ES2296126T3

ES2296126T3 - Portaherramientas con oscilaciones amortiguadas.

Info

Publication number: ES2296126T3
Application number: ES05700920T
Authority: ES
Inventors: Franz Haimer; Josef Haimer; Hermann Kopp
Original assignee: Franz Haimer Maschinenbau KG
Current assignee: Franz Haimer Maschinenbau KG
Priority date: 2004-01-16
Filing date: 2005-01-14
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2025-01-14
Also published as: DE502005001887D1; EP1704009B1; EP1704009A1; ATE377470T1; WO2005068118A1

Abstract

Un portaherramientas para una herramienta que gira alrededor de un eje de giro (D), particularmente una taladradora, fresadora, avellanadora o afiladora, que comprende un vástago de sujeción, que comprende en una de sus zonas finales una configuración de sujeción (14) para la sujeción coaxial de la herramienta y en su otra zona final una configuración de acoplamiento (12) para el acoplamiento coaxial con una máquina-herramienta, en el que con el vástago de sujeción se une un dispositivo de sujeción, que, en una sección de sujeción axial del vástago de sujeción dispuesta en dirección axial entre la configuración de sujeción (14) y la configuración de acoplamiento (12) ejerce una fuerza de sujeción con un componente de fuerza de sujeción que actúa en dirección axial sobre el vástago de sujeción y en el que en la sección de sujeción de los componentes que forman el vástago de sujeción y el dispositivo de sujeción al menos el dispositivo de sujeción se configura como carcasa (20b, c, f-s, u-x,aa-gg), que rodea el vástago de sujeción (18) de forma coaxial y en el que la configuración de sujeción (14) sobresale por la carcasa, caracterizado porque la carcasa (20b, c, f-s, u-x, z, aa-gg) tiene forma al menos aproximadamente cónica y un diámetro externo y/o interno que aumenta hacia su extremo adyacente a la configuración de acoplamiento (12), y la configuración de sujeción (14) se configura para una sujeción de asiento de contracción de la herramienta.

Description

Portaherramientas con oscilaciones amortiguadas.

La presente invención se refiere a un portaherramientas para una herramienta que gira alrededor de un eje de giro, particularmente una taladradora, fresadora, avellanadora o afiladora, donde el portaherramientas comprende un vástago de sujeción, que comprende en una de sus zonas finales una configuración de sujeción para la sujeción coaxial de la herramienta y en su otra zona final una configuración de acoplamiento para el acoplamiento coaxial con una máquina-herramienta.

Tales portaherramientas se conocen, a modo de ejemplo, como platos de sujeción o mandriles de sujeción en taladradoras, fresadoras, avellanadoras o afiladoras, es decir, generalmente en máquinas para el procesamiento con desprendimiento de virutas con cuchillas en rotación geométricamente determinadas o indeterminadas. La configuración de sujeción puede presentar una abertura de alojamiento céntrica respecto al eje de giro para el alojamiento de un vástago de sujeción de la herramienta, donde en la camisa periférica de la abertura de alojamiento se puede proporcionar al menos una superficie de sujeción para la sujeción de un vástago de sujeción de la herramienta. Los portaherramientas conocidos comprenden, por norma, una cierta longitud axial, lo que los hace básicamente propensos a oscilaciones generadas en el exterior, que se pueden generar a partir de diversas fuentes.

A modo de ejemplo, numerosas herramientas de corte, que se proporcionan para la fijación en un portaherramientas de este tipo, en su superficie externa comprenden al menos una cuchilla o repartidas por su periferia de forma uniforme una pluralidad de cuchillas, de forma que durante un giro de la herramienta periódicamente al menos una cuchilla entra en el cuerpo de la pieza a trabajar, para desprender de la misma un viruta. Con tal entrada de la cuchilla en el material está unida una reacción de fuerzas sobre la cuchilla, debido a que la misma pasa más o menos bruscamente desde un estado no cortante a un estado cortante. La periodicidad de tales golpes de fuerza depende de este modo del número de cuchillas presentes y del número de revoluciones de la herramienta, y por lo tanto, del portaherramientas. Sin embargo, también se conocen otras influencias por oscilación, que se obtienen, por ejemplo, para una velocidad de corte no adecuada para tal herramienta, a modo de ejemplo, por vibración de una fresadora.

Por estas influencias, el portaherramientas se puede impeler hasta oscilaciones por torsión alrededor de su eje de giro ideal y/o a oscilaciones transversales en un plano que contiene el eje de giro. También se presentan formas mixtas de tales oscilaciones.

A partir del documento DE 34 09 581 A1 se conoce un portaherramientas cuyo cilindro de acoplamiento que se tiene que unir con una máquina-herramienta lleva un vástago roscado, que está atornillado por una tuerca de sujeción con forma de carcasa con un vástago roscado de una herramienta de rotación, a modo de ejemplo, una fresadora. Entre el cilindro de acoplamiento y la tuerca de sujeción se dispone sujeta con presión una carcasa cerámica que rodea el vástago roscado. La carcasa debe disminuir oscilaciones de vibración del portaherramientas.

Es objetivo de la presente invención indicar un portaherramientas que generalmente sea menos propenso en comparación a portaherramientas convencionales a un impulso de oscilación no deseada, y junto con esto, consiga mayores precisiones de procesamiento.

Partiendo del estado de la técnica descrito en el documento DE 34 09 581 A1, este objetivo se resuelve por las características indicadas en la reivindicación 1.

De acuerdo con la presente invención, la fuerza de sujeción se puede ejercer en cualquier dirección sobre el portaherramientas, mientras que presente un componente de fuerza de sujeción que actúe en dirección axial, es decir, en dirección del eje de giro. Sin embargo, los especialistas en la técnica entenderán que el efecto que se puede conseguir con un dispositivo de sujeción de acuerdo con la invención es mayor cuanto mayor sea la parte del componente de fuerza de sujeción que actúa en dirección axial en la fuerza de sujeción total.

La configuración de acoplamiento puede ser cualquier tipo de un acoplamiento de portaherramientas convencional, como por ejemplo, un vástago de acoplamiento de cono de gran inclinación o un acoplamiento de vástago hueco (acoplamiento HSK). La configuración de sujeción también puede ser del mismo modo cualquier tipo de dispositivo de sujeción de herramienta, como por ejemplo, un alojamiento de plato de contracción, un alojamiento de herramienta para un vástago cilíndrico con un tornillo de sujeción, a modo de ejemplo, del tipo Weldon o del tipo Whistle-Notch. Sin embargo, también son adecuados platos de pinzas de sujeción o los denominados alojamientos combinados o alojamientos de cabezal de corte.

El componente de fuerza de sujeción axial provoca en la sección de sujeción axial una sujeción axial mecánica, que modifica, preferiblemente aumenta las características elásticas del portaherramientas, particularmente su rigidez del resorte en la sección axial y, por lo tanto, del portaherramientas en total frente al estado no sujeto mecánicamente. Por la aplicación de la sujeción axial, por lo tanto, se puede modificar, particularmente aumentar la rigidez del resorte del portaherramientas en total, y junto con esto, los modos de oscilación que se pueden producir de forma particularmente sencilla en el portaherramientas y sus frecuencias de resonancia asignadas. Como se conoce generalmente, la frecuencia de resonancia de un componente, como por ejemplo, un portaherramientas, se determina a partir de la raíz cuadrada del cociente de rigidez del resorte y de la masa. Por la modificación dirigida de la rigidez del resorte se puede influir de forma dirigida sobre el comportamiento de oscilación de torsión, es decir, una oscilación del portaherramientas alrededor de un eje de giro, y también sobre el comportamiento de oscilación transversal, es decir, una oscilación del portaherramientas en un plano que contiene el eje de giro con una desviación de la oscilación del portaherramientas ortogonal respecto al eje de giro. También se ha demostrado que en fijaciones muy mecánicas en el intervalo elástico de materiales metálicos, en un caso individual, la amortiguación puede aumentar.

La fijación axial mecánica que se aplica sobre el portaherramientas por la carcasa del dispositivo de sujeción puede ser una fijación por tracción o una fijación por presión. La sección de sujeción, de este modo, se dispone preferiblemente en dirección axial entre la configuración de sujeción y la configuración de acoplamiento, particularmente cuando la configuración de sujeción sobresale por la carcasa y se configura para una sujeción de ajuste empotrado en caliente de la herramienta. Mediante estas medidas se consigue que la configuración de acoplamiento y la configuración de sujeción se puedan configurar lo suficientemente rígidas y la configuración de sujeción, en un caso dado, sea accesible para la contracción y el estiramiento de la herramienta para aparatos calefactores inductivos.

En una primera variante se prevé que la carcasa se apoye en el portaherramientas de forma que se pueda aplicar tracción alejando sus extremos entre sí y el vástago de sujeción una la configuración de acoplamiento con la configuración de sujeción aplicando presión.

Alternativamente, sin embargo, la carcasa se puede apoyar en el portaherramientas acercando sus extremos entre sí mediante presión y el vástago de sujeción puede comprender una sección de vástago que una la configuración de acoplamiento con la configuración de sujeción aplicando tracción.

Para el apoyo de la carcasa mediante tracción o presión, en el portaherramientas se pueden proporcionar hombros anulares adecuados. Sin embargo, la carcasa también se puede unir mediante uno o sus dos extremos de forma fija con el portaherramientas, a modo de ejemplo, por unión por soldadura directa o indirecta o similares. Se entiende que, sin embargo, la carcasa también se puede unir integral de una pieza con la configuración de acoplamiento y/o la configuración de sujeción. Uniones fijas de este tipo conducen a portaherramientas de larga vida útil, que se pueden someter a grandes cargas. Particularmente, la unión fija desventajosa, por ejemplo, se puede producir por unión por soldadura directa o similares durante el proceso de sujeción, lo que simplifica considerablemente la construcción del portaherramientas.

De forma adecuada, el portaherramientas se configura de tal forma que se puede modificar la fuerza de sujeción, de forma que por la fuerza de sujeción, dependiendo del caso de aplicación, es decir, teniendo en cuenta el número de las cuchillas presentes en una herramienta de corte, de las revoluciones del portaherramientas, etc., se puede evitar una producción de oscilaciones no deseada. Para la modificación de la fuerza de sujeción, el tramo de apoyo de la cubierta o de la sección de vástago del vástago de sujeción se puede conducir por una unión roscada axial. En vez de la unión roscada, sin embargo, también se pueden proporcionar uniones de ajuste forzado, que permitan por fuerzas de presión axiales externas un ajuste axial. Finalmente también se puede proporcionar una cámara de presión que actúe hidráulicamente en el tramo de apoyo, en la que se puede ajustar la presión hidráulica para la modificación de la fuerza de sujeción.

El vástago de sujeción y/o la carcasa se deben unir con resistencia al giro con la configuración de acoplamiento y la configuración de sujeción, para poder transmitir el par de accionamiento de la máquina-herramienta sobre la herramienta. Respecto a su eje de giro, el portaherramientas debe de ser rígido a la flexión. Esto se puede conseguir con características de amortiguación suficientes, cuando la carcasa se apoye en un hombro anular de la configuración de acoplamiento que hace que la configuración de fijación sea rígida, particularmente un tope anular que sobresale radialmente de la configuración de acoplamiento, o esté unida con este hombro anular. El hombro anular hace que la zona del lado de acoplamiento de la carcasa sea rígida. Debido a que el diámetro externo del hombro anular por norma es mayor que el diámetro externo de la configuración de sujeción, el diámetro externo y/o interno de la carcasa, en su extremo adyacente a la configuración de acoplamiento, se puede aumentar respecto al otro extremo. La forma que se produce de este modo, aproximadamente cónica de la carcasa mejora la rigidez a la flexión del portaherramientas.

La sección del vástago rodeada por la carcasa del vástago de fijación también puede tener forma de carcasa. Particularmente, la carcasa, en sí también puede comprender varias camisas de carcasa dispuestas coaxialmente entre sí, que se pueden apoyar entre sí al menos en una subsección de su longitud axial con cierre de fuerza por rozamiento. El rozamiento que se produce de este modo actúa de forma amortiguadora sobre los movimientos de oscilación que lo provocan. Además, una de las camisas de la cubierta se puede someter a presión y la otra de las camisas de la cubierta a
tracción de forma que la camisa interna de la carcasa asume la función de la sección de vástago del vástago de sujeción.

Adicionalmente, sin embargo, la carcasa puede apoyarse con al menos una de sus camisas de carcasa, al menos en una zona final axial, preferiblemente en ambas zonas finales axiales, con intercalación de una pieza de amortiguación en el portaherramientas. Por el engranaje de apoyo, a su vez, se posibilita un micromovimiento relativo entre la carcasa y la pieza de amortiguación y/o entre la pieza de amortiguación y el portaherramientas, de forma que se amortiguan movimientos relativos no deseados entre el portaherramientas y la carcasa. También esto evita el establecimiento de una oscilación no deseada. Por lo demás, la pieza de amortiguación sirve para que se amortigüen golpes sobre el portaherramientas, cómo se pueden provocar, por ejemplo, por el procesamiento de la pieza a trabajar con desprendimiento de virutas. Esto no se aplica en una unión que va más allá de un simple apoyo de la cubierta y la pieza de amortiguación y/o de la pieza de amortiguación y el portaherramientas.

Alternativamente o adicionalmente, sin embargo, el portaherramientas también se puede configurar de tal forma que radialmente entre la carcasa y la sección de vástago se forme un espacio anular que se llena con un material que está bajo presión, particularmente un material fluido o un material que se puede deformar plásticamente o elástico. Preferiblemente se proporcionan medios de modificación de presión mediante los cuales se puede modificar la presión del material en el espacio anular. El material que está bajo presión no solamente influye sobre la fuerza de sujeción axial, sino que también puede aumentar el efecto de amortiguación con rozamiento interno. Los medios de modificación de presión pueden ser medios para la modificación del volumen espacial, a modo de ejemplo, un tornillo de ajuste que se puede desplazar hacia el interior del volumen espacial y/o un pistón desplazable.

El dispositivo de sujeción que se ha explicado anteriormente modifica la característica elástica del portaherramientas expuesto durante el funcionamiento a oscilaciones de giro y también a oscilaciones flexión, por lo tanto, su comportamiento de oscilación. En un caso individual, incluso la modificación del comportamiento de oscilación puede conducir a una mejora de las características de corte de la herramienta, y por lo tanto, a una mejora de su vida útil durante el funcionamiento. Sin embargo, se puede conseguir una mejora considerable de las características de amortiguación del portaherramientas si se asignan al portaherramientas medios que absorben energía o medios que consumen energía. En una configuración preferida de la invención se prevé que la carcasa que genera la fuerza de sujeción se apoye al menos en una subzona de su longitud axial con cierre de fuerza por rozamiento en la periferia del vástago de sujeción. La carcasa unida solamente por sus extremos axiales con el portaherramientas se mueve durante las oscilaciones de giro o de flexión del vástago de fijación respecto al mismo y amortigua por su cierre de fuerza por rozamiento estas oscilaciones. El cierre de fuerza por rozamiento se puede realizar por un sobre-dimensionamiento de las superficies periféricas apoyadas entre sí del vástago de sujeción por un lado y de la carcasa por otro lado, a modo de ejemplo, en una configuración en la que la carcasa rodea el vástago de sujeción por una sobremedida radial del diámetro externo del vástago de sujeción respecto al diámetro interno de la carcasa. Las fuerzas radiales requeridas para el cierre de fuerza por rozamiento, sin embargo, también se pueden generar de otro modo, a modo de ejemplo, presionando material elástico entre las superficies periféricas opuestas radialmente entre sí del vástago de sujeción por un lado y de la carcasa por otro lado.

Se ha demostrado que la sección de cierre de fuerza por rozamiento no se tiene que extender por toda la longitud axial de la carcasa, sino que más bien es suficiente limitar el cierre de fuerza por rozamiento a una subsección de la carcasa, particularmente en la zona de uno de sus extremos axiales, de forma que la longitud axial restante de la carcasa se pueda utilizar para la sujeción axial elástica. En una realización preferida, constructivamente particularmente sencilla, se utiliza el principio que se ha mencionado en ultimo lugar al mismo tiempo para el apoyo axial de la carcasa en el vástago de sujeción. La carcasa apoyada con sus dos extremos de forma axial en el portaherramientas se sujeta con su extremo próximo axialmente a la configuración de sujeción preferiblemente en una sección de cierre de fuerza por rozamiento en el ajuste forzado con rozamiento en el vástago de sujeción. La longitud axial de la sección de cierre de fuerza por rozamiento se dimensiona de tal forma que también puede admitir la fuerza de sujeción axial de la carcasa, sin embargo, en el otro extremo de la carcasa puede desplegar sus características de amortiguación del rozamiento.

Durante el montaje de la carcasa sobre el vástago de sujeción del portaherramientas se fija la carcasa, por ejemplo, en un dispositivo de presión superando el ajuste forzado con presión. Para no tener que desplazar la carcasa por toda la altura axial de la sección de cierre de fuerza por rozamiento en condiciones ajuste forzado, la carcasa y el vástago de sujeción, al menos en una parte de su sección de cierre de fuerza por rozamiento, tienen forma ligeramente cónica adaptada entre sí, a modo de ejemplo, con una inclinación de aproximadamente 0,1. Tal forma cónica tiene auto-retención. Se entiende, sin embargo, que la sección de cierre de fuerza por rozamiento también puede estar formada por superficies cilíndricas, aunque que cumpla condiciones de ajuste forzado.

Con su otro extremo, la carcasa aplicada de tal forma con sujeción de presión sobre el vástago de sujeción se apoya en un hombro anular del portaherramientas, particularmente en un hombro anular de la configuración de acoplamiento de forma axial. En este contexto se ha demostrado que es adecuado configurar el extremo apoyado en el hombro anular de la carcasa como sección cónica, que se estrecha axialmente alejándose del hombro anular y sirve de este modo adicionalmente a una rigidez del pie del vástago de sujeción adyacente a la configuración de acoplamiento.

Como ya se ha mencionado anteriormente, la carcasa fijada axialmente con presión pasa de forma adecuada axialmente entre la sección de cierre de fuerza por rozamiento y el otro extremo orientado axialmente hacia la configuración de acoplamiento, apoyado en el portaherramientas, con separación axial del vástago de sujeción, para hacer que la carcasa sea móvil en su sección que genera la sujeción. Axialmente entre la sección de cierre de fuerza por rozamiento y el otro extremo apoyado en el portaherramientas se puede disponer al menos un anillo amortiguador de un material elásticamente comprimible entre la periferia del vástago de sujeción y la camisa interna de la cubierta, de forma que también esta zona de la cubierta se puede utilizar para la amortiguación de oscilaciones que absorbe energía. A modo de ejemplo, tal anillo amortiguador se puede alojar en la sección cónica que se ha mencionado anteriormente de la carcasa.

En una configuración preferida adicional se prevé que los extremos axiales de la carcasa se unan con resistencia a la tracción y de forma hermética con el portaherramientas, particularmente por unión por soldadura por rozamiento, donde la carcasa rodea con separación axial el vástago de sujeción, de forma que entre la carcasa y el vástago de sujeción se genera una cámara anular impermeabilizada hacia el exterior. Para la sujeción axial, en esta cámara se introduce con presión un material deformable y que absorbe energía de oscilación durante la deformación, a modo de ejemplo, se inyecta, que es, al menos durante el proceso de llenado, fluido o deformable, y que después modifica su consistencia manteniendo la presión. Son adecuadas, a modo de ejemplo, mezclas de gomas fluidas, que vulcanizan en la cámara anular o, sin embargo, sustancias de plástico solidificables, que solidifican en la cámara anular hasta un cuerpo anular elástico rígido. También son adecuados materiales sinterizables en la cámara anular, como por ejemplo, materiales cerámicos. Los materiales de amortiguación que se han mencionado anteriormente pueden contener sustancias de llenado que aumentan la solidez o la rigidez mecánica del material de amortiguación.

En una variante adicional, que se basa en el principio de la generación de presión hidráulica para la sujeción axial del dispositivo de sujeción, se prevé que la carcasa se apoye con sus dos extremos axialmente en el portaherramientas, donde en el tramo de apoyo uno de los dos extremos de la cubierta se dispone en un dispositivo de apoyo móvil axialmente respecto al portaherramientas, que comprende al menos un pistón de apoyo, que se conduce en una cámara de presión asignada al mismo, que contiene medio de presión fluido o que puede deformarse plásticamente, de forma axialmente desplazable, donde a la cámara de presión se asigna un elemento de ajuste para la modificación de la presión en el medio de presión. La cámara de presión, por motivos de requerimiento de espacio, se dispone preferiblemente en el lado de la configuración de acoplamiento del portaherramientas y puede comprender una pluralidad de pistones distribuidos en sentido periférico, móviles axialmente, que actual distribuidos en la periferia sobre el extremo adyacente de la carcasa. Los pistones se disponen de forma adecuada en cámaras de presión separadas, sin embargo, comunicantes para el medio de presión. Sin embargo, preferiblemente, el pistón de apoyo es un pistón anular céntrico respecto al eje de giro, que se puede desplazar axialmente en un espacio anular que forma la cámara de presión. El pistón anular puede estar separado de la carcasa; sin embargo, también se puede unir de una pieza con la misma.

El medio de presión puede ser aceite hidráulico u otro liquido no comprimible. Sin embargo, también son adecuados materiales fluidos, plásticos, como por ejemplo, plásticos de tipo goma o fluidos o masas viscoelásticas.

El elemento de ajuste también puede ser en este caso un tornillo de pistón que actúa sobre el medio de presión o similares.

El otro de los dos extremos de la carcasa se puede unir de forma fija con el vástago de sujeción, a modo de ejemplo, por soldadura o estar adherido. Sin embargo, preferiblemente, en el tope anular, para el apoyo del otro extremo de la carcasa, se proporciona un anillo de seguridad sujeto de forma desmontable en el vástago de sujeción. El anillo de seguridad puede ser una tuerca atornillada sobre el vástago de sujeción o puede tratarse de un anillo elástico encajado radialmente elásticamente en un surco anular del vástago de sujeción.

Se entiende que por la selección adecuada del grosor de pared de la carcasa se pueden optimizar sus características elásticas. También por la configuración adecuada de la carcasa se puede influir sobre las características elásticas. A modo de ejemplo, la carcasa puede comprender una sección de resorte ondulada elástica axialmente.

Para evitar oscilaciones que se presentan de modo no deseado, en el portaherramientas se puede proporcionar una pieza de masa de oscilación, que, por resonancia destructiva, disminuye o incluso elimina completamente una oscilación no deseada en el portaherramientas. Preferiblemente, la pieza de masa de oscilación se dispone de forma desplazable en dirección axial en el portaherramientas, de forma que su frecuencia de resonancia se puede ajustar a la frecuencia de resonancia del portaherramientas. La pieza de masa de oscilación se proporciona preferiblemente en el vástago del portaherramientas, ya que en el mismo se configuran preferiblemente los modos de oscilación no deseados. Por lo demás, la pieza de masa de oscilación puede estar encapsulada por la carcasa que se ha mencionado anteriormente, por ejemplo, cuando la misma rodea el vástago axialmente en el exterior. De este modo, la pieza de masa de oscilación está protegida de influencias externas, como por ejemplo, las virutas producidas y el refrigerante.

En una configuración preferida adicional se prevé que la carcasa rodeé la sección de vástago al menos en una subzona de su longitud axial con formación de un espacio anular con separación axial y en el espacio anular se disponga fijado radialmente un elemento de amortiguación anular, que se apoya en la superficie periférica interna de la carcasa y la superficie externa de la sección de vástago de forma enrasada. Tal elemento de amortiguación sirve para un cierre de fuerza por rozamiento definido entre el mismo y la cubierta por un lado o la sección de vástago por otro lado y sirve de este modo para una amortiguación del rozamiento. El elemento de amortiguación se puede componer de material esencialmente rígido, sin embargo, se compone preferiblemente de material elástico o plástico, de forma que también el rozamiento interno de este material contribuye a la amortiguación, incluso cuando el elemento de amortiguación debe estar unido de forma rígida al giro con las superficies periféricas de la carcasa o de la sección de vástago. El elemento de amortiguación puede introducirse con compresión en el espacio anular. Sin embargo, el espacio anular está preferiblemente limitado axialmente por hombros anulares, entre los cuales se fija axialmente el elemento de amortiguación para la generación de la sujeción radial. Por la modificación de la separación axial de los hombros anulares se puede variar la sujeción del elemento de amortiguación. Para esto, por ejemplo, uno de los hombros anulares puede estar formado por un dispositivo roscado sujeto en la configuración de acoplamiento, desplazable axialmente. Preferiblemente, el espacio anular tiene forma cónica, de forma que incluso con materiales relativamente rígidos se puede conseguir una modificación de la sujeción radial del elemento de amortiguación.

Visto generalmente se ha demostrado como particularmente ventajoso que los dos componentes, es decir, el vástago de sujeción por un lado y el dispositivo de sujeción por otro lado se compongan de materiales diferentes, ya que se pueden amortiguar mejor las vibraciones cuando tienen que pasar por zonas de diferentes materias primas. Uno de los componentes, particularmente la carcasa, se compone de forma adecuada de metal duro. El metal duro puede ser de grano fino, como por ejemplo, del tipo K20, sin embargo, también de grano grueso, por ejemplo, del tipo K50, según el cual metales duros de grano mayor tienen mayor rigidez y menor fragilidad. También son adecuados metales pesados o materiales compuestos de matriz metálica (Materiales MMC), como por ejemplo, ferrotitanio. También son adecuados materiales cerámicos, sin embargo, también plásticos, particularmente plásticos reforzados con fibra de vidrio o con fibra de carbono.

Anteriormente se han explicado realizaciones en las que los dos componentes, es decir, el vástago de sujeción y el dispositivo de sujeción, están unidos entre sí de una pieza, en un caso dado, por unión por soldadura directa. Sin embargo, también se han demostrado como ventajosas realizaciones en las que uno de los dos componentes, vástago de sujeción y dispositivo de sujeción, se apoyan por al menos una comisura que transmite la fuerza de sujeción axial al otro de los dos componentes. Las comisuras tienen comportamientos de transmisión de fuerza diferentes, dependiendo de si sus superficies que se apoyan entre sí están sometidas a tracción o a presión, y sirven de este modo, debido a esta asimetría de la transmisión de fuerzas, a disminuciones de la vibración. La comisura se puede proporcionar de este modo entre dos superficies periféricas que se apoyan entre sí con ajuste forzado radial de los dos componentes y/o entre dos superficies que se apoyan entre sí axialmente de los dos componentes. En un caso dado, entre las dos superficies que forman la comisura se puede disponer una capa de material de amortiguación.

Se ha demostrado que es esencial para la disminución de las vibraciones que ambos componentes se centren en la zona de la comisura respectivamente radialmente entre sí, donde preferiblemente debe estar presente un ligero ajuste forzado entre las superficies periféricas de centrado. Al menos uno de los dos extremos frontales axiales de los componentes que forman la carcasa debe formar una de las superficies que se apoyan entre sí de la comisura, y en el otro de los dos componentes se moldea o aplica de forma adecuada una superficie periférica, que centra radialmente la carcasa en la zona de este extremo frontal. De forma adecuada, los dos extremos frontales de la carcasa se centran radialmente de esta forma.

La carcasa puede estar centrada en su superficie periférica interna radial. Particularmente, el extremo frontal axial de la carcasa adyacente a la configuración de sujeción, sin embargo, de forma adecuada se centra en su superficie periférica externa radial, ya que dilataciones por calor de la configuración de sujeción entonces no someten a presión este extremo frontal de la carcasa. Especialmente en configuraciones de plato de contracción, la expansión del extremo frontal de la carcasa por el plato de contracción que se dilata por calor puede conducir a daños en la carcasa, especialmente cuando se compone de un material frágil, como por ejemplo, cerámica o similares. También el extremo frontal de la carcasa adyacente a la configuración de acoplamiento se centra de forma adecuada en su superficie periférica externa, ya que de este modo se pueden admitir fuerzas de expansión, que se pueden producir, a modo de ejemplo, por la forma cónica de la carcasa, por el centrado situado en el exterior.

Las superficies periféricas de centrado que se sitúan en el exterior se pueden moldear de una pieza integralmente en el componente que rodea por el exterior la carcasa. Sin embargo, la fabricación precisa de una adaptación situada en el interior en este componente es compleja debido al corte posterior presente en ese lugar. Se puede producir de forma más sencilla una realización en la que la carcasa, en la zona de al menos uno de sus extremos frontales, particularmente en la zona de superficie periférica que rodea en el exterior radialmente el extremo frontal adyacente a la configuración de sujeción del otro de los dos componentes está formado por un anillo que cubre axialmente la comisura, que también rodea por el exterior radialmente el otro componente. La superficie de adaptación situada en el interior de tal anillo es comparativamente sencilla de fabricar.

A continuación se explican con más detalle ejemplos de realización de la invención mediante dibujos. En ellos se muestra:

En las Figs. 1 a 4, cortes longitudinales axiales por portaherramientas con oscilaciones amortiguadas con carcasa fijada axialmente con tracción;

En las Figs. 5 a 10, cortes longitudinales axiales por portaherramientas con oscilaciones amortiguadas con carcasa fijada axialmente con presión;

En las Figs. 11 y 12, cortes longitudinales axiales por portaherramientas con oscilaciones amortiguadas con masa amortiguadora;

En la Fig. 13, un corte longitudinal axial por un portaherramientas con amortiguación ajustable;

En las Figs. 14 y 15, cortes longitudinales axiales por variantes de un portaherramientas con carcasa fijada con presión;

En la Fig. 16, un corte longitudinal axial por una variante de un portaherramientas con carcasa sometida a tracción;

En la Fig. 17, un corte longitudinal axial por un portaherramientas con amortiguación que se puede controlar eléctricamente;

En las Figs. 18 a 22, cortes longitudinales axiales por portaherramientas con amortiguación de cierre de fuerza por rozamiento;

En las Figs. 23 y 24, cortes longitudinales axiales por portaherramientas con amortiguación ajustable;

En la Fig. 25, un corte longitudinal axial por un portaherramientas con elementos de amortiguación montados y

En las Figs. 26 a 28, cortes longitudinales axiales por portaherramientas con características que disminuyen la vibración.

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Mediante lo representado en la Fig. 1, denominado en general con 10, en primer lugar se explicarán puntos de vista básicos como se prevén en realizaciones descritas a continuación de portaherramientas de acuerdo con la invención. El portaherramientas 10 comprende en su zona final izquierda en la Fig. 1 una configuración de acoplamiento 12 para el acoplamiento de forma conocida del portaherramientas 10 con una máquina-herramienta no representada. Por la configuración de acoplamiento 12 acoplada con la máquina-herramienta se produce una transmisión de par desde el accionamiento de giro de la máquina-herramienta sobre el portaherramientas 10.

En su extremo longitudinal opuesto a la configuración de acoplamiento 12, el portaherramientas 10 comprende una configuración de sujeción 14, que comprende un alojamiento de sujeción 16 cilíndrico en el ejemplo mostrado, en el que se puede introducir y fijar un vástago de una herramienta. El ejemplo mostrado en la Fig. 1 es un portaherramientas 10 para la fijación por contracción. La configuración de sujeción 14 se calienta para esto en su superficie periférica externa 15 en la zona del alojamiento de sujeción 16, de forma que la configuración de sujeción se dilata térmicamente y el diámetro del alojamiento de sujeción 16 aumenta. En este estado calentado se introduce el vástago de una herramienta en el espacio de sujeción 16, después de lo cual se enfría o se deja enfriar el portaherramientas 10 en la zona de la configuración de sujeción, de forma que entre el vástago de la herramienta y la configuración de sujeción 14, por la contracción debida al enfriamiento de la configuración de sujeción 14, el vástago de la herramienta se fija con ajuste forzado en la cavidad de sujeción 16. Tales portaherramientas se conocen generalmente en el estado de la técnica.

El portaherramientas 10 puede girar alrededor de un eje de giro D, y por lo demás, es esencialmente simétrico respecto a este eje de giro D. Todas las indicaciones de dirección de la presente solicitud, que se refieren a un eje, se refieren al eje de giro D. Esto se aplica para una dirección axial, una dirección periférica y una dirección radial.

En una sección del vástago 18 axial situada entre la configuración de acoplamiento 12 y la configuración de sujeción 14, el portaherramientas 10 está rodeado coaxialmente por una carcasa 20. La carcasa 20 se apoya en el portaherramientas 10 en dos sitios de apoyo 22 y 24 provistos en dirección axial separados entre sí. El punto de apoyo 22 en la Fig. 1 es el punto de apoyo más cercano a la configuración de acoplamiento 12, mientras que el punto de apoyo 24 se sitúa más cercano a la configuración de sujeción 14. Los puntos de apoyo 22 y 24 se extienden alrededor del portaherramientas 10. En su extremo longitudinal 26 derecho en la Fig. 1, la carcasa 20 comprende un saliente radial periférico 28, que sobresale radialmente hacia el interior desde el cuerpo de la carcasa 27.

Este saliente radial 28 está, a lo largo de la periferia del portaherramientas 10, en engranaje de apoyo con un hombro o tope 30 periférico en el portaherramientas 10, que, partiendo de la superficie de camisa del vástago 29 esencialmente cilíndrica de la sección del vástago 18, sobresale radialmente hacia el exterior. De forma más precisa, una superficie de apoyo 31 del saliente radial 28 de la carcasa 20 orientada esencialmente ortogonalmente respecto al eje de giro D, orientada en el estado montado de la carcasa 20 hacia la configuración de acoplamiento 12, se apoya en una superficie frontal 33 del tope periférico 30 que también es esencialmente ortogonal respecto al eje de giro De, orientada hacia la configuración de sujeción 14. Por este contacto de apoyo de las superficies 31 y 32 que forma una comisura, en el punto de apoyo 24 se puede transmitir una fuerza de sujeción VK que actúa en dirección axial y orientada hacia la configuración de acoplamiento 12, sobre el portaherramientas 10.

En su extremo longitudinal 32 más próximo a la configuración de acoplamiento 12, la carcasa 20 comprende una pestaña radial 34 que pasa radialmente hacia el exterior. La pestaña radial 34 está provista en sentido periférico de una pluralidad de perforaciones de paso 36 dispuestas en distancias angulares iguales entre sí. Por estas perforaciones de paso 36 se introducen tornillos 38, cuya cabezal de tornillo se apoya sobre una superficie de apoyo 39 de la pestaña radial 34 esencialmente ortogonal respecto al eje de giro D y orientada hacia el otro extremo longitudinal 26.

Los tornillos 38 se atornillan en el portaherramientas 10 en orificios ciegos 40 con rosca interna asignados a los orificios de paso 36.

Por el ajuste de los tornillos 38 y por su apoyo en la pestaña radial 34 de la carcasa 20, en el punto de apoyo 22, por la rosca interna de los orificios ciegos 40, se puede transmitir una fuerza de sujeción VK que actúa en dirección axial y orientada hacia la configuración de sujeción 14. Por la selección del par de ajuste de los tornillos 38 se puede ajustar la magnitud de la fuerza de sujeción VK. Para esto se puede dejar una hendidura entre la superficie de apoyo 41 esencialmente ortogonal respecto al eje de giro D y orientada hacia la configuración de sujeción 14 de un tope anular o una pestaña anular 43 que sobresale radialmente de la configuración de acoplamiento 12 y la superficie frontal 45 de la pestaña radial 34 de la carcasa 20 también ortogonal respecto al eje de giro D y orientada hacia la configuración de acoplamiento 12.

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Para el ajuste sencillo de una fuerza de sujeción predeterminada, sin embargo, de acuerdo con una realización de la invención, se pueden proporcionar dos superficies de apoyo en el portaherramientas de tal forma que la separación axial entre las mismas es mayor que una separación axial entre las superficies de apoyo opuestas asignadas a las superficies de apoyo de la carcasa durante la observación del estado no montado de la carcasa. En el ejemplo de la Fig. 1, la separación axial entre las superficies de apoyo 33 y 41 es entre 0,3 y 0,5 milímetros mayor que la separación de las superficies de apoyo opuestas 31 ó 43. Los tornillos 38 se aprietan después de forma sencilla hasta que las superficies 41 y 43 se apoyan entre sí. Debido a la dilatación de material conseguida de este modo de la carcasa se ejerce una fuerza de sujeción predeterminada sobre la sección de sujeción VA.

La fuerza de sujeción VK que se presenta en el sitio de apoyo 24 que se ha descrito anteriormente es una fuerza de reacción de colocación de la fuerza de sujeción VK provocada por el ajuste del tornillos 38, por lo que las fuerzas de sujeción VK que se presentan en los respectivos puntos de apoyo son igual de grandes en magnitud y están orientadas de forma opuesta. De este modo, la sección de sujeción VA situada entre los sitios de apoyo 22 y 24 se expone a una mayor sujeción de presión axial. La mayor sujeción de presión axial que actúa en la sección de sujeción VA es mayor que una carga de sujeción axial en las secciones axiales del portaherramientas 10 que limitan en dirección axial con la sección de sujeción. Por esta sección VA de mayor de sujeción de presión axial se modifica la rigidez de resorte del portaherramientas 10 respecto a un estado no sujetado, de forma que también se modifican los modos de oscilación que se pueden impeler de forma particularmente sencilla en el portaherramientas 10 y las frecuencias de resonancia asignadas a los mismos con la rigidez de resorte modificada. Esto se aplica a la frecuencia de resonancia de oscilaciones de torsión que se pueden impeler en el portaherramientas 10 alrededor del eje de giro D y de oscilaciones transversales en un plano que contiene el eje de giro D. Por los componentes carcasa 20 y tornillos 38 que forman un dispositivo de sujeción se puede influir por tanto sobre la rigidez de resorte del portaherramientas 10 de tal modo que oscilaciones no deseadas durante el funcionamiento del portaherramientas 10, por ejemplo, con un número de cuchillas conocido de una herramienta sujeta en el portaherramientas 10 y revoluciones de funcionamiento conocidas del portaherramientas 10, se pueden impeler más difícilmente o se presentan con menor probabilidad. De este modo, finalmente, se aumenta la precisión del procesamiento que se puede conseguir con el portaherramientas 10 y también la vida útil de la herramienta.

En la Fig. 2 y en todas las Figuras siguientes, los mismos componentes se indican constantemente con las mismas referencias y para la diferenciación están provistas de al menos con una letra. Los componentes solamente se explican de forma detallada en el contexto de la figura en la que se representan por primera vez. Con referencia a estos componentes se hace referencia expresa a su descripción en la figura en la que se presentan por primera vez. Las características representadas en las figuras del portaherramientas se pueden combinar de forma aleatoria entre sí.

La Fig. 2 muestra un portaherramientas 10b que se diferencia de los portaherramientas de la Fig. 1 esencialmente porque el cuerpo de la carcasa 27b se configura esencialmente con forma de cono y su extremo de mayor diámetro, en el sitio de apoyo 22b, se convierte de forma integral y de una pieza en la superficie de apoyo 41b de la pestaña anular 43b de la configuración de acoplamiento 12b. La carcasa 20b que se estrecha hacia la configuración de sujeción 14b mejora la rigidez de flexión del portaherramientas 10b. La sección de vástago 29b se configura de una pieza con la configuración de sujeción 14b y el tope 30b y se introduce por una abertura cilíndrica 47 en la zona de la pestaña anular 43 de la configuración de acoplamiento 12b en la carcasa 20b de forma axial. El diámetro interno de la abertura 47 es de forma correspondiente ligeramente superior al diámetro externo del tope 30b. En el extremo adyacente a la configuración de acoplamiento 12b, la sección de vástago 29b está provista de una superficie de ajuste forzado 49 que se sujeta en el ajuste forzado radial en la abertura 47. La adaptación se selecciona de tal forma que el ajuste forzado puede admitir la fuerza de sujeción axial VK de la carcasa 20b sometida a tracción.

La Fig. 3 muestra un portaherramientas 10c que se diferencia del portaherramientas 10b de la Fig. 2 esencialmente solamente porque en vez del ajuste forzado 49 sujeto en la abertura 47 en el ajuste forzado con cierre por rozamiento, la abertura se configura como abertura roscada 47c, en la que se atornilla con arrastre de forma una rosca externa 49c de forma axial, que se moldea en el extremo adyacente de la sección de vástago 29c adyacente a la configuración de acoplamiento 12c. La fuerza de tracción que actúa axialmente sobre la carcasa 20c se ajusta por el giro de la sección de vástago 29c.

En la realización mostrada en la Fig. 4 del portaherramientas 10f, el sitio de apoyo 22f próximo a la configuración de acoplamiento está formado por un engranaje roscado de una rosca externa 44f en el portaherramientas 10f con una rosca interna 46f de una carcasa 20f.

El sitio de apoyo 24f próximo a la configuración de sujeción, por lo tanto, está formado de forma correspondiente a la realización de la Fig. 1. Para la explicación más detallada de la configuración de los sitios de apoyo 22f y 24f se hace referencia expresa a la descripción de la Fig. 1.

En la zona del sitio de apoyo 22f, en la que se genera una sujeción axial de la sección de sujeción VA del portaherramientas 10f provocada por la fuerza de sujeción junto con el sitio de apoyo 24f, se configuran cavidades 51 para un engranaje de la herramienta. De este modo se puede ajustar de forma muy precisa la fuerza de sujeción ejercida sobre el portaherramientas 10f.

En la Fig. 5, la carcasa 20g está en engranaje de apoyo en el portaherramientas 10g en su extremo longitudinal 32g más próximo a la configuración de acoplamiento 12g. Una superficie 45g ortogonal respecto al eje de giro D de la pestaña radial 34g se apoya en una superficie 41g ortogonal respecto al eje de giro D en la configuración de acoplamiento 12g del portaherramientas 10g. Por lo demás, cerca de la superficie de apoyo 49g de la configuración de acoplamiento 12g se configura un tope central 52 en el portaherramientas 10g que rodea radialmente por el exterior la pestaña radial 34g. Este tope central 52 sirve para una posición coaxial correcta de la carcasa 20g respecto al portaherramientas 10g. Una superficie de centrado 53 orientada radialmente hacia el interior del tope de centrado 52 está en engranaje de apoyo con una superficie 54 de la pestaña radial 34g orientada radialmente hacia el exterior. Para evitar un desplazamiento de la carcasa en el sitio de apoyo 22g formado de este modo, la pestaña radial 34g y el tope centrado 52 están unidos entre sí de forma no desmontable mediante un cordón de soldadura 55, que rodea el portaherramientas.

En el punto de apoyo 24g, en la superficie de camisa 29g de la zona del vástago 18g del portaherramientas 10g, se proporciona una rosca externa 44g sobre la que se atornilla una tuerca de ajuste 56g. La tuerca de ajuste 56g presiona en dirección del eje de giro D sobre la superficie frontal 57 esencialmente ortogonal respecto al eje de giro D de la carcasa 20g. Por la selección del par de ajuste del tornillo de ajuste 56 se puede ajustar la fuerza de presión ejercida sobre la carcasa 20g. La sección de sujeción VA del portaherramientas 10g, de este modo, se puede someter de forma dirigida a sujeción por tracción axial. Las fuerzas de presión que actúan sobre la carcasa 20g actúan en la sección de sujeción VA como fuerzas de tracción de reacción sobre el portaherramientas 10g.

En el portaherramientas 10g en la Fig. 5, la configuración de acoplamiento 12g, la configuración de sujeción 14g y la sección de vástago 18g se configuran de una pieza de forma integral.

La Fig. 6 muestra un portaherramientas 10h que se diferencia del portaherramientas 10g de la Fig. 7 esencialmente porque la sección de vástago 18h configurada de una pieza con la sección de sujeción 14h atraviesa axialmente una abertura central 47h de la configuración de acoplamiento 12h y lleva sobre el lado alejado axialmente de la configuración de sujeción 14h una tuerca roscada 56h, que se atornilla sobre una rosca externa 44h de la sección de vástago 18h. Con ayuda de la tuerca roscada 56h se pueden ejercer fuerzas de sujeción axiales sobre la carcasa 20h cónica en este documento. La carcasa 20h se sujeta entre superficies frontales radiales anulares de los sitios de apoyo 22h y 24h configurados respectivamente como comisura.

En la Fig. 7 se representa un portaherramientas 10i configurado de dos piezas. El portaherramientas 10i comprende una pieza de portaherramientas 58 del lado del acoplamiento en la que se proporciona la configuración de acoplamiento 12i, y una pieza de portaherramientas 60 del lado de sujeción en la que se proporciona la configuración de sujeción 14i. Las dos piezas de portaherramientas 58 y 60 se atornillan entre sí, donde, de forma parecida a la variante de la Fig. 3, un perno roscado 49i con rosca externa se introduce en la pieza de portaherramientas 58 del lado de la configuración de sujeción en una abertura roscada 57i en la pieza del portaherramientas 60 del lado de configuración de acoplamiento.

Las piezas del portaherramientas 58 y 60 se aprietan contra una carcasa 20i cónica que se estrecha hacia la configuración de sujeción. Con una superficie final 61 del lado frontal ortogonal respecto al eje de giro D, la carcasa 20i también se apoya con formación de una comisura en una superficie de apoyo de la configuración de sujeción 14i también ortogonal respecto al eje de giro D. Una comisura correspondiente se proporciona en el lado de la carcasa 20i orientado hacia la configuración de acoplamiento 12i en el tramo de fuerza de sujeción entre las superficies 41i y 45i. Radialmente por el exterior, el extremo longitudinal 32i de la carcasa 20i del lado más cercano a la configuración de acoplamiento rodea un tope 52i en la configuración de acoplamiento 12i y se centra de este modo respecto al eje de giro de D. En su extremo longitudinal 26i más cercano a la configuración de sujeción, la carcasa está centrada por la pieza del portaherramientas 58 en su periferia interna respecto al eje de giro D, donde el lado frontal del extremo longitudinal 26i de la carcasa 20i más próxima a la configuración de sujeción se apoya en un anillo amortiguador 59, que se dispone en dirección axial entre el extremo longitudinal 26i del lado frontal de la carcasa 20i y la pieza del portaherramientas 58 con la configuración de sujeción 14i. El anillo amortiguador 59 se puede fabricar, a modo de ejemplo, de cerámica y presenta otra elasticidad de material que el portaherramientas 10i y/o la carcasa 20i. El anillo amortiguador 59 amortigua movimientos no deseados del portaherramientas 10i por rozamiento interno.

En la realización representada en la Fig. 7, la carcasa 20i está bajo sujeción por presión por la unión roscada de las piezas del portaherramientas 58 y 60 en dirección axial, de forma que la sección de sujeción VA del portaherramientas 10i se encuentra bajo sujeción por tracción mecánica. Esta sujeción por tracción se puede seleccionar en su magnitud por la aplicación de un par determinado durante el atornillado de las dos piezas del portaherramientas 58 y 60 de forma adecuada. Una posibilidad adicional para el ajuste fino de la sujeción axial deseada se encuentra en el uso de una rosca con un paso muy reducido en el perno 49i y en la abertura 47i.

La Fig. 8, a su vez, representa un portaherramientas de dos piezas 10k con las piezas del portaherramientas 58k y 60k. A diferencia de en la Fig. 7, las piezas del portaherramientas 58k y 60k ya no están atornilladas entre sí. Más bien, el perno 49k de la pieza del portaherramientas 48k solamente se introduce en la abertura 47k de la pieza del portaherramientas 60k.

Durante la fabricación del portaherramientas 10k, el mismo se somete después de agrupar las dos piezas del portaherramientas 58k y 60k en detección axial a una fuerza de presión, de forma que su longitud se acorta bajo el efecto de la fuerza de presión de forma correspondiente a las respectivas elasticidades del material. El portaherramientas 10k se puede acortar hasta que las dos superficies finales del lado frontal 45k, 61k de la carcasa 20k se apoyen en las respectivas superficies opuestas asignadas a las piezas del portaherramientas 60k o 58k. Después, la carcasa 20k se une con sus dos extremos longitudinales 26k y 32k por unión por soldadura de forma no desmontable con las respectivas piezas del portaherramientas 58k y 60k. Esto sucede por la aplicación de un cordón de soldadura 62 periférico en el extremo longitudinal 32k más próximo a la configuración de acoplamiento y un cordón de soldadura 63 periférico en el extremo longitudinal 26k más cercano a la configuración de sujeción de la carcasa 20k. Después de la aplicación del cordón de soldadura se elimina la carga de presión de montaje axial ejercida, por ejemplo, por una prensa o un dispositivo de sujeción, sobre el portaherramientas, de forma que el portaherramientas 10k anteriormente acortado se destensa contra la elasticidad del material de la carcasa 20k. Mientras tanto, la carcasa 20k se somete a sujeción por tracción, de forma que la sección de sujeción axial situada entre los cordones de soldadura 62 y 63 se sitúa bajo fijación por presión.

La realización de la Fig. 9 se corresponde esencialmente a la de la Fig. 7. Solamente el extremo longitudinal 32l más cercano a la configuración de acoplamiento de la carcasa 20l ya no se centra por el tope 52l en su periferia externa o interna. Más bien, el extremo longitudinal 32 de la carcasa 20l y una superficie frontal del tope 52l se ponen en contacto entre sí en el lado frontal. Un centrado se puede realizar en este caso durante el montaje, a modo de ejemplo, por una carcasa externa que rodea el sitio de unión entre el tope 52l y el extremo longitudinal 32l. Para un mejor centrado del extremo longitudinal 32l más cercano a la configuración de acoplamiento de la carcasa 20l, este extremo longitudinal también se puede configurar escalonado, de forma que el tope 52l rodea un saliente axial en el extremo longitudinal 32l de la carcasa 20l de forma radial por el exterior y de este modo centra la carcasa en su extremo longitudinal 32l.

La realización representada en la Fig. 10 se corresponde en su estado de sujeción a la realización que se ha mencionado en último lugar de la Fig. 9. Adicionalmente, sobre la camisa externa 29m se proporciona de forma desplazable en dirección axial una pieza de masa de oscilación 64, como se indica por la flecha doble P.

La pieza de masa de oscilación 64 se opone, adicionalmente a la sujeción axial, a una producción de oscilación no deseada del portaherramientas 10m. Esto se aplica para oscilaciones de torsión y también transversales. Si el portaherramientas 10m se tiene que impeler para que oscile, de este modo también se impele la sección de vástago 18m delgada. Por la selección adecuada del lugar de aplicación axial de la pieza de masa de oscilación 64 se puede conseguir que la pieza de masa de oscilación y la sección de vástago que la lleva 18m se impelen con desplazamiento de fase hasta una oscilación con la misma frecuencia, de forma que en el sistema total del portaherramientas 10m, por interferencia destructiva, se produzca una oscilación total con amplitud menor o que incluso desaparece.

La pieza de masa de oscilación 64 se puede disponer de forma desplazable, giratoria, atornillable y similares en la sección de vástago 18m. La pieza de masa de oscilación 64 está formada por un anillo sencillo, a través de cuya abertura interior 65 se conduce la sección de vástago 18m. Para la fijación de la posición axial de la pieza de masa de oscilación 64 en la sección de vástago 18m, el mismo se fija adicionalmente en dirección radial, por ejemplo, por fijación por clavija.

La Fig. 11 muestra un portaherramientas 10n, que se corresponde esencialmente al portaherramientas 10b de la Fig. 2, sobre cuya sección de vástago 18m, sin embargo, a su vez se lleva una pieza de masa de oscilación axialmente desplazable 6n de forma simular al portaherramientas 10m de la Fig. 10. También la pieza de masa de oscilación 64n actúa como masa amortiguadora para disminuir la amplitud de la oscilación en el ámbito de trabajo del portaherramientas 10n.

La realización de la Fig. 12 se diferencia de la de la Fig. 10 por un lado porque la pieza del portaherramientas 58o solamente se une con la configuración de sujeción 14o por la carcasa 20o con la pieza del portaherramientas 60o con la configuración de acoplamiento 12o. La sección de vástago 18o, que se configura de una pieza en la pieza del portaherramientas 58o, no alcanza con su extremo longitudinal libre la pieza del portaherramientas 60o, sino que termina libremente de forma voladiza en el espacio rodeado por la carcasa 20o.

Por otro lado, la realización de la Fig. 12 se diferencia de la de la Fig. 10 porque la carcasa 20o está formada por dos camisas de carcasa 67 y 68 dispuestas coaxialmente por encima de una gran sección axial común.

El extremo longitudinal que termina libremente de forma voladiza de la sección de vástago 18o permite la producción de otros modos de oscilación que los del vástago 18o fijado a ambos lados en la realización de la Fig. 10.

La sujeción axial se consigue en la realización de la Fig. 12 por una sujeción de ambas camisas de la carcasa 67 y 68 respectivamente entre sí. Cada camisa de la carcasa 67 y 68 se une por soldadura de forma separada en cada uno de sus extremos longitudinales con las partes del portaherramientas 58o y 60o asignadas a estos extremos longitudinales. Un centrado se consigue, a modo de ejemplo, porque el tope periférico 52o en la pieza del portaherramientas 68o rodea la camisa de la carcasa 68 interna radial en su periferia externa, de forma que se consigue un centrado de la camisa de la carcasa 68 respecto a la pieza del portaherramientas 60o. La camisa de la carcasa 68 interna radial rodea a su vez radialmente en el exterior una sección escalonada 69 de la pieza del portaherramientas 68, de forma que la misma está centrada por la camisa de la carcasa 68 interna. La situación de unión de la camisa de la carcasa 68 con las piezas individuales del portaherramientas 58o y 68o se corresponden esencialmente a la situación de unión de la carcasa 20k en la realización de la Fig. 8, a cuya descripción se hace referencia expresamente en este punto.

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Después de la aplicación de la camisa de la carcasa 68 interna, el portaherramientas 10o, como se ha descrito en el contexto de la realización de la Fig. 8, se somete en dirección axial a una fuerza de presión, de forma que la longitud axial del portaherramientas 10o se acorta. En este estado acortado por influencia externa de fuerza, los extremos longitudinales de la camisa de la carcasa 67 externa se unen con las respectivas piezas del portaherramientas 58o y 60o por soldadura de forma no desmontable. A continuación se libera la fuerza de presión axial aplicada desde el exterior, de forma que la camisa de la carcasa interna se sitúa bajo sujeción por presión axial, mientras que la camisa de la carcasa externa se sitúa bajo sujeción por tracción axial.

En la Fig. 13 se representa, como ya se ha hecho en las Figs. 1 y 4, un portaherramientas 10p de una pieza. Una carcasa cónica 20p, que rodea radialmente desde el exterior el portaherramientas 10p, se une por soldadura en el extremo externo radial de su pestaña radial 34p en el extremo longitudinal 32p con el portaherramientas 10p. Asimismo, la carcasa 20p, en su extremo longitudinal 26p orientado hacia la configuración de sujeción 14p, puede estar unida por soldadura con el portaherramientas 10p, como se muestra en la mitad superior del portaherramientas 10p representado en la Fig. 13.

La sección axial rodeada por la carcasa 20p del portaherramientas 10p está provista en una sección axial predeterminada de una cavidad periférica, de forma que el portaherramientas 10p define junto con la carcasa 20p un volumen espacial 66, en el que se introduce en el presente ejemplo de la Fig. 16 aceite 70 de tal forma que todo el volumen espacial 66 está lleno del aceite 70.

Durante el giro del portaherramientas 10p, el aceite 70 ejerce, debido a la fuerza centrifuga, una fuerza radialmente hacia el exterior sobre la pared interna de la carcasa 20p. Por la conicidad de la carcasa 20p y por su sujeción fija en los extremos longitudinales 26p y 32p, esta fuerza que actúa radialmente hacia el exterior provoca una fuerza que actúa en dirección axial sobre la carcasa, de forma que una sección de sujeción del portaherramientas 10p se sitúa bajo sujeción por presión mecánica.

En vez de una unión por soldadura, la carcasa cónica en la zona de su extremo longitudinal 26p más cercano a la configuración de sujeción se puede apoyar solamente de forma enrasada con su superficie interna cónica 71 en una superficie externa cónica correspondiente 29p de la sección de vástago 18p, como se representa en la mitad inferior del portaherramientas 10p de la Fig. 13. La fuerza que actúa sobre la carcasa 20p en dirección radial durante el giro del portaherramientas provoca un componente de fuerza que pasa en dirección de la pared de la carcasa y orientada hacia la configuración de acoplamiento 12p, por la que la zona del extremo longitudinal 26p se desplaza ligeramente hacia la configuración de acoplamiento 12p. Esto provoca un apoyo muy estrecho de la superficie interna cónica 71 de la carcasa 20p con la superficie externa 29p cónica de la sección de vástago 18p entre sí.

Adicionalmente, en la pestaña radial 34b se proporciona un dispositivo de sometimiento a presión 72, que comprende un anillo de goma 74 periférico que se encuentra en contacto de humectación con el aceite 70 en su lado interno radial y tornillos de ajuste 76 dispuestos en la periferia de la pestaña radial 34p distribuidos con separaciones iguales. Con los tornillos de ajuste 76 se puede ajustar el anillo de goma 74 radialmente hacia el interior hacia el volumen espacial 66. De este modo se aumenta la presión en el aceite 70, lo que conduce a una sujeción axial adicional del portaherramientas 10p por el efecto de la fuerza del aceite 70 sobre la carcasa 20p. En vez de un anillo de goma periférico también se pueden proporcionar pistones asignados respectivamente a los tornillos de ajuste de cerámica, metal, etc., que desplazan directamente el aceite 70.

En la realización mostrada en la Fig. 14, la carcasa 20q que rodea externamente de forma radial el portaherramientas 10q sobresale por la configuración de sujeción 14q en dirección axial.

En su extremo longitudinal 32q más cercano a la configuración de acoplamiento 12q, la carcasa 20q se apoya con su superficie frontal 45q esencialmente ortogonal respecto al eje de giro D en una superficie de apoyo 41q también esencialmente ortogonal respecto al eje de giro.

La configuración de sujeción 14q dispone de una rosca interna, que se configura en la pared interna que delimita el espacio de sujeción 16q. En esta rosca interna de la configuración de sujeción se atornilla una rosca de sujeción 78 de un cabezal de fresado 80. El extremo longitudinal 26q de la carcasa 20q asignado a la configuración de sujeción 14q se pone en contacto con su superficie frontal 61q esencialmente ortogonal respecto al eje de giro D con una superficie posterior 79 del cabezal de fresado 80 también esencialmente ortogonal respecto al eje de giro D. Por el giro del cabezal de fresado 80 en el espacio de sujeción 16q contra la carcasa externa 20q se somete la carcasa externa 20q a sujeción por presión, mientras que la sección de sujeción VA rodeada por la carcasa externa del portaherramientas 10q se somete a sujeción por tracción. En vez de un cabezal de fresado 80 se puede introducir por giro cualquier otra herramienta con rosca de sujeción en el espacio de sujeción 16q.

La Fig. 15 muestra una realización que se corresponde esencialmente a la de la Fig. 14. En vez de el cabezal de fresado 80 en este caso se atornilla una caperuza de contracción 80r en el espacio de sujeción 16r contra la carcasa 20r. La caperuza de contracción 80r dispone a su vez de un espacio de sujeción 16'r, en el que se pueden sujetar vástagos de herramienta, como se ha descrito en el contexto de la configuración de sujeción 14 de la realización de la Fig. 1.

En los portaherramientas de las Figs. 1, 4 y 5, la sección de vástago se une de forma integral de una pieza con la configuración de sujeción y la configuración de acoplamiento. La Fig. 16 muestra un portaherramientas 10s, en el que la carcasa 20s se configura integral de una pieza con la configuración de acoplamiento 12s y la configuración de sujeción 14s. La carcasa 20s tiene forma cónica y se convierte en su extremo 32s de diámetro mayor en la superficie frontal 41s de la pestaña 43s que sobresale radialmente de la configuración de acoplamiento 12s. La configuración de sujeción 14s tiene en su extremo orientado hacia el extremo 26s de la carcasa 20s una superficie de apoyo 81 ortogonal, que forma el sitio de apoyo 24s y en la que se apoya el extremo frontal de la sección de vástago 18s adyacente a la configuración de sujeción 14s. El extremo 49s de la sección de vástago 18s adyacente a la configuración de acoplamiento 12s se conduce y fija radialmente en la abertura 47s. La fijación se puede realizar por un ajuste forzado similar al portaherramientas de la Fig. 2, por una unión roscada similar al portaherramientas de la Fig. 3 o por un cordón de soldadura 83 anular. La sección de vástago 18s se fija con sometimiento a presión de forma que la carcasa 20s está sujeta con tracción.

En la Fig. 17 se representa un portaherramientas 10u sobre el que se aplica, preferiblemente por contracción, con forma de carcasa material 87 diferente del material del portaherramientas 10u desde la configuración de acoplamiento 12u hasta su zona del extremo longitudinal cercano a la configuración de sujeción. También de este modo se consigue una sujeción axial de una sección axial 18u del portaherramientas 10u. El material puede ser metal, cerámica o un material electrostrictivo, que modifica su dimensión longitudinal en al menos una dirección espacial por la aplicación de una tensión eléctrica. Por lo tanto, por la aplicación de una tensión eléctrica sobre el material aplicado se puede modificar la fuerza ejercida por el mismo sobre el portaherramientas 10u.

La Fig. 18 muestra un portaherramientas 10v del tipo de sujeción de contracción con un vástago de sujeción 18v que en uno de sus extremos sobresale axialmente de un hombro 88v normal al eje formado por la configuración de acoplamiento 12v y en su lado opuesto axialmente a la configuración de acoplamiento 12v de su configuración de sujeción 14v contiene una cavidad de sujeción céntrica 16v para la sujeción por contracción del vástago de la herramienta no representada con más detalle, como se explicó con más detalle mediante la Fig. 1. Entre la configuración de acoplamiento 12v y la configuración de sujeción 14v, el vástago de sujeción 18v está rodeado por una carcasa 20v que forma el dispositivo de sujeción, que se apoya con su extremo adyacente a la configuración de acoplamiento 12v axialmente en un sitio de apoyo 22v en una superficie frontal 88 anular. Con su otro extremo de apoyo 24v adyacente axialmente a la configuración de sujeción 14v, la carcasa 20v se asienta en una zona de cierre de fuerza por rozamiento 89 en el ajuste forzado sobre la periferia de la sección del vástago 18v. Axialmente entre la zona del cierre de fuerza por rozamiento 89 y el sitio de apoyo 22v, la carcasa 20v pasa con formación de una hendidura anular 90 con separación radial de la sección de vástago 18v. Las superficies periféricas superpuestas en el ajuste forzado en la sección del cierre de fuerza por rozamiento 89 en la camisa interna de la carcasa 20v por un lado y la sección del vástago 18v por otro lado tiene la forma de un cono inclinado 91, que se estrecha por la longitud axial predeterminada con una inclinación de aproximadamente 0,1 hacia la configuración de sujeción 14v axialmente y de hecho, de tal forma que el cono de la sección de vástago 18v, respecto a la posición final de la carcasa 20v aplicada, para la generación del ajuste forzado, tiene una sobremedida. Sin embargo, se entiende que las superficies en contacto entre sí en la sección del cierre de fuerza por rozamiento también se pueden configurar como superficies cilíndricas. Para la generación de la fuerza de sujeción, el frontal 92 orientado hacia la configuración de sujeción 14v de la carcasa se presiona con una fuerza de varias toneladas, a modo de ejemplo, 10 toneladas, contra la superficie anular 41v, lo que conduce a una fijación elástica de la carcasa 20v. El asiento forzado en la zona 89 genera en total una fuerza de sujeción, que sujeta la carcasa 20v sujeta de tal forma en su posición fijada. Al mismo tiempo, sin embargo, en las zonas de la sección de cierre de fuerza por rozamiento 89 orientadas axialmente hacia la configuración de acoplamiento 12v se permite un movimiento relativo entre la carcasa 20v y el vástago de sujeción 18v contra la fuerza de cierre de fuerza por rozamiento, por lo que se amortiguan las oscilaciones de giro y de flexión de la sección del vástago 18v.

Para mejorar la rigidez a flexión del vástago 18v, la zona final adyacente a la configuración de acoplamiento 12 de la carcasa 20v se configura como sección cónica 93 que se estrecha hacia la configuración de sujeción 14v, que cubre un anillo amortiguador 94 de material elástico rígido que rodea el vástago de sujeción 18v.

La Fig. 19 muestra una variante del portaherramientas 10w del tipo de contracción, que se diferencia de la variante de la Fig. 18 solamente porque la sección del cierre de fuerza por rozamiento 89w, en la que la sección de vástago 18w tiene sobremedida radial respecto al diámetro interno de la carcasa 20w, se dimensiona en primer lugar para la amortiguación del rozamiento del portaherramientas 10w, mientras que el sitio de apoyo 24w, en el que se apoya la carcasa 20w con la fuerza de sujeción FK, está formado por una tuerca 95 que se atornilla sobre una rosca externa del vástago de sujeción 18w. También en este caso la fuerza de sujeción con la que la carcasa 20w se fija entre sus sitios de apoyo 22w y 24w, comprende varias toneladas, a modo de ejemplo, 10 toneladas. La forma de la carcasa 20w se corresponde por lo demás a la forma de la carcasa 20v de la Fig. 18, donde, sin embargo, adicionalmente, en la zona del extremo orientado hacia la configuración de sujeción 14w, se proporciona un anillo amortiguador 96 adicional entre la carcasa 20w y el vástago de sujeción 18w.

La configuración de acuerdo con la Fig. 20 se diferencia de la variante de la Fig. 19 esencialmente solamente porque una parte de la longitud axial de la carcasa 20x se configura como resorte ondulado con forma de carcasa 97, que genera fuerzas elásticas axiales y radiales durante la fijación axial o radial.

La Fig. 21 muestra un portaherramientas 10z de tipo de contracción que realiza los principios de la variante de la Fig. 19. Mientras que el sitio de apoyo 24z adyacente a la configuración de sujeción 14z está formado por un saliente radial 28z que sobresale radialmente hacia el interior, que se apoya en un hombro anular 30z del vástago de sujeción 18z, la carcasa 20z se atornilla en el lado de la configuración de acoplamiento 12z para la formación del sitio de apoyo 24z con una rosca interna sobre una rosca externa 44z del vástago de sujeción 18z. Adyacente al sitio de apoyo 24z, la carcasa 20z rodea en una sección de cierre de fuerza por rozamiento 89z la periferia de la sección del vástago 18z. La sección del vástago 18z tiene en esta zona una sobremedida radial y puede, al igual que la camisa interna de la carcasa 20z, estar configurada ligeramente cónica. La carcasa 20z, por lo demás, pasa con una separación radial (hendidura anular 90z) de la sección de vástago 18z. Se pueden observar anillos amortiguadores en 94z y 96z.

La Fig. 22 muestra un portaherramientas 10aa del tipo de contracción similar a la variante de la Fig. 13. Sobre el vástago de sujeción 18aa en este caso con forma cónica se aplica una carcasa 20aa también cónica con formación de una cámara anular 66aa y se une, en este caso se suelda, en los dos sitios de apoyo 22aa y 24aa a lo largo de toda la periferia de forma hermética y firme con el portaherramientas 10aa. En el ejemplo de realización representado, la carcasa 20aa se apoya con uno de sus extremos frontales en una superficie frontal anular 41aa de la configuración de acoplamiento 12aa, que rodea el pie de la sección de vástago 18aa. En su otro extremo que forma el sitio de apoyo 24aa, la carcasa está provista de una pestaña anular 28aa que sobresale radialmente hacia el interior, que se apoya en un hombro anular 30aa de la sección de vástago 18aa que se orienta axialmente en la misma dirección que el hombro 41aa. La carcasa 20aa, por lo tanto, se puede unir en los dos sitios de apoyo 22aa y 24aa en una etapa de trabajo particularmente por unión por soldadura por rozamiento con la sección de vástago 18aa.

La cámara anular 66aa entre la sección de vástago 18aa y la carcasa 20aa es accesible desde el exterior por un canal de entrada 99, en este caso por un canal 98 adicional central del portaherramientas 10aa. Para la generación de una fuerza de fijación, por los canales 98 y 99, durante la fabricación del portaherramientas 10aa se introduce un material fluido en la cámara anular 66aa, que a continuación solidifica su consistencia en la cámara anular 66aa. El material puede ser una mezcla de goma que vulcaniza en la cámara 66aa. Sin embargo, también puede ser un material de plástico solidificable, a modo de ejemplo, una resina o similares, que endurece en la cámara anular 66aa. También son adecuados materiales sinterizables. El material introducido en la cámara anular 66aa hincha la carcasa 20aa y genera de este modo la fuerza de sujeción axial VK. El material introducido tiene que ser capaz de solidificar bajo la presión de introducción elevada, de forma que también pueda mantener la presión elevada en el estado solidificado. El material puede tener características elásticas y/o apoyarse en la carcasa 20aa o en la sección de vástago 18aa con un cierre de fuerza por rozamiento. Se entiende que el material también se puede introducir, en un caso dado, desde el exterior por una abertura de la carcasa 20aa, como se indica en la Fig. 13.

La Fig. 23 muestra una variante adicional del portaherramientas 10bb del tipo de contracción, en el que de forma similar a la variante de la Fig. 18, el extremo adyacente axialmente a la configuración de sujeción 14bb de la carcasa 20bb que forma el dispositivo de sujeción se apoya en una sección de cierre de fuerza por rozamiento 89bb en el vástago de sujeción 18bb. La sección de cierre de fuerza por rozamiento 89bb no tiene que establecer fuerzas de fijación axiales para una fijación de asiento forzado de la carcasa 20bb. La carcasa se apoya con su extremo adyacente a la configuración de sujeción 14bb en un anillo de seguridad 95bb elástico radialmente, que se encaja de forma desmontable en un surco anular en la periferia del vástago de sujeción 18bb. En vez de el anillo de seguridad 95bb, de forma similar a la variante de la Fig. 19, también se puede proporcionar, en un caso dado, una tuerca atornillada sobre el vástago de sujeción 18bb. El contorno periférico del vástago de sujeción 18bb y de la carcasa 20bb que se apoya en el mismo puede tener en la sección del cierre de fuerza por rozamiento 89bb a su vez la forma de un cono inclinado 91bb con de auto-retención, como se ha explicado mediante la Fig. 18. Se entiende, que también en este caso, como en todas las variantes que se han explicado anteriormente, en vez del cono también se puede proporcionar una zona de cierre de fuerza por rozamiento cilíndrico. El cierre de fuerza por rozamiento se consigue, a su vez, por una cierta sobremedida del diámetro de la sección de vástago 18bb respecto al diámetro interno de la carcasa 20bb.

El extremo adyacente axialmente a la configuración de sujeción 12bb de la carcasa 20bb se apoya axialmente en un dispositivo de apoyo 100 hidráulico. El dispositivo de apoyo 100 tiene una cámara anular 102 central respecto al eje de giro D llena de medio de presión 101 hidráulico, en el que se conduce de forma desplazable axialmente de forma impermeabilizada un pistón anular 103. La carcasa 20bb se apoya en el pistón anular 103 en la zona de la superficie anular 41bb formada en el pie de la sección del vástago 18bb. Un tornillo de pistón 104 que comunica en la cámara anular 102 con el medio de presión 101 permite una carga de presión variable del medio de presión 101, y por lo tanto, por el pistón anular 103, una fijación axial de la carcasa 20bb.

El medio de presión puede ser aceite hidráulico o similares. También son adecuados materiales fluidos y/o de goma elástica o incluso masas viscoelásticas. Se entiende que el pistón anular 103 también puede moldearse de forma integral y de una pieza en la carcasa 20bb.

No se representan con más detalle las realizaciones que con una posición de montaje cinemáticamente inversa del dispositivo de apoyo 100 también permiten una carga con tracción de la carcasa 20bb. Adicionalmente se entiende que el dispositivo de apoyo 100 también se puede emplear en todos los demás portaherramientas que se han explicado anteriormente para la sujeción axial del dispositivo de sujeción.

La Fig. 24 muestra una variante de un portaherramientas 10cc con una construcción básica similar al portaherramientas 10h de la Fig. 6. El portaherramientas 10cc tiene una carcasa esencialmente cónica 20cc fijada entre los sitios de apoyo 22cc y 24cc de la configuración de acoplamiento 12cc por un lado y la configuración de sujeción 14cc por otro lado con presión, que se apoya con la superficie frontal 45cc de su extremo mayor en diámetro 32cc con formación de una comisura en la superficie de apoyo 41cc que pasa normal al eje de la pestaña anular 43cc de la configuración de acoplamiento 12cc. El extremo menor en diámetro 26cc de la carcasa 20cc se apoya con su superficie frontal 61cc con formación de una comisura en un hombro anular 110 de la configuración de sujeción 14cc. Las comisuras formadas en los sitios de apoyo 22cc y 24cc tienen características de disminución de vibración.

Adicionalmente, la carcasa 20cc en la zona de sus extremos frontales, se centra radialmente con ligero ajuste forzado. En la configuración de acoplamiento 12cc se moldea un tope anular 52cc, cuya superficie periférica 53cc está adaptada a la conicidad de la carcasa 20cc centra la carcasa 20cc en su superficie periférica interna 54cc. En la zona del sitio de apoyo 24cc, la configuración de sujeción 14cc está provista de un tope anular 119, cuya superficie periférica externa 120 se apoya en un ligero asiento forzado radial en la superficie periférica interna 121 de la configuración de sujeción 14cc y centra radialmente la carcasa 20cc.

La carcasa 20cc se compone de metal duro, a modo de ejemplo, metal duro de grano fino, por ejemplo, del tipo K20, o de metal duro de grano grueso, por ejemplo, del tipo K50. Sin embargo, la carcasa también se puede componer de un metal pesado o un material compuesto de matriz metálica (MMC), por ejemplo, ferrotitanio. Como material para la carcasa 20cc también es adecuado cerámica o plástico reforzado con fibra de vidrio o con fibra de carbono. Se entiende que la carcasa 20cc también se puede componer de acero de herramienta, a pesar de que se prefieren los materiales que se han mencionado anteriormente. Se entiende adicionalmente que las carcasas que se han explicado anteriormente también se pueden componer de los materiales preferidos.

La configuración de sujeción 14cc se une de forma integral de una pieza con una sección de vástago 18cc cilíndrica, cuyo extremo libre se conduce de forma centrada, sin embargo, desplazable radialmente en una escotadura anular 47cc de la configuración de acoplamiento 12cc. Un tornillo de sujeción 56cc fija la sección de vástago 18cc contra la configuración de acoplamiento 12cc y sirve de este modo para una sujeción de presión de la carcasa 20cc. Se entiende que en vez del tornillo de fijación 56cc también se pueden proporcionar otros medios de fijación que transmiten fuerza, como se han explicado para la fijación del vástago de sujeción en la configuración de acoplamiento mediante las Figs. 2, 3, 7, 11 y 16.

La carcasa 20cc cónica pasa entre los sitios de apoyo 22cc y 24cc con formación de una cámara anular cónica 111 con separación radial respecto a la sección de vástago 18cc. En la cámara anular 111 se dispone al menos un, en este documento varios elementos de amortiguación 112 anulares, que se apoyan con sujeción radial en la periferia externa 29cc de la sección de vástago 18cc por un lado y en la periferia interna 113 de la carcasa 20cc por otro lado con cierre de fuerza por rozamiento. Los elementos amortiguadores 112 se componen de material elástico de goma o elástico rígido y se fijan axialmente entre dos anillos de tope 115, 117. Durante oscilaciones de torsión de la sección de vástago 18cc respecto a la carcasa 20cc, como también durante oscilaciones de flexión, los elementos amortiguadores 112 amortiguan las oscilaciones.

Los elementos de amortiguación 112 pueden tener sobremedida radial respecto a la periferia interna 113 o la periferia externa 29cc, de forma que se asientan con ajuste forzado radial en la cámara anular 111. Adicionalmente o también alternativamente, la sujeción radial de los elementos amortiguadores 112 también se puede realizar por la sujeción axial entre los dos anillos de tope 115, 117, desplazando el hombro anular 52cc que centra el extremo 32cc de la carcasa 20cc en la configuración de acoplamiento 12cc el anillo de tope adyacente 117 una magnitud predeterminada contra el otro anillo de apoyo 115 que se apoya en la cámara anular 111. La sujeción radial se consigue en este caso por la disminución de la separación axial de los anillos de tope 115, 117. Adicionalmente o alternativamente, los elementos amortiguadores 112 se pueden introducir para aumentar la sujeción radial en la hendidura que se estrecha de la cámara anular 111.

La carcasa 20cc se puede componer, como en todas las realizaciones que se han descrito anteriormente, de acero de herramienta, sin embargo, preferiblemente se fabrica de metal duro para mejorar las características de amortiguación, como también puede ser el caso en las realizaciones que se han explicado anteriormente.

La Fig. 25 muestra un portaherramientas 10dd que se diferencia del portaherramientas de la Fig. 24 principalmente porque el anillo de tope 117dd no se apoya en el hombro anular 52dd que centra el extremo 32dd de la carcasa 20dd, si no que se enrosca en una carcasa roscada 119, que se atornilla en una abertura roscada centrada 47dd de la configuración de acoplamiento 12dd. La carcasa roscada 119 permite un ajuste de la separación axial entre los anillos de tope 115dd y 117dd y, por lo tanto, un ajuste de la sujeción radial de los elementos amortiguadores 112dd. La zona final 49dd de la sección de vástago 18dd se fija mediante un perno roscado 56dd con tracción contra la configuración de acoplamiento 12dd, para fijar de este modo la carcasa 20dd con presión. Se entiende que el extremo 49dd de la sección de vástago 18dd también puede atravesar la carcasa roscada 119 en un caso dado y puede estar centrado en la carcasa roscada 119 o en la configuración de acoplamiento 12dd. En cuanto el extremo 49dd esté centrado en la configuración de acoplamiento 12dd, el extremo 49dd también se puede unir con la configuración de acoplamiento 12dd de forma que se pueda someter a tracción, como se ha explicado anteriormente para uniones con cierre por presión o con arrastre de forma.

La Figura 28 muestra una variante del portaherramientas de la Figura 24, que a diferencia de este portaherramientas, sin embargo, no contiene elementos amortiguadores 112 entre su sección de vástago 18ee y su carcasa 20ee. Por lo demás, la sección de vástago 18ee, de forma similar a la Figura 7, con su extremo libre 49ee se atornilla en una abertura roscada 47ee de la configuración de acoplamiento 12ee. Mientras que el sitio de sujeción 12ee se centra radialmente con formación de una comisura del modo que se ha explicado mediante la Figura 24, el tope anular 119ee rodea el extremo axial 26ee de la carcasa 20ee radialmente desde el exterior y se apoya con su superficie periférica interna 120ee con formación de una comisura en la superficie periférica externa 121ee de la carcasa 20ee. Esto tiene la ventaja de que las dilataciones por calor de la configuración de sujeción 14ee configurada como plato de contracción no influyen en el extremo 26ee de la carcasa 20ee, y de forma correspondiente, no se pueden producen daños por dilatación por calor en la carcasa 20ee. Esto es particularmente ventajoso cuando la carcasa 20ee, como se ha explicado anteriormente, se compone de material frágil, como por ejemplo, cerámica o similares.

El portaherramientas 10ff representado en la Figura 28 se diferencia del portaherramientas de la Figura 26 solamente porque el tope que centra radialmente el extremo 26ff de la carcasa 20ff orientado hacia la configuración de sujeción 14ff no se une como una pieza con la configuración de sujeción 14ff, sino que está formado por un anillo de apoyo 119ff separado que se compone, a modo de ejemplo, de acero o similares, que con su superficie periférica interna 120ff rodea la superficie periférica externa 121ff de la carcasa 20ff y también una superficie periférica externa 122 de la configuración de sujeción 14ff con un ligero asiento forzado radial. El anillo 119ff centra el extremo 26ff de la carcasa 20ff respecto a la configuración de sujeción 14ff. Mientras que la superficie periférica interna 120ee del portaherramientas 10ee en la Figura 26 requiere comparativamente una complejidad de fabricación elevada, la superficie interna 120ff del anillo 119ff se puede producir de forma económica como superficie de adaptación. La carcasa 20ff se compone de los materiales que se han explicado anteriormente mediante la Figura 24.

La Figura 28 muestra un portaherramientas 10gg similar al portaherramientas 10ee de la Figura 26. A diferencia del portaherramientas 10ee, sin embargo, el extremo 32gg de la carcasa 20gg adyacente a la configuración de acoplamiento 12gg está centrada por un tope anular 52gg radialmente hacia el exterior, como ya se ha explicado mediante la Figura 5. Sin embargo, el sitio de apoyo 22gg, en este caso, se configura como comisura. El tope anular 52gg de centrado de la carcasa 20gg radialmente en el exterior en un asiento ligeramente forzado de la configuración de acoplamiento 12gg puede, debido a la fuerza de sujeción axial, asumir las fuerzas de expansión que se generan de la carcasa 20gg configurada cónica, sin que se presenten errores de centraje.

Las características representadas en las Figuras 1 a 28 del portaherramientas se pueden combinar de forma aleatoria entre sí.

Claims

1. Un portaherramientas para una herramienta que gira alrededor de un eje de giro (D), particularmente una taladradora, fresadora, avellanadora o afiladora, que comprende un vástago de sujeción, que comprende en una de sus zonas finales una configuración de sujeción (14) para la sujeción coaxial de la herramienta y en su otra zona final una configuración de acoplamiento (12) para el acoplamiento coaxial con una máquina-herramienta, en el que con el vástago de sujeción se une un dispositivo de sujeción, que, en una sección de sujeción axial del vástago de sujeción dispuesta en dirección axial entre la configuración de sujeción (14) y la configuración de acoplamiento (12) ejerce una fuerza de sujeción con un componente de fuerza de sujeción que actúa en dirección axial sobre el vástago de sujeción y en el que en la sección de sujeción de los componentes que forman el vástago de sujeción y el dispositivo de sujeción al menos el dispositivo de sujeción se configura como carcasa (20b, c, f-s, u-x, aa-gg), que rodea el vástago de sujeción (18) de forma coaxial y en el que la configuración de sujeción (14) sobresale por la carcasa,

caracterizado porque

la carcasa (20b, c, f-s, u-x, z, aa-gg) tiene forma al menos aproximadamente cónica y un diámetro externo y/o interno que aumenta hacia su extremo adyacente a la configuración de acoplamiento (12), y la configuración de sujeción (14) se configura para una sujeción de asiento de contracción de la herramienta.

2. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la carcasa (20b, c, f, k-p, s, u, z, aa) se apoya en el portaherramientas (10) de forma que se puede apartar por tracción y el vástago de sujeción comprende una sección de vástago (18) que une la configuración de acoplamiento (12) con la configuración de sujeción (14) de forma que se pueda someter a presión.

3. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque la carcasa (20) en su extremo (26) cercano a la configuración de sujeción (14) agarra por detrás de un hombro anular (30b, c, f, k-p, s, u, z, aa) del vástago de sujeción opuesto a la configuración de acoplamiento (12) y en su otro extremo se atornilla en el portaherramientas o se une con el portaherramientas particularmente por unión no desmontable, particularmente unión por soldadura.

4. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque la carcasa (20) en el otro extremo (32) tiene un tope anular (34) que sobresale radialmente hacia el exterior, que se atornilla contra un hombro anular (43) de la configuración de acoplamiento (12) que se extiende radialmente hacia el exterior.

5. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque la carcasa (20f) en el otro extremo (32) tiene una rosca interna (44f), que se atornilla sobre una rosca externa (46f) del vástago de sujeción.

6. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque la carcasa (20b, c, n, s) en su extremo (26) cercano a la configuración de sujeción (14) agarra por detrás de un hombro anular (33b, c, n) del portaherramientas opuesto a la configuración de acoplamiento (12) en la zona de la configuración de sujeción (14) o se une como una pieza con el portaherramientas y en su otro extremo (32b, c, n, s) se une como una pieza con el portaherramientas, particularmente con un tope anular (43) de la configuración de acoplamiento (12) que sobresale radialmente hacia el exterior y porque el vástago de sujeción en la zona de sujeción se apoya con un cierre de presión y con arrastre de forma en una superficie firme del portaherramientas de la configuración de acoplamiento 12.

7. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque la carcasa (20) se une como una pieza firme, particularmente de forma integral con la configuración de sujeción (14s) y con la configuración de acoplamiento (12s) y la zona de la configuración de sujeción se apoya por la sección de vástago (18s) en la zona de la configuración de acoplamiento (12s).

8. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque la sección de vástago (18s) se configura como componente separado de la configuración de sujeción (14s) y la configuración de acoplamiento (12s).

9. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la carcasa (20g, h-k, q, r, u-x, bb, cc, dd, ee, ff, gg) en sus extremos (26, 32) se apoya en el portaherramientas de forma que se puede acercar con presión y el vástago de sujeción comprende una sección de vástago (18), que une la configuración de acoplamiento (12) con la configuración de sujeción (14) de forma que se puede someter a tracción.

10. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque la carcasa (20g, h, i, q, r, w, x, cc, dd, ee, ff, gg) con uno de sus extremos axiales se apoya en la configuración de acoplamiento (12), particularmente en un tope anular (43) que sobresale radialmente de la configuración de acoplamiento (12) y con su otro extremo se apoya en un hombro anular de un componente (18h, i, cc, dd, ee, gg, 56, 56n, 58, 80, 95) que se puede enroscar axialmente con la configuración de acoplamiento o que se puede ajustar axialmente por una unión de ajuste forzado.

11. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque el componente se configura como anillo roscado (56) atornillado sobre el vástago de sujeción.

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12. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque el hombro anular se moldea en el vástago de sujeción (18h, i, cc, dd, ee, ff, gg) y el vástago de sujeción se atornilla con la zona de la configuración de acoplamiento.

13. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque el otro extremo de la carcasa (20q) se apoya en un hombro anular de la herramienta (80) sujeta en la configuración de sujeción.

14. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque el hombro anular (79r) se moldea en la configuración de sujeción (14r) y fija la misma de forma axialmente desplazable en el vástago de sujeción (18r).

15. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque la carcasa (20v) se apoya con uno de sus extremos axiales en la configuración de acoplamiento (12), particularmente un tope anular (43) que sobresale radialmente de la configuración de acoplamiento (12) y con su otro extremo se apoya con unión de fuerza por rozamiento en el vástago de sujeción (18v).

16. El portaherramientas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque la carcasa (20o) comprende varias camisas de carcasa (67, 68) dispuestas coaxialmente entre sí.

17. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque las camisas de cubierta (67, 68) se apoyan al menos en una subsección de su longitud axial entre sí.

18. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 16 ó 17, caracterizado porque una de las camisas de la cubierta (67, 68) se somete a presión y otra de las camisas de la cubierta (67, 68), a tracción.

19. El portaherramientas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque radialmente entre la carcasa (20p, aa) y la sección de vástago (18) se forma un espacio anular (66), que se llena con un material que se encuentra bajo presión, particularmente un material fluido o un material que se puede deformar plásticamente o elástico.

20. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 19,

caracterizado porque los extremos axiales de la carcasa (20p, aa) se unen, particularmente por soldadura por rozamiento, con resistencia a la tracción y de forma impermeable con el portaherramientas (10),

porque la carcasa (20) rodea el vástago de sujeción (18) con separación axial y para la generación de la sujeción por tracción axial de la carcasa (20) entre el vástago de sujeción (18) y la carcasa (20) se introduce material que está bajo presión, particularmente material elástico.

21. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 19 ó 20, caracterizado porque se proporcionan medios de modificación de la presión (76), mediante los que se puede modificar la presión del material en el espacio anular (66).

22. El portaherramientas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 23, caracterizado porque la sección de vástago (18) o la carcasa (20), siempre que este componente se someta a presión, se apoya axialmente por una pieza de amortiguación (59) respecto al otro componente sometido a tracción.

23. El portaherramientas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 22,

caracterizado porque la carcasa (20v-z, bb) se apoya al menos en una subzona de su longitud axial con un cierre de fuerza por rozamiento en la periferia del vástago de sujeción (18).

24. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 23,

caracterizado porque la carcasa (20v-z, bb) se apoya con sus dos extremos con fijación axial en el portaherramientas (10), donde el extremo cercano axialmente a la configuración de sujeción (14) de la carcasa (20) se sujeta en el vástago de sujeción (18) en una sección de cierre de fuerza por rozamiento (89) con ajuste forzado con cierre de fuerza por rozamiento fijado de forma axial.

25. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 23 ó 24,

caracterizado porque la carcasa (20v-z, bb) y el vástago de sujeción (18v), al menos en una parte de la sección de cierre de fuerza por rozamiento (89), tienen forma ligeramente cónica adaptada entre sí.

26. El portaherramientas de acuerdo con una de las reivindicaciones 23 a 25,

caracterizado porque la carcasa (20v-z, bb) se apoya en el portaherramientas (10) axialmente sujeta con presión y axialmente entre la sección de cierre de fuerza por rozamiento (89) y el extremo apoyado en el portaherramientas (10) orientado axialmente hacia la configuración de acoplamiento (12) rodea el vástago de sujeción (18) con separación axial.

27. El portaherramientas de la reivindicación 26,

caracterizado porque axialmente entre la sección de cierre de fuerza por rozamiento (89) y el otro extremo apoyado en el portaherramientas (10v) se dispone al menos un anillo amortiguador (94) de un material que se puede comprimir elásticamente entre la periferia del vástago de sujeción (18) y la camisa interna de la carcasa (20v).

28. El portaherramientas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 27,

caracterizado porque el vástago de sujeción (18) se convierte en un hombro anular (41) de la configuración de acoplamiento (12) y la carcasa (20) se apoya axialmente en el hombro anular (41) y porque al menos el extremo (32) apoyado en el hombro anular (41) de la carcasa (20b, c, f-s, u-x, aa-gg) se configura como sección cónica, que se estrecha axialmente alejándose del hombro anular (41).

29. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 28,

caracterizado porque la sección cónica cubre al menos un anillo amortiguador (94, 112).

30. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 28 ó 29,

caracterizado porque la carcasa se sujeta axialmente con presión.

31. El portaherramientas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 30,

caracterizado porque la carcasa (20x) comprende una sección de resorte ondulado (97) elástico axialmente.

32. El portaherramientas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 31,

caracterizado porque la carcasa (20bb) se apoya con sus dos extremos axialmente en el portaherramientas (10), donde en el tramo de apoyo uno de los dos extremos de la carcasa (20bb) se dispone un dispositivo de apoyo (100) móvil axialmente respecto al portaherramientas (10), que comprende al menos un pistón de apoyo (103), que se conduce de forma axialmente desplazable en una cámara de presión (102) asignada al mismo que contiene un medio de presión (101) fluido o deformable plásticamente, donde a la cámara de presión (102) se asigna un elemento de ajuste (104) para la modificación de la presión en el medio de presión (101).

33. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 32,

caracterizado porque el pistón de apoyo (103) se configura como pistón anular desplazable axialmente en un espacio anular que forma la cámara de presión (102), en el que se apoya uno de los dos extremos de la carcasa (20bb) o con el que se une el mismo.

34. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 32 ó 33,

caracterizado porque el elemento de ajuste (104) es un tornillo de pistón que actúa sobre el medio de presión (101).

35. El portaherramientas de acuerdo con una de las reivindicaciones 32 a 34,

caracterizado porque el otro de los dos extremos de la carcasa (20bb) se une firmemente con el vástago de sujeción (18) o se apoya de forma axial en un tope anular del vástago de sujeción (18), particularmente un anillo de seguridad (95bb) sujeto de forma desmontable en el vástago de sujeción (18).

36. El portaherramientas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 35, caracterizado porque la carcasa (20cc) rodea la sección de vástago (18) al menos en una subzona de su longitud axial con formación de un espacio anular (111) con separación radial y en el espacio anular (111) se dispone con sujeción radial un elemento amortiguador (112) anular, que se apoya de forma enrasada en la superficie periférica interna (113) de la carcasa y la superficie periférica externa (29cc) de la sección de vástago (18cc).

37. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 39, caracterizado porque el elemento amortiguador (112) se compone de material que se puede comprimir elásticamente y porque el espacio anular (111) se delimita axialmente por hombros anulares (115, 117), entre los cuales se fija axialmente el elemento amortiguador (112) para la generación de sujeción radial.

38. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 37, caracterizado porque uno de los hombros anulares (117dd), para la modificación de la sujeción del elemento amortiguador (112), se puede desplazar axialmente.

39. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 38, caracterizado porque el hombro anular (117dd) desplazable axialmente esta formado por un dispositivo roscado (119) que se puede desplazar axialmente sujeto en la configuración de acoplamiento (12dd).

40. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 36 a 39, caracterizado porque el espacio anular (111) tiene forma cónica.

41. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación (40), caracterizado porque el elemento amortiguador (112) se sujeta en dirección del estrechamiento del espacio anular (111) cónico.

42. El portaherramientas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 41, caracterizado porque la carcasa (20m, n, o) rodea la sección de vástago (18) al menos en una subzona de su longitud axial con formación de un espacio anular con separación axial y porque sobre la sección de vástago (18) en un espacio anular se dispone un cuerpo de masa amortiguadora (65m, n, o).

43. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 42, caracterizado porque el cuerpo de masa amortiguadora (65m, n, o) se puede desplazar a lo largo de la sección de vástago (18).

44. El portaherramientas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 43, caracterizado porque los dos componentes, vástago de sujeción y dispositivo de sujeción, se componen de materiales diferentes.

45. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 44, caracterizado porque uno de los dos componentes, particularmente la carcasa (20), al menos en su zona que transmite la fuerza de sujeción axial, se compone de metal duro o metal pesado o un material compuesto de matriz metálica o cerámica o plástico, particularmente plástico reforzado con fibra de vidrio o con fibra de carbono.

46. El portaherramientas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 45, caracterizado porque uno de los dos componentes, vástago de sujeción y dispositivo de fijación, se apoya por al menos una comisura que transmite la fuerza de sujeción axial (22, 22a, h, i, q, r, s, v - z, aa - gg, 24, 24a - i, n, q, r, v - z, aa - gg) se apoya en el otro de los dos componentes.

47. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 46, caracterizado porque la comisura (24v - z, bb) se proporciona entre dos superficies periféricas de los dos componentes en contacto entre sí con ajuste forzado radial.

48. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 46 ó 47, caracterizado porque la comisura (22, 22a, h, i, q, r, s, v, - z, aa - dd, 24, 24a-, i, n, q, r, w - z, aa - gg) se proporciona entre dos superficies de los dos componentes en contacto entre sí axialmente.

49. El portaherramientas de acuerdo con una de las reivindicaciones 46 a 48, caracterizado porque entre las dos superficies que forman la comisura se dispone una capa de material amortiguador (59; 59t).

50. El portaherramientas de acuerdo con una de las reivindicaciones 46 a 49, caracterizado porque al menos uno de los extremos frontales axiales del componente que forma la carcasa forma una de las superficies en contacto entre sí de la comisura y se moldea o aplica en el otro de los dos componentes una superficie periférica (120) que centra radialmente la carcasa en la zona de este extremo frontal.

51. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 50, caracterizado porque en los dos extremos frontales de la carcasa se proporcionan respectivamente las superficies que forman la comisura y la carcasa en la zona de los dos extremos frontales se centra radialmente por superficies periféricas del otro componente.

52. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 50 ó 51, caracterizado porque la superficie periférica del otro componente se apoya con ajuste forzado radial en una superficie periférica de la carcasa.

53. El portaherramientas de acuerdo con una de las reivindicaciones 50 a 51, caracterizado porque la superficie periférica del otro componente rodea la carcasa en la zona al menos de uno de sus extremos frontales axiales radialmente por el exterior.

54. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 53, caracterizado porque la superficie periférica del otro componente rodea radialmente por el exterior al menos el extremo frontal de carcasa adyacente a la configuración de sujeción.

55. El portaherramientas de acuerdo con la reivindicación 53 ó 54, caracterizado porque la superficie periférica que rodea radialmente por el exterior la carcasa (20ff) en la zona al menos de uno de sus extremos frontales, particularmente en la zona de su extremo frontal (26ff) adyacente a la configuración de sujeción (14ff), del otro de los dos componentes está formada por un anillo (119ff) que cubre la comisura axialmente, que también rodea el otro componente radialmente desde el exterior.