tubo de alimentación de agente refrigerante coaxialmente con respecto al eje de revólver. El tubo de alimentación de agente refrigerante está unido con canales de refrigeración en el disco de herramienta del revólver de herramienta.

Por el documento DE 197 35 420 A1 se conoce un revólver de herramienta, en el que en un disco de revólver están dispuestas líneas de agente refrigerante o de lubricante, que conducen hasta los alojamientos de herramienta individuales.

La invención se basa en el objetivo de crear un revólver de herramienta en el que pueda alimentarse un medio refrigerante criogénico en de manera sencilla y fiable a las herramientas.

Este objetivo se consigue mediante un revólver de herramienta con las características de la reivindicación 1. Debido a que la primera línea de alimentación puede desplazarse por medio de la unidad elevadora al menos por secciones en paralelo al eje de giro, es posible por un lado una transmisión sencilla y fiable del medio refrigerante criogénico hasta la herramienta que se encuentra en contacto con la pieza de trabajo que va a mecanizarse y, por otro lado, un cambio de herramienta sencillo y fiable. La primera línea de alimentación está conectada de manera estanca en su primera posición con la segunda línea de alimentación, cuya herramienta asociada se encuentra precisamente en la posición de trabajo para el mecanizado de la pieza de trabajo. El medio refrigerante criogénico puede transferirse por consiguiente de manera sencilla y fiable a la herramienta. Para el cambio de herramienta se desplaza la primera línea de alimentación por medio de la unidad elevadora hasta su segunda posición, en la que la primera línea de alimentación está separada de las segundas líneas de alimentación. En la segunda posición puede cambiarse la posición de giro de la pieza giratoria con los soportes de herramienta por lo tanto de manera sencilla y fiable para un cambio de herramienta. Después del cambio de herramienta se desplaza la primera línea de alimentación de nuevo por medio de la unidad elevadora hasta la primera posición, en la que ésta está conectada de manera estanca con la segunda línea de alimentación de la nueva herramienta que se encuentra en la posición de trabajo.

El revólver de herramienta de acuerdo con la invención permite en particular una alimentación sencilla y fiable de un medio refrigerante criogénico independientemente de su temperatura. El medio refrigerante criogénico presenta, a la

salida de la herramienta respectiva, una temperatura inferior a -60 º C, en particular inferior a -120 º C, en particular inferior a -150 º C, y en particular inferior a -180 º C. Como medio refrigerante criogénico puede servir por ejemplo nitrógeno líquido o gaseoso, oxígeno líquido o gaseoso, hidrógeno gaseoso, helio gaseoso, argón líquido o gaseoso, dióxido de carbono gaseoso y gas natural líquido o gaseoso. Preferentemente se conduce nitrógeno a través de las líneas de alimentación hasta las herramientas. Además puede alimentarse, en caso necesario, también un lubricante de refrigeración habitual a través del revólver de herramienta hasta la herramienta respectiva.

Debido a que el medio refrigerante criogénico se alimenta inmediatamente hasta el filo de las herramientas y éstas se enfrían debido a la temperatura extremadamente baja del medio refrigerante criogénico de manera más efectiva que en el caso de los lubricantes de refrigeración convencionales, son posibles mayores velocidades de corte en el mecanizado de piezas de trabajo. El medio refrigerante criogénico repercute además positivamente en los periodos de servicio de las herramientas. La productividad y la rentabilidad del mecanizado de piezas de trabajo pueden aumentarse correspondientemente mediante la alimentación del medio refrigerante criogénico hasta el filo de las herramientas. Dado que el medio refrigerante criogénico se evapora, no se ensucian ni las piezas de trabajo que van a mecanizarse ni el revólver de herramienta ni toda la máquina herramienta. Se suprime una eliminación de desechos del medio refrigerante criogénico, tal como es necesario en el caso de agentes lubricantes de refrigeración convencionales, mediante lo cual se mejora de nuevo la rentabilidad del mecanizado de piezas de trabajo.

La configuración aislada por vacío al menos por secciones de la primera línea de alimentación garantiza de manera sencilla que el medio refrigerante criogénico no se caliente de manera indeseada en el camino a las herramientas y que no se enfríen de manera no permitida los componentes del revólver de herramienta que rodean la primera línea de alimentación. De esta manera pueden enfriarse de manera extraordinariamente efectiva las herramientas y al mismo tiempo se evitan tensiones térmicas en los componentes que rodean la primera línea de alimentación. Preferentemente la primera línea de alimentación está diseñada de manera térmicamente aislante por completo, es decir, a lo largo de toda la longitud. La línea de alimentación presenta un tubo interior y un tubo exterior que rodea al mismo, que están unidos entre sí en los extremos. El espacio de aislamiento delimitado por los tubos está evacuado, mediante lo cual la línea de alimentación presenta una conductividad térmica específica extraordinariamente baja. La primera línea de alimentación presenta en particular una conductividad térmica... [Seguir leyendo]

1. Revólver de herramienta para mecanizar piezas de trabajo con -una carcasa (11; 11a) , -una unidad de accionamiento (14; 14a) dispuesta en la carcasa (11; 11a) , y -una parte giratoria (13; 13a) , que --presenta varios soportes de herramienta (19; 19a) dispuestos circunferencialmente para alojar herramientas (20; 20a) y --puede girar con respecto a la carcasa (11; 11a) por medio de la unidad de accionamiento (14; 14a) alrededor de un eje de giro (15) en varias posiciones de giro, -una primera línea de alimentación (21; 21a) dispuesta al menos por secciones en paralelo al eje de giro (15)

para alimentar un medio refrigerante criogénico (5) , y -varias segundas líneas de alimentación (50; 50a) dispuestas al menos por secciones transversalmente con respecto al eje de giro (15) para alimentar el medio refrigerante criogénico (5) , -una unidad elevadora (25; 25a) para desplazar linealmente al menos por secciones la primera línea de alimentación (21; 21 a) , en el que --la primera línea de alimentación (21; 21 a) está conectada en una primera posición a una de las segundas líneas de alimentación (50; 50a) para transferir el medio refrigerante criogénico (5) a una herramienta (20; 20a) , y --la primera línea de alimentación (21; 21 a) en una segunda posición está separada de las segundas líneas de alimentación (50; 50a) para cambiar la posición de giro de la pieza giratoria (13; 13a) ,

caracterizado por que

la primera línea de alimentación (21; 21a) está diseñada de manera aislada por vacío al menos por secciones, y por que la primera línea de alimentación (21; 21a) presenta un tubo interior (36; 36, 94) y un tubo exterior que rodea 30 al mismo (37; 37, 95) y al menos uno de estos tubos (36, 37; 36, 37, 94, 95) puede modificarse en su longitud.

2. Revólver de herramienta de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que las segundas líneas de alimentación (50; 50a) están diseñadas en cada caso térmicamente aislantes al menos por secciones y en particular aisladas por vacío.

3. Revólver de herramienta de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que la unidad elevadora (25; 25a) está diseñada como unidad de pistón-cilindro de doble efecto, que está acoplada con la primera línea de alimentación (21; 21 a) .

4. Revólver de herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que las segundas líneas de alimentación (50; 50a) en sus extremos orientados a la primera línea de alimentación (21; 21 a) están diseñadas en cada caso en forma de embudo, y presentan en particular una empaquetadura (58; 105) .

5. Revólver de herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que 45 la primera línea de alimentación (21) está dispuesta de manera separada con respecto al eje de giro (15) .

6. Revólver de herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que las segundas líneas de alimentación (50) presentan en cada caso una primera sección de línea (51) que discurre en paralelo al eje de giro (15) y una segunda sección de línea (52) que discurre transversalmente con respecto al eje de 50 giro (15) .

7. Revólver de herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la primera línea de alimentación (21 a) presenta una primera sección de línea (69) que discurre concéntricamente con respecto al eje de giro (15) y una segunda sección de línea (70) que discurre transversalmente con respecto al 55 eje de giro (15) , que puede desplazarse por medio de la unidad elevadora (25a) transversalmente con respecto al eje de giro (15) .

8. Revólver de herramienta de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado por que las segundas líneas de alimentación (50a) discurren en cada caso transversalmente con respecto al eje de giro (15) . 60

9. Revólver de herramienta de acuerdo con las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado por que en la primera posición de la unidad elevadora (25a) el soporte de herramienta (19a) , cuya segunda línea de conducción asociada (50a) está conectada con la primera línea de alimentación (21 a) , puede accionarse de manera giratoria por medio de una unidad de accionamiento (72) alrededor de un eje de giro de herramienta (90) .

10. Revólver de herramienta de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado por que el soporte de herramienta (19a) puede accionarse de manera giratoria alrededor de la segunda línea de conducción (50a) dispuesta concéntricamente con respecto al eje de giro de herramienta (90) .

11. Sistema de mecanizado para mecanizar piezas de trabajo con -un revólver de herramienta (3; 3a) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, -un depósito aislado térmicamente (4) para proporcionar un medio refrigerante criogénico (5) , -un equipo refrigerador (6) para refrigerar el medio refrigerante criogénico (5) , y -una línea de suministro aislada térmicamente (8) para alimentar el medio refrigerante criogénico (5) desde el depósito (4) hasta el revólver de herramienta (3; 3a) .