ES2719215T5 - Means for preventing tools from being pulled out from tool holders with a tool holding fixture - Google Patents

Description

DESCRIPCIÓN

Protección contra extracción de herramientas de portaherramientas con un soporte de herramientas

La presente invención se refiere a un sistema según el preámbulo de la reivindicación 1, como es conocido, por ejemplo, por el documento FR-A-1 272885.

Los portaherramientas con mandriles de sujeción, especialmente mandriles de sujeción retráctiles, son ampliamente conocidos. Estos sirven para la sujeción de herramientas tubulares, de torneado, fresado, escariado y rectificado o similares a través de un proceso de contracción inducido térmicamente. Por lo general, tales mandriles retráctiles se calientan térmicamente mediante una instalación retráctil inductiva, por lo que aumenta el diámetro interior del mandril retráctil. En el caso de diámetro interior aumentado se utiliza una herramienta a sujetar en el mandril retráctil, en donde la relación de diámetro interior del mandril retráctil respecto al diámetro de vástago de la herramienta se diseña de tal manera que la herramienta se aprieta de manera resistente al momento de giro con el mandril retráctil en el caso de enfriamiento posterior del mandril retráctil.

Por el documento WO 01/89758 A1 es conocido el calentamiento por vía inductiva de la sección de manguito por medio de una disposición de bobina anular que encierra la sección de manguito esencialmente con el mismo eje. La disposición de bobina está conectada a un generador de corriente alterna de alta frecuencia e induce corrientes de Foucault en la sección de manguito metálica, que calientan la sección de manguito. Para la prevención de flujos parásitos y la concentración de flujo magnético, en los lados frontales y en la circunferencia exterior de la disposición de bobina están dispuestos elementos concentradores de flujo magnético de material magnético blando, esencialmente no conductor de electricidad, como por ejemplo ferrita o similares, que desvían el flujo magnético generado por la disposición de bobina a la sección de manguito del portaherramientas y en especial a la zona del extremo libre de la sección de manguito.

El problema en el caso de portaherramientas con mandriles de sujeción para herramientas rotatorias que presentan un vástago de alojamiento cilíndrico es la migración axial de la herramienta rotatoria a lo largo del eje de giro del mandril de sujeción durante el funcionamiento. Esta migración axial de la herramienta rotatoria es ocasionada por vibraciones que se producen durante el procesamiento de la pieza de trabajo con la herramienta rotatoria. Debido a este efecto desfavorable, las piezas de trabajo ya no se pueden procesar de manera precisa y manteniendo las dimensiones. Además, la inclinación de la herramienta rotatoria en la pieza de trabajo o incluso en el mandril de sujeción que aloja la pieza de trabajo podría provocar accidentes peligrosos. En condiciones desfavorables, incluso en el caso límite, la herramienta rotatoria podría abandonar el mandril de sujeción del portaherramientas durante el funcionamiento y convertirse de este modo en un gran peligro para el operario de la máquina.

Por el documento FR-A-1 272885 es conocido un portaherramientas con mandril de sujeción, en donde el mandril de sujeción presenta un elemento de bloqueo y la herramienta presenta una ranura de bloqueo. La ranura de bloqueo puede tener cualquier forma, entre otras formas de espiral. Por consiguiente, esta publicación representa el punto de partida de la invención.

Finalmente, por el documento DE 3939423 A1 es conocido un portaherramientas en el que la invención se realiza entre un soporte base y un soporte de herramienta a través de al menos dos esferas en al menos dos ranuras de bloqueo, en donde las ranuras en el soporte base no presentan un curso helicoidal o curvilíneo.

Partiendo del estado de la técnica más próximo, la tarea de la invención consiste en poner a disposición un portaherramientas mejorado con mandril de sujeción que impida de modo satisfactorio una migración axial de la herramienta rotatoria, como brocas redondas, brocas de perfil, brocas de tornillo y similares, durante el funcionamiento de modo estructuralmente sencillo.

Según la invención, esta tarea se soluciona mediante las características de la reivindicación 1, en donde se crean convenientemente perfeccionamientos de la invención mediante las características de las reivindicaciones subordinadas.

Según la invención, un portaherramientas según la invención presenta una protección contra extracción de la herramienta, que impide una migración axial de la herramienta del soporte de la herramienta. En este caso, el dispositivo de protección contra extracción comprende al menos un elemento de bloqueo y al menos una ranura de bloqueo correspondiente al mismo y que aloja el elemento de bloqueo, que interaccionan por arrastre de forma. En este caso, el elemento de bloqueo y la ranura de bloqueo están formados al menos parcialmente en forma de cabeza esférica, en donde la herramienta presenta la ranura de bloqueo. Por lo demás, las ranuras de bloqueo que se encuentran en el lado frontal al comienzo del vástago de la herramienta se pueden ampliar respecto a la anchura de ranura para posibilitar de este modo una inserción más fácil de la herramienta en el portaherramientas.

En una forma de realización especialmente preferente, el portaherramientas presenta en el lado del portaherramientas al menos dos esferas montadas de manera giratoria, en donde en el lado de la herramienta rotatoria al menos dos ranuras de bloqueo correspondientes a las esferas en el vástago de la herramienta rotatoria interaccionan por arrastre de forma. En este caso, ambas ranuras de bloqueo están dispuestas preferentemente a modo de rosca en el vástago de herramienta cilíndrico, comenzando en el lado frontal del vástago cilíndrico a lo largo del área circunferencial del vástago cilíndrico. Estas ranuras de bloqueo situadas en el área circunferencial del vástago cilíndrico de la herramienta rotatoria están inclinadas hacia la izquierda en herramientas ranuradas a la izquierda e inclinadas hacia la derecha en herramientas ranuradas a la derecha. En este caso, las ranuras de bloqueo también pueden estar formadas axialmente y de este modo ser paralelas al eje de rotación, mediante lo cual esto sigue actuando como protección contra giro para la herramienta.

Para la sujeción de la herramienta rotatoria según la invención, como brocas redondas, brocas de perfil, brocas de tornillo, incluyendo broca macho, avellanadores, fresas, adaptadores de fresas para otras herramientas, etc., en el mandril retráctil del portaherramientas según la invención, la bobina de inducción se conecta en primer lugar en el mandril retráctil, es decir, la bobina de inducción se expone a corriente alterna de alta frecuencia. Debido a las corrientes de Foucault que se producen en la sección de manguito del portaherramientas, generadas por inducción desde la bobina que rodea el portaherramientas, la sección de manguito se calienta rápidamente, de modo que esta se expande térmicamente y de este modo se aumenta el diámetro exterior de la abertura de alojamiento. La herramienta rotatoria se puede introducir ahora en la abertura de alojamiento en el lado del vástago. En este caso, el lado frontal de la herramienta rotatoria alcanza las esferas que sobresalen en el espacio interior de la abertura de alojamiento y percute en este. Según el sentido de inclinación de la ranura de bloqueo de la herramienta rotatoria, esta se gira hacia la izquierda o hacia la derecha respecto al eje de giro, de modo que las esferas se pueden encajar en las ranuras esféricas. El giro adicional obliga ahora a una inserción helicoidal y de este modo a un movimiento de entrada axial de la herramienta rotatoria en el mandril de sujeción o similar, hasta que el lado frontal del vástago cilíndrico percute en el mandril de sujeción, o bien hasta que las esferas en las ranuras esféricas han alcanzado su posición final. Ahora se puede desconectar la bobina de inducción. Debido al rápido enfriamiento que se establece ahora, el mandril de sujeción se contrae de nuevo a su tamaño original, mediante lo cual el vástago cilíndrico se une de manera resistente al momento de giro con su área circunferencial al área circunferencial interior de la abertura de alojamiento del mandril retráctil con asiento de prensa. Ya que el sentido de giro de las ranuras de bloqueo corresponde al sentido de giro de las herramientas rotatorias, en el funcionamiento de la herramienta también bajo una fuerte carga, es decir, con alta resistencia al corte de la herramienta y gran velocidad de avance de la herramienta de la herramienta, o bien de la mesa de herramientas, ya no se puede producir una migración axial de la herramienta rotatoria a lo largo del eje de giro. Mediante la interacción de las esferas en el portaherramientas con las ranuras de bloqueo en forma de perfil esférico en el vástago de la herramienta y la realización a modo de rosca de estas ranuras de bloqueo se genera un enclavamiento axial. Este enclavamiento axial se puede suprimir solo haciéndose girar la herramienta de rotación en sentido opuesto al sentido de giro de trabajo de la herramienta de rotación y en este caso extrayéndose del mandril de sujeción simultáneamente. No obstante, no es posible un giro realizado en contra del sentido de trabajo de la herramienta rotatoria en el funcionamiento, es decir, en el procesamiento de una pieza de trabajo mediante la herramienta rotatoria. Además, este momento de giro tampoco es posible debido al asiento de prensa resistente al momento de giro durante el funcionamiento. Por consiguiente, la herramienta de rotación tampoco se puede mover axialmente fuera del mandril retráctil o similar.

De este modo, el procesamiento sigue siendo preciso y se pueden mantener las medidas dentro de las tolerancias requeridas. Por consiguiente, ya que mediante la presente invención se evita una migración axial, se puede producir de manera eficiente y económica, ya que se produce muy poco desecho en comparación con portaherramientas convencionales con mandriles de sujeción. De este modo se excluye también otra fuente de accidentes y, por lo tanto, el peligro de accidente para el operario de la máquina.

En lugar de esferas montadas a presión de manera giratoria en el mandril de sujeción, también se pueden utilizar pasadores cilíndricos con una esfera parcial, o bien semiesfera en uno de los lados frontales. Estos se sitúan en el orificio de rodamiento en lugar de las esferas, en donde pueden requerir, a modo de ejemplo, un saliente que sobresale para que el pasador cilíndrico no caiga en el espacio interior de la abertura de alojamiento o una rosca exterior que corresponde a la rosca interior del orificio de rodamiento. Frente al uso de pasadores cilíndricos con cabezas parciales, o bien semiesféricas, el uso de esferas tiene la ventaja de que la introducción de la herramienta rotatoria es más fácil en comparación con pasadores cilíndricos, ya que las esferas están montadas de manera giratoria y no se pueden desalinear en comparación con el vástago cilíndrico. Las esferas se pueden mantener en el respectivo orificio de rodamiento utilizando un pasador roscado. En este caso, el propio pasador cilíndrico presenta en su lado frontal una formación que aloja la esfera, a modo de ejemplo en forma de un hueco poligonal o un rebaje esférico o similar. En lugar del pasador roscado, también se pueden utilizar pasadores de ajuste, pernos o similares.

La protección contra extracción de herramientas según la invención, en especial herramientas rotatorias en portaherramientas con un soporte de herramienta, es apropiada en especial para mandriles de sujeción, como mandriles de sujeción de pinza, mandriles HG, mandriles de sujeción de expansión hidráulica y mandriles retráctiles.

Convenientemente, según los requisitos, las ranuras de bloqueo en las áreas circunferenciales del vástago de la herramienta pueden presentar diferente diseño. En este caso, según la invención, las ranuras de bloqueo presentan un diferente curso de ranura de bloqueo comenzando en el lado frontal, es decir, un curso al menos helicoidal, el curso curvilíneo. En especial en el caso de un curso de ranura de bloqueo helicoidal, el sentido de giro debe corresponder al sentido de giro de la herramienta ranurada. Es decir, en el caso de una herramienta ranurada a la izquierda, la ranura de bloqueo helicoidal debe estar formada con inclinación hacia la izquierda, en el caso de una herramienta ranurada a la derecha, por el contrario, con inclinación hacia la derecha. Por lo tanto, también se efectúa un efecto de bloqueo de la protección contra extracción.

En otra forma de realización, el vástago de la herramienta presenta en el extremo una rosca exterior y el soporte de herramienta del portaherramientas presenta una rosca interior correspondiente. En este caso, la protección contra extracción se efectúa utilizando la rosca exterior en la herramienta, que está formada con inclinación hacia la izquierda en el caso de una herramienta ranurada a la izquierda y con inclinación hacia la derecha en el caso de una herramienta ranurada hacia la derecha. En esta forma de realización, los elementos de bloqueo y las ranuras de bloqueo se vuelven obsoletos.

En una forma de realización especialmente preferente, los orificios de rodamiento que alojan los elementos de bloqueo se forman preferentemente de manera continua desde el área circunferencial exterior del portaherramientas hasta el espacio interior del portaherramientas que aloja la herramienta. En este caso, estos orificios de rodamiento pueden formarse mediante corte con el eje de rotación del portaherramientas y el eje de rotación y/o formarse tangencialmente en posición adyacente al área circunferencial interior del espacio interior que aloja la herramienta. Preferentemente, los ejes longitudinales de los orificios de rodamiento están dispuestos en el mismo ángulo y en especial en un plano perpendicular al eje de giro de la herramienta.

En otra forma de realización especialmente preferente, las esferas están montadas como elementos de bloqueo en una jaula esférica. En este caso, los orificios de rodamiento para las respectivas esferas en la jaula esférica presentan respectivamente un diámetro de orificio menor que el diámetro del orificio de rodamiento respecto al área circunferencial interior. De este modo, las esferas no pueden caer hacia dentro en el espacio interior del portaherramientas, sino que sobrepasan únicamente el área interior de la jaula esférica. En este caso, la jaula esférica se puede insertar como pieza estructural separada en el espacio interior del portaherramientas por arrastre de forma o estar incorporada en un manguito. En este caso, el manguito presenta los respectivos orificios de rodamiento con los diámetros de orificio de rodamiento menores en relación con el espacio interior. En este caso, el manguito se puede presionar en el espacio interior del soporte de herramienta, se puede encoger, soldar con el porta herramientas, sujetar por arrastre de forma con pasadores roscados adicionales y/o fijar con elementos de bloqueo y ranuras de bloqueo en el manguito, como se describió según la invención en el vástago de herramientas rotatorias.

En una forma de realización especialmente preferente, la protección contra extracción presenta adicionalmente un dispositivo que posibilita una sujeción sin juego de la herramienta con la protección contra extracción. En este caso, mediante un elemento que ejerce fuerza, que está dispuesto, a modo de ejemplo, concéntricamente respecto al eje de rotación de la herramienta en el fondo del orificio del soporte de herramienta, la herramienta se presiona en el alojamiento de herramienta hacia el portaherramientas. De este modo, la protección contra extracción no tiene juego en la herramienta. Esto se debe a que incluso un juego reducido entre la protección contra extracción y la herramienta permite a la herramienta una cierta libertad de movimiento, que puede dar lugar ya a deterioros de los cortes de herramienta. En especial, como elemento que ejerce fuerza son posibles resortes de presión en forma de resortes en espiral, resortes cónicos, resortes de disco, así como paquetes de resortes de disco y/o elementos elásticos, o bien elásticos de goma.

En una forma de realización adicional y especialmente preferente para un portaherramientas con una lubricación de cantidad mínima, esta presenta al menos una pieza de transferencia para la lubricación de cantidad mínima, que comprende al menos uno, preferentemente varios canales para la acumulación de presión, o bien la compensación de presión. Para tal portaherramientas con tal pieza de transferencia, en caso dado se puede solicitar una protección separada independientemente de la protección contra extracción. La pieza de transferencia, preferentemente en forma de un tubo, que puede estar compuesto también de varias partes, se forma preferentemente con una brida radial y preferentemente se aloja y se guía de manera móvil en un orificio que se encuentra en el portaherramientas. El tubo, que puede presentar además diferentes perfiles de sección transversal, está montado en el portaherramientas pretensado preferentemente mediante un resorte en espiral, en donde el vástago cilíndrico del tubo penetra preferentemente en el resorte en espiral. Naturalmente, también son posibles otros elementos que ejercen fuerza, como resortes de tensión, resortes cónicos, resortes de disco y/o elementos elásticos, así como sus combinaciones. El resorte en espiral está dispuesto preferentemente entre la brida radial del tubo y, a modo de ejemplo, un fondo de tope en el portaherramientas, mediante lo cual el tubo está pretensado frente al portaherramientas. La pieza de transferencia se monta preferentemente de manera hermética en el orificio. En este caso, el portaherramientas presenta concéntricamente al orificio para la pieza de transferencia, o bien el tubo, a modo de ejemplo, al menos un anillo de sellado ondulado y/u otros elementos de sellado, como anillos de sellado, labios de sellado, etc., que pueden estar dispuestos igualmente en el portaherramientas y/o en la pieza de transferencia, o bien en el tubo. Los canales en forma de orificios de paso, en especial con perfil de sección transversal circular, en donde también son posibles otros perfiles de sección transversal, están dispuestos preferentemente en la brida radial de la pieza de transferencia, de modo que el orificio de paso en la pieza de transferencia está unido al orificio de paso en la brida radial de la pieza de transferencia. A lo largo del área circunferencial cilíndrica de la brida radial de la pieza de transferencia está dispuesto un hueco radial. En este se incrusta, preferentemente por arrastre de forma, una membrana anular preferentemente en forma de sección de área cilíndrica correspondiente al hueco radial. En este caso, tanto el hueco de área circunferencial, en especial en forma de una ranura, como la sección transversal correspondiente a este de la membrana incrustada en la ranura, presentan, a modo de ejemplo, un perfil de cabeza esférica parcial u otro perfil. La membrana anular está hecha preferentemente de un material elástico, en especial de un material elástico de goma, pero también son posibles otros materiales, como material de fibra de carbono, plásticos, teflón y metales flexibles. En este caso, los canales para la compensación de presión, o bien el desarrollo de presión, están unidos en especial a la membrana y al espacio interior de la pieza de transferencia. Por lo tanto, en el caso de un desarrollo de presión en el portaherramientas, la membrana se abomba radialmente y, por consiguiente, está en contacto con el área circunferencial del orificio de alojamiento del portaherramientas. De este modo se bloquea la pieza de transferencia contra un desplazamiento axial.

A continuación se explican ejemplos de realización de la invención por medio de dibujos. En estos muestra en representación puramente esquemática:

la Fig. 1 una representación en sección del portaherramientas según la invención con mandril contráctil con fresa de vástago separada aún no sujeta y provista de ranuras de bloqueo,

la Fig. 2 una representación en sección del portaherramientas según la invención con mandril contráctil y fresa de vástago sujeta según la invención.

La Fig. 3 una representación en sección de un portaherramientas no según la invención con mandril de sujeción de pinza y fresa de vástago sujeta según la invención.

La Fig. 4 una representación en sección de un portaherramientas no según la invención con mandril HG y fresa de vástago sujeta según la invención.

La Fig. 5 una representación en sección de un portaherramientas no según la invención con mandril de sujeción de expansión hidráulica y fresa de vástago sujeta según la invención.

La Fig. 6 una representación en sección de un portaherramientas no según la invención con fresa de vástago sujeta según la invención, en donde la herramienta presenta una rosca exterior y está atornillada en una rosca interior correspondiente de la herramienta.

La Fig. 7 una representación en sección del portaherramientas según la invención con esferas como elementos de bloqueo, que están protegidas mediante pasadores roscados.

La Fig. 8 una representación en sección del portaherramientas según la invención con esferas como elementos de bloqueo, que están protegidas mediante pasadores roscados, en donde las esferas están parcialmente avellanadas en los pasadores roscados.

La Fig. 9 una representación en sección del portaherramientas según la invención con esferas como elementos de bloqueo, protegidas con pasadores cilíndricos en ajuste a presión.

La Fig. 10 una representación en sección del portaherramientas según la invención con elemento de bloqueo de una parte, que es un pasador roscado con característica esférica en uno de sus lados frontales.

La Fig. 11 una representación en sección del portaherramientas según la invención con elemento de bloqueo de una parte, que son pasadores cilíndricos con característica esférica en uno de sus lados frontales.

La Fig. 12 una representación en sección del portaherramientas según la invención con esferas en una jaula esférica separada, en posición adyacente a un manguito.

La Fig. 13 una representación en sección del portaherramientas según la invención con esferas que están dispuestas en una jaula esférica incorporada en el manguito, en donde el manguito se presiona o se encoge.

La Fig. 14 una representación en sección del portaherramientas según la invención de la Fig. 13, en donde el manguito está soldado al portaherramientas.

La Fig. 15 una representación en sección del portaherramientas según la invención de la Fig. 13, en donde el manguito está fijado mecánicamente con pasadores roscados con cúpula cónica.

La Fig. 16 una representación en sección del portaherramientas según la invención con manguito ranurado, que aloja las esferas, y el manguito con ranuras de bloqueo provistas de esferas adicionales y pasadores roscados se sujeta en el portaherramientas.

La Fig. 17 una representación en sección del portaherramientas según la invención con un resorte cónico para una protección contra extracción sin juego.

La Fig. 18 una representación en sección del portaherramientas según la invención con un tornillo de ajuste longitudinal, que está hecho de material elástico de goma.

La Fig. 19 una representación en sección del portaherramientas según la invención con un tornillo de ajuste longitudinal, que presenta integrado un elemento de material elástico de goma.

La Fig. 20 una representación en sección del portaherramientas según la invención con una lubricación de cantidad mínima, esferas como elementos de bloqueo y una membrana de material elástico de goma.

La Fig. 21 una representación en sección y vista lateral de la Fig. 20 del portaherramientas según la invención con disposición tangencial de elementos de bloqueo.

La Fig. 22 una representación ampliada de una zona de la Fig. 20 del portaherramientas según la invención con la membrana y un canal de presión en la pieza de transferencia.

La Fig. 1 muestra esquemáticamente en una representación en sección el portaherramientas 1, así como de manera ejemplar una fresa de vástago 2, que están dispuestos en relación entre sí con respecto a un eje de giro 3. En este caso, el portaherramientas 1 presenta al menos dos, preferentemente tres o cuatro esferas 4. En este caso, la esfera se encuentra en un orificio de rodamiento 5, que está dispuesto perpendicularmente respecto al eje de giro 3 y, por lo tanto, respecto al eje longitudinal, en la sección de manguito 6 del portaherramientas 1. Este orificio de rodamiento 5 es un orificio de paso y se extiende desde el lado exterior de la sección de manguito 6 hasta el área circunferencial interior del orificio de alojamiento 7, que está dispuesta concéntricamente respecto al eje de giro 3 en el portaherramientas 1. El lado delantero de rodamiento 8 del orificio de rodamiento 5 está diseñado en forma de chalota esférica y correspondientemente a la forma esférica de la esfera 4, de modo que la esfera 4 sobresale parcialmente en el espacio interior de la abertura de alojamiento 7. La esfera 4 se sujeta en su posición delantera mediante un pasador roscado 9, es decir, en una posición que sobresale en el interior de la abertura de alojamiento 7, el orificio de alojamiento 5 presenta en este caso una rosca interior correspondiente a la rosca exterior del pasador roscado 9. La longitud del pasador roscado 9 no sobresale en este caso más allá del área exterior de la sección de manguito 6. En este caso, el pasador roscado 9 presenta un casquillo hexagonal interior 10. La fresa de vástago 2 presenta en su vástago cilíndrico 11 ranuras de bloqueo 13, 14 dispuestas helicoidalmente en la proximidad del lado frontal 12. Estas tienen un perfil esférico correspondientemente a la forma esférica de la esfera 4. Para sujetar completamente la fresa de vástago en el portaherramientas, en la inserción de la fresa de vástago, esta se debe girar según el sentido de giro 15, de modo que la fresa de vástago 2 se gire axialmente de forma helicoidal en la abertura de alojamiento 7 hasta que la fresa de vástago 2 haya alcanzado un tope.

La Fig. 2 muestra de manera puramente esquemática en una representación en sección el portaherramientas 1, en el que la fresa de vástago 2 está completamente sujeta. La fresa de vástago 2 se encuentra hasta su tope con su vástago cilíndrico 11 en la abertura de alojamiento 7. En este caso, la esfera 4, sujeta por el pasador roscado 9, encaja en la ranura de bloqueo 13, o bien 14. En esta representación en sección gráfica, el vástago cilíndrico 11 está en asiento de presión con la abertura de alojamiento 7; es decir, la bobina de inducción (no mostrada en el dibujo) está desconectada y el mandril retráctil del portaherramientas 1 se enfría y se ha contraído de nuevo a su tamaño original. Como se puede observar claramente en la Fig. 2, no se puede realizar un movimiento axial de la fresa de vástago 2 a lo largo del eje de giro 3, ya que la esfera 4 se asienta en la ranura de bloqueo esférica 13, o bien 14, en el vástago cilíndrico 11, de modo que se bloquea un movimiento a lo largo del eje de giro 3. Por consiguiente, en este dibujo se evidencia la interacción entre esfera 4 y ranura de bloqueo 13, o bien 14, en forma de un enclavamiento. Para la retirada de la fresa de vástago 2 del portaherramientas 1, tras conexión de la bobina de inducción únicamente se debe hacer girar la fresa de vástago 2 en contra del sentido de giro 15 (véase la Fig. 1) y extraer del portaherramientas 1 en sentido axial a lo largo del eje de giro 3.

En las siguientes figuras se representan posibles formas de realización de la formación de la protección contra extracción en otros mandriles de sujeción comerciales.

La Fig. 3 muestra en una representación en sección esquemática un mandril de sujeción de pinza habitual con tuerca de unión con una protección contra extracción mediante la ranura de bloqueo y esferas.

La Fig. 4 muestra un mandril HG con una protección contra extracción mediante ranura de bloqueo y esferas.

La Fig. 5 muestra en una representación en sección puramente esquemática un mandril de sujeción de expansión hidráulica habitual con una protección contra extracción mediante la ranura de bloqueo y esferas.

La Fig. 6 muestra en una representación en sección puramente esquemática un portaherramientas en forma de un mandril retráctil, en donde la fresa de vástago está atornillada con la herramienta a través de una rosca 16. Debido a esta unión atornillada, que se forma con inclinación hacia la izquierda en el caso de una herramienta ranurada a la izquierda y con inclinación hacia la derecha en el caso de una herramienta ranurada a la derecha, se obtiene una protección contra extracción axial de la herramienta del portaherramientas.

La Fig. 7 muestra en una representación en sección puramente esquemática un mandril retráctil con elementos de bloqueo en forma de esferas 4, que se sujetan en los respectivos orificios de rodamiento 5 con pasadores roscados 9. En este caso, el pasador roscado 9 presenta un lado frontal romo.

La Fig. 8 muestra en una representación en sección puramente esquemática un mandril retráctil con elementos de bloqueo en forma de esferas 4, que se sujetan en los orificios de rodamiento 5 mediante pasadores roscados 9. El pasador roscado 9 presenta un hueco 17 en el lado frontal que aloja las esferas 4. El hueco 17 tiene forma de un orificio ciego o, a modo de ejemplo forma de un casquillo hexagonal interior correspondiente al diámetro de la esfera.

La Fig. 9 muestra en una representación en sección puramente esquemática un mandril retráctil con elementos de bloqueo en forma de esferas 4, que se sujetan en los orificios de rodamiento 5 mediante pasadores roscados 18. Debido al ajuste a presión entre el pasador de ajuste 18 y el orificio de rodamiento 5, los elementos de bloqueo están fijados en su posición en forma de esferas 4.

La Fig. 10 muestra en una representación en sección puramente esquemática un mandril retráctil con elementos de bloqueo 19 de una parte. El elemento de bloqueo 19 es un pasador roscado, que presenta una cabeza semiesférica 20 en uno de sus lados frontales.

La Fig. 11 muestra en una representación en sección puramente esquemática un mandril de sujeción con elemento de bloqueo 19 de una parte en los orificios de rodamiento 5. Los elementos de bloqueo 19 de una parte son pasadores de ajuste, que están unidos al mandril retráctil en ajuste de presión. Los elementos de bloqueo 19 de una parte presentan una cabeza semiesférica 20 en sus lados frontales.

La Fig. 12 muestra en una representación en sección puramente esquemática un mandril de sujeción con elementos de bloqueo en forma de esferas 4. Las esferas 4 están montadas en una jaula esférica 21. En este caso, la jaula esférica 21 está dispuesta en el fondo de la abertura de la abertura de alojamiento 7. En posición adyacente se encuentra un manguito 22. En la jaula 21 se admiten las esferas 4 que se presionan hacia fuera radialmente por la jaula. En este caso, las esferas 4 se presionan en un hombro que se encuentra entre la abertura de alojamiento 7 y un giro libre en el extremo de la abertura de alojamiento 7. En este hombro se pueden apoyar axialmente las esferas 4. En el caso de una herramienta contraída, las esferas 4 también se apoyan hacia dentro y de este modo pueden proteger tanto la herramienta 2 como el manguito 22 contra una extracción axial.

La Fig. 13 muestra en una representación en sección puramente esquemática un mandril retráctil con las esferas 4, que se encuentran en un manguito 22 en la sección izquierda del manguito en la abertura de alojamiento 7. La sección izquierda del manguito 22 actúa a este respecto como jaula esférica para las esferas 4. Respecto al área circunferencial cilíndrica interior del manguito 22, los orificios de rodamiento 5 para las esferas 4 en el manguito 22 presentan un diámetro menor que el diámetro de las esferas, o bien el diámetro de orificio de rodamiento. Por consiguiente, las esferas 4 pueden sobresalir en el espacio interior, pero no caerse. El manguito 22 está contraído o bien presionado en el mandril.

La Fig. 14 muestra en una representación en sección puramente esquemática un mandril retráctil con esferas 4 en un manguito 22. El manguito 22 está unido a la sección de manguito 6 con una costura de soldadura 23. La soldadura del manguito 22 con el mandril retráctil puede formar en este caso por puntos, por secciones o en forma de anillo como costura cerrada, a modo de ejemplo en Y.

La Fig. 15 muestra en una representación en sección puramente esquemática un mandril retráctil con esferas 4 en un manguito 22. En esta forma de realización, el manguito 22 está fijado al portaherramientas a través de un pasador roscado 24. En este caso, los pasadores roscados 24 presentan, a modo de ejemplo, una cúpula cónica. Naturalmente, también son posibles otras formaciones, como por ejemplo una cabeza esférica, etc. Para la formación del lado frontal de los pasadores roscados 24, el manguito 22 presenta correspondientes depresiones 25, que están formadas correspondientemente a la formación de cúpula del lado frontal de los pasadores roscados 24. En la presente forma de realización, estas depresiones 25 tienen forma cónica. Para la fijación del manguito 22 al portaherramientas es necesario al menos un pasador roscado 24 con una formación del lado frontal, a modo de ejemplo en forma de un cono. Preferentemente están dispuestos tres, de modo especialmente preferente cuatro pasadores roscados para la fijación del manguito 22 en el portaherramientas.

La Fig. 16 muestra en una representación en sección puramente esquemática un mandril retráctil con elementos de bloqueo en forma de esferas 4 dispuestos en el manguito 22. En este caso, el manguito 22 está formado con pared más gruesa que en las figuras precedentes. Por lo tanto, el manguito 22 está ranurado (no representado en el dibujo). En esta forma de realización, el manguito 22 está unido asimismo al portaherramientas mediante esferas. En este caso, en la zona izquierda del manguito 22 se encuentran ranuras 27 correspondientes a las esferas, que presentan igualmente un perfil esférico. Al igual que la herramienta se fija axialmente en el mandril retráctil mediante la interacción de elementos de bloqueo y ranuras de bloqueo, en este caso, el manguito 22 se fija axialmente en el área circunferencial exterior del manguito 22 a través de esferas 26 como elementos de bloqueo con ranuras de bloqueo 27. En este caso, las esferas 26 se encuentran en orificios de rodamiento 28, que a su vez unen entre sí pasadores roscados 29 con una rosca. También en este caso, el orificio de rodamiento 28 presenta en la zona interior hacia la abertura de alojamiento 7 un diámetro menor que el diámetro de rodamiento que corresponde al diámetro de esfera de las esferas 26. Por consiguiente, las esferas 26 no pueden caerse, sino que sobresalen en el espacio interior.

La Fig. 17 muestra en una representación en sección puramente esquemática un mandril de sujeción con una protección contra extracción según la Fig. 2. El portaherramientas presenta adicionalmente un resorte cónico 30 que se encuentra entre los lados frontales 12 del vástago cilíndrico 11 de la fresa de vástago 2 y el fondo 31 de la abertura de alojamiento 7. El resorte de presión en forma de un resorte cónico 30 presiona en este caso el área frontal 12 de la fresa de vástago 2 hacia el eje de giro 3 fuera del portaherramientas 1. Por consiguiente, se elimina un posible juego, o bien tolerancias de fabricación de la ranura de bloqueo en el área circunferencial del vástago cilíndrico 11 y la respectiva posición de las esferas 4 en el portaherramientas 1 en la medida de que la fresa de vástago 2 está bloqueada adicionalmente en sentido axial mediante la fuerza del resorte cónico 3. Por consiguiente, también se puede eliminar un juego reducido entre la protección contra extracción axial y la herramienta. Por consiguiente, no se corre el peligro de dañar adicionalmente los cortes de la herramienta durante el funcionamiento debido a pequeñas tolerancias de fabricación.

La Fig. 18 muestra en una representación en sección puramente esquemática un mandril de sujeción con los elementos de bloqueo en forma de esferas 4. En este caso, la protección contra extracción sin juego de la herramienta tras la contracción se efectúa mediante uso de un tornillo de ajuste de longitud 32, que está hecho preferentemente de un material elástico de goma. Correspondientemente al tornillo de ajuste de longitud 32, en el portaherramientas está formada una rosca interior 33. En la Fig. 18 se muestra adicionalmente otra posibilidad de realización para el curso de la ranura de bloqueo. En esta forma de realización, la ranura de bloqueo 34 tiene forma de una "L", pero comenzando en el lado frontal 12 del vástago cilíndrico 11. De este modo se crea casi un cierre de bloqueo en forma de bayoneta para un bloqueo axial como protección contra extracción de la herramienta del portaherramientas.

La Fig. 19 muestra en una representación en sección puramente esquemática un mandril retráctil de la Fig. 18, en donde está dispuesto un elemento 35 elástico integrado concéntricamente al tornillo de ajuste de longitud 32. En este caso, el elemento elástico 35 está hecho preferentemente de un material elástico de goma. La protección contra extracción sin juego se efectúa a través de la presión de contacto que se ejerce sobre la fresa de vástago 2 a través del tornillo de ajuste de longitud 32 sobre el elemento elástico 35 a través del lado frontal 12.

La Fig. 20 muestra en una representación en sección puramente esquemática un mandril retráctil con una lubricación de cantidad mínima (MMS) El bloqueo contra extracción axial se efectúa a través de elementos de bloqueo 36 que tienen a su vez forma de esferas. Concéntricamente respecto al eje de rotación, en el interior del mandril retráctil se encuentra un tubo deslizante 37, que es la pieza de transferencia para la lubricación de cantidad mínima. El tubo 37 se presiona contra el vástago de la herramienta (no representado en el dibujo) debido a la fuerza de resorte de un resorte espiral 38. En la Fig. 20 se muestran dos posibles posiciones finales del tubo 37. El área de contacto del tubo situada a la derecha con la herramienta es esférica en forma de una brida tubular 39 radial. El resorte espiral 38 se penetra concéntricamente por el tubo 37. El resorte espiral 38 se encuentra entre el fondo 31 y el área circunferencial en forma de sección cónica del tubo 37 en la brida de cuello radial. La Fig. 21 muestra a lo largo de la línea de corte A-A de la Fig. 20 la disposición tangencial de los elementos de bloqueo 36 en el portaherramientas en una representación en sección puramente esquemática. La Fig. 22. Muestra una ampliación en sección de corte de la Fig. 20, que está marcada con una línea discontinua. En la brida de cuello radial 39 del tubo 37 están dispuestos orificios de paso 40, que se extienden del diámetro interior del tubo 37 hasta el área circunferencial exterior 41 de la brida tubular radial 39. A lo largo del área circunferencial cilíndrica 41 de la brida tubular 39 del tubo 37 está dispuesto un hueco 42 en forma de área cilíndrica, cuya anchura es preferentemente menor que la anchura del área circunferencial cilíndrica 41 de la brida tubular 39. Correspondientemente al hueco 42 está dispuesta una membrana 43 anular en forma de sección de área cilíndrica, que se forma al ras con el área circunferencial cilíndrica 41 de la brida tubular 39. En este caso, la membrana 43 está hecha preferentemente de un material elástico de goma. Esta membrana 43 a lo largo del área circunferencial 41 hermetiza el tubo 37 contra la pared de la abertura de alojamiento 7 del mandril retráctil. Los orificios 40, que conducen radialmente al lado interior de la membrana 43, transmiten la presión del aire a la membrana 43, que se presiona, por consiguiente, contra la pared del orificio 7. Debido al desarrollo de presión, la membrana se abomba radialmente y, por consiguiente, está en contacto con el área circunferencial de la abertura de alojamiento 7 del portaherramientas. Por consiguiente, el tubo 37 se asegura contra un desplazamiento axial como pieza de transferencia para la lubricación de cantidad mínima. Mediante el tubo 37 deslizante, la niebla de lubricación se puede dirigir a la herramienta sin pérdida.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Sistema de portaherramientas (1) y herramienta (2), en donde el portaherramientas presenta un mandril de sujeción con un soporte de herramienta cilíndrico (7) y en este está alojado el vástago cilíndrico (11) de la herramienta (2), en especial de la herramienta rotatoria, en donde el sistema presenta una protección contra extracción que bloquea una migración axial de la herramienta debida a vibración, que comprende al menos un elemento de bloqueo (4, 19) y al menos una ranura de bloqueo (12, 13) correspondiente y que aloja el elemento de bloqueo, en donde la ranura de bloqueo está dispuesta en el área circunferencial del vástago de la herramienta comenzando en el lado frontal y el elemento de bloqueo está dispuesto en el mandril de sujeción, la herramienta se sujeta durante el funcionamiento de manera resistente al momento de giro mediante el mandril de sujeción con asiento de presión y axialmente respecto al eje de giro (3) mediante la protección contra extracción, la ranura de bloqueo (12, 13) presenta un curso de ranura de bloqueo que tiene forma helicoidal, curvilínea, o está formado por trayectorias de área cilíndrica rectilíneas y curvilíneas compuestas, en donde este se extiende al menos a través de una sección parcial del vástago (11), en donde ranura de bloqueo y elemento de bloqueo interaccionan por arrastre de forma, caracterizado por que la herramienta presenta al menos dos, de modo especialmente preferente cuatro ranuras de bloqueo y en donde el mandril de sujeción es un mandril retráctil.

2. Sistema según la reivindicación 1,

caracterizado por que

las ranuras de bloqueo (12, 13) están dispuestas en el área circunferencial del vástago (11) de la herramienta (2) y se extienden comenzando en el lado frontal.

3. Sistema según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado por que

el curso de ranuras de bloqueo helicoidal está formado con inclinación hacia la izquierda en el caso de una herramienta ranurada a la izquierda y con inclinación hacia la derecha en el caso de una herramienta ranurada a la derecha.

4. Sistema según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado por que

la disposición de los elementos de bloqueo en el portaherramientas y correspondientemente a esta la disposición de las ranuras de bloqueo en la herramienta tienen el mismo ángulo entre sí.

5. Sistema según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado por que

los elementos de bloqueo en el portaherramientas son esferas, pasadores, pernos y/o pasadores roscados, que presentan al menos una formación convexa del lado frontal al menos a modo de cabeza esférica parcial.

6. Sistema según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado por que

los elementos de bloqueo se montan en orificios de rodamiento en el portaherramientas.

7. Sistema según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado por que

la herramienta con la protección contra extracción, en especial en el caso de mandriles retráctiles, se sujeta axialmente sin juego mediante elementos que ejercen fuerza, en especial con al menos un resorte de presión, resorte cónico, resorte helicoidal, resorte de resortes de disco, así como paquetes de resortes de disco y/o elementos elásticos de goma.

8. Sistema según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la herramienta con la protección contra extracción, en especial en el caso de mandriles con lubricación de cantidad mínima, se sujeta axialmente sin juego, en donde la pieza de transferencia para la lubricación mínima presenta al menos un orificio de paso en el área de brida radial cónica, la brida radial de la pieza de transferencia presenta un hueco radial a lo largo de su área circunferencial cilíndrica, donde descansa correspondientemente a esta una membrana anular en forma de sección de área cilíndrica, preferentemente por arrastre de forma y al ras, preferentemente hecha de material elástico de goma, en donde los orificios de paso se extienden radialmente del espacio interior de la pieza de transferencia en la membrana.

9. Sistema según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que el curso de ranura de bloqueo, en especial la sección de trayectoria axial rectilínea se forma ampliada respecto a la anchura de ranura comenzando en el lado frontal.

10. Sistema según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que el al menos un elemento de bloqueo se monta en un orificio de rodamiento en el portaherramientas, en donde el orificio de rodamiento se extiende preferentemente de manera continua desde el área circunferencial exterior del portaherramientas hasta el espacio interior del portaherramientas que aloja la herramienta, y este está formado perpendicularmente al eje de rotación del portaherramientas y/o en posición adyacente tangencialmente en el área circunferencial interior del espacio interior que aloja la herramienta.

11. Sistema según la reivindicación 10, caracterizado por que el al menos un elemento de bloqueo se sujeta en el orificio de rodamiento preferentemente mediante un pasador roscado y/o mediante ajuste de presión y/o el elemento de bloqueo está formado con rosca exterior, que está formada correspondientemente a la rosca interior formada en el orificio de rodamiento.