专利名称：用于感应式收缩仪的阻尼转接器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于感应式收缩仪的阻尼转接器和一组这种阻尼转接器。
背景技术：
由WO 01/89758A1已知旋转工具(刀具)，例如钻头或铣刀之类，它们借助收缩仪缩紧在工具夹的中心安装孔内。安装孔设在工具夹的套筒状安装段内，并有一个比装入安装孔内的工具夹直径略小的额定直径。借助一个在工作时同心地围绕安装段的感应线圈装置，安装段可以热扩张，从而可将工具柄装入安装孔内或从安装孔重新取出。在冷却后，安装段按压配合旋转固定地缩紧工具柄。
收缩仪向感应线圈装置馈送高频交流电或脉冲直流电，其中，有一控制装置规定电流强度或/和频率或/和接通持续时间，以便一方面保证充分加热安装段，但另一方面防止不希望的过热。
通常，在收缩仪中，这些能量输入数据必须根据要加热的工具夹的类型进行调整。若应夹紧或松开直径比较大的工具柄，则在收缩仪中要调整的参数并不那么关键，所以采用相同的调整也可以热扩张一个预定尺寸范围的工具夹。而工具夹具有比较薄的安装段壁是关键性的，这种工具夹尤其是用于夹紧直径只有几毫米例如3至6毫米的工具柄。在这种有薄壁安装段的工具夹中，必须严格遵守收缩仪的能量调整参数。此外，在这些工具夹中它们的尺寸只有小量的差别，所以必须密切注意在工具夹上所做的类型标记。特别是当需要接连收缩不同尺寸的多个工具夹时，这使收缩操作难以进行。
发明内容
本发明的目的是指出一条途径，如何能降低敏感的工具夹过热的危险，尤其有薄壁安装段的工具夹过热的危险。
为了达到此目的，建议一种形式上为由非铁磁性金属制成的套筒的阻尼转接器，用于在操作中径向上在工具夹的一个安装段与一个收缩仪的感应线圈装置之间松弛地插入，所述安装段设有用于压配合安装工具柄的中心安装孔，所述感应线圈装置同心地围绕所述安装段用于其热扩张，所述收缩仪馈给所述感应线圈装置交流电。
通常，收缩仪的功率大小确定为使它有能力足够迅速地感应加热用于直径达几十毫米，例如达50毫米的工具柄的工具夹，以便不仅可以夹紧工具柄，而且还可以重新从工具夹松开。业已证实，用一种由非铁磁性金属制成的并因而不导磁的套筒，可以将通常用铁磁性材料例如钢制成的工具夹安装段内的磁通量阻尼到这样的程度，即，甚至在收缩仪的能量参数并不准确适配时，也能避免所不希望的安装段过热。因为套筒用金属制造，所以在套筒内感应涡流，它们削弱安装段内的磁通量。优选地，套筒在这里以其内圆周面至少安置到其轴向长度的部分区域上，与安装段的外圆周面面贴合接触，所以它在某种程度上从安装段散出热量。业已证明，套筒的涡流热比工具夹导磁通量的铁磁性安装段主要部分的涡流热要少。恰当地，套筒的内圆周面至少在所述面贴合接触的区域内，有与通常同样圆锥形的安装段的形状相对应的圆锥体形状。
为了使套筒能在工具夹的安装段上可重现地置于相同的位置，套筒在其与工具柄的插入侧相邻的轴向端部优选地有一个沿径向向内伸出的止挡，套筒可借助它轴向定位在安装段的端面上。特别是，感应线圈装置可以通过类似的轴向止挡轴向定位在其本身也按这种方式轴向定位的套筒上，以达到可重现的感应条件。
套筒恰当地用铜或铝或这些金属之一的合金制造，以获得足够的导热特性。
套筒的阻尼特性可以通过各种各样的方式来改变。首先可以改变套筒的壁厚。但优选地套筒有至少一个沿径向贯穿套筒基本上轴向地沿套筒轴向长度的至少一部分延伸的缝。缝断开了套筒用于磁通量的壁，所以通过缝的轴向长度及其沿周向的宽度可以控制磁通量的阻尼。除此之外，缝的长度和宽度限制了套筒与工具夹安装段在这里处于贴合接触状态的接触面，并因而限制了套筒在安装段上的冷却影响。
为了能更好地改变套筒与安装段之间传热的接触面，套筒优选在其内圆周面上在至少一个轴向分段内设一个环形槽。因为在套筒上开缝，所以它有径向的弹性并因而能更好地与安装段的圆周相配，这就改善了导热特性。
为了使套筒的阻尼特性在安装段的圆周上均匀地分布，套筒优选包含多个沿周向按相同的角间距分布地排列的缝。优选地，这些缝沿周向成对地直径对置，尤其是布置成，使得缝交替地从套筒的轴向对置的端部出发在套筒轴向长度的一部分上贯穿套筒。这些缝造成套筒蛇曲形的圆周结构，这种结构能特别好地与安装段的外圆周相配。
为了在工具夹安装段热扩张后能够尽可能迅速地重新冷却，已知将一个冷却套环装在安装段上。冷却套环可涉及一种带散热片的简单的气冷式冷却体。但这种冷却套环也可以如由WO 01/89758A1详细已知的那样连接在一个液冷循环中。按一种优选的设计，套筒的外圆周面有圆锥体形状并因而允许套装冷却套环。
本发明的第二个方面涉及由多个上述阻尼转接器组成的转接器组，它配属于一组不同的工具夹。为了套装在有彼此不同的安装段外轮廓或/和彼此不同的安装孔内径的工具夹安装段上，将这种转接器组的套筒的尺寸设计为，使得配有相应套筒的工具夹安装段可以通过收缩仪的总是相同的交流电馈给调整来进行热扩张。所有为转接器组配设的工具夹可以通过收缩仪同样的能量参数调整来进行热扩张，因为套筒的阻尼和冷却特性确定为，使安装段内的磁通量含有预定用于各个工具夹的极限。为此套筒的壁厚或/和缝的数量或/和缝的轴向长度或/和缝沿套筒周向的宽度或/和设在套筒内圆周面内的环形槽的尺寸选择为，使得配有相应套筒的工具夹安装段能足够地但不过热地热扩张。在这里，上述尺寸参数可以通过少量试验用实验确定。
在这里，转接器组的全部套筒宜有轮廓形状相同和直径相同的外圆周面，从而，为了冷却热扩张的工具夹也可以使用同一个冷却套环。
下面借助附图详细说明本发明。其中图1收缩型工具夹和在收缩仪内套装上的阻尼转接器；图2工具夹和套装上的阻尼转接器和套装上的冷却套环；图3沿图4中线III-III剖切阻尼转接器的轴向剖视图；以及图4沿图3中的箭头IV方向看阻尼转接器的俯视图。
具体实施例方式
图1表示一个工具夹1和为它配设的后面还要详细说明的阻尼转接器3，此阻尼转接器正处于一个其总体用5表示的收缩仪的收缩操作状态。例如在WO 01/89758A1中详细说明了这种收缩仪。
工具夹1有一个标准化的接合段7，它可以通过该接合段与机床旋转的主轴旋转固定地接合并轴向定位，以及，工具夹1有一个带圆锥形外圆周面13和中心安装孔15的同心于其旋转轴线9的套筒状安装段11，在一个规定用于安装图中没有进一步表示的旋转工具(刀具)，例如钻头或铣刀的杆柄的夹紧区17内，安装孔15的直径略小于工具柄的直径。
工具夹1的安装段11用铁磁性材料例如耐热钢制成，所以当感应线圈装置19由交流发电机21馈给强度可选择的高频交流电时，它聚集一个为了收缩操作同轴地围绕安装段11的感应线圈装置19的磁通量。此磁通量在安装段11内感应涡流，涡流加热安装段11并因而热扩张，使安装孔15的内径大于工具柄的直径。工具柄可以插入扩张后的安装孔15内或从中取出。在安装段11冷却后，插入安装孔15内的工具柄通过压配合固定安装。
由发电机21提供的交流电强度、交流电馈给感应线圈装置19的时间间隔以及必要时交流电的频率，决定了供给安装段11的感应能量乃至安装段11的扩张速度，以及决定了安装段11的温度乃至安装孔15达到的扩张后的直径。尤其对于如图1中表示的薄壁安装段11，必须严格遵守上述参数，以便一方面使安装孔15达到足够的扩张，以及另一方面避免可能导致工具夹1损坏的安装段11过热。因此，在传统的收缩仪中，这些参数必须逐个与工具夹1各自的型式相匹配，确切地说，这也涉及其安装段或安装孔的尺寸仅有小量差别的工具夹。尤其是，若应接连收缩一组类似工具夹中不同的工具夹时，需要更加仔细地调整收缩仪。为了在这种情况下简化收缩仪的操作，按本发明，为该组的每个工具夹1配设单独的阻尼转接器3，它们的阻尼特性按下面还要详细说明的方式确定，使得该组的所有工具夹1在使用各自配属的阻尼转接器3时，可以通过收缩仪5同样的能量调整来进行感应加热。阻尼转接器3调节作用于安装段11的磁通量，使得一方面足够地扩张安装孔15，以及另一方面避免安装段11过热。
阻尼转接器3通常有套筒23的形式，并用一种非铁磁性的，亦即不导磁的金属制造，例如铜或优选铝或这些金属之一的合金。由图3和4可以清楚看出，套筒23的内圆周面25有圆锥体的形状，它与安装段11的圆锥面13相匹配，用于面贴合接触。在与安装段11的工具插入端相邻处，套筒23在其相应的轴向端部有沿径向向内伸出的止挡27，它使套筒23轴向定位在安装段11的轴向端面上，并保证套筒23相对于安装段11有一确定的位置。与止挡27相邻的端面29，如图1示意表示的那样，允许感应线圈装置19通过在线圈一侧的止挡31相对于安装段11轴向定位。
在套筒23的圆周壁内，沿周向均匀分布地包含多个在这里为8个缝33，它们沿径向贯穿套筒23，但沿轴向只在套筒23轴向长度的一个部分区段上延伸。在图示的实施例中，缝33总是成对地在直径上对置，其中，沿周向相邻的缝33分别从套筒23的不同的轴向端面出发，但它们都不到达相应的另一个端面。因此，套筒23在总体上有一种蛇曲状的径向弹性的壁结构，这种结构使套筒允许弹性地与安装段11的外圆周面13面式匹配。
阻尼转接器3的阻尼特性通过套筒23的壁厚，通过缝33沿周向的数量、轴向长度和宽度，以及必要时通过如在图3中在套筒23轴向端部区域内用符号35所表示的在内圆周面25内的环形槽确定。通过适当选择这些尺寸参数，为该组的各工具夹1配设的阻尼转接器3的尺寸可以确定为，使得该组全部工具夹1的收缩过程可以用能量的同样调整来实施收缩仪5规定的参数。
该组的全部阻尼转接器3有一种圆锥形外圆周面37，在组内有相同的尺寸和相同的锥角，所以，为了冷却热扩张的工具夹1，可以统一地为该组的所有工具夹1在从收缩过程开始坐落在安装段11上的阻尼转接器上套装同样的冷却套环39(图2)。在图示的实施例中，冷却套环39设计为可与液体循环相连的套环，如在WO 01/89758A1中详细说明的那样。同样也可以使用气冷式冷却体。
权利要求
1.一种阻尼转接器，其形式上为由非铁磁性金属制成的套筒(23)，用于在操作中径向上在工具夹(1)的一个安装段(11)与一个收缩仪(5)的感应线圈装置(19)之间松弛地插入，所述安装段设有用于压配合安装工具柄的中心安装孔(15)，所述感应线圈装置(19)同心地围绕所述安装段(11)用于其热扩张，所述收缩仪(5)馈给所述感应线圈装置(19)交流电。
2.按照权利要求1所述的阻尼转接器，其特征为，套筒(23)可以其内圆周面(25)至少安置到其轴向长度的部分区域上，与安装段(11)的外圆周面(13)面贴合接触。
3.按照权利要求2所述的阻尼转接器，其特征为，套筒(23)的内圆周面(25)至少在所述面贴合接触的区域内有圆锥体形状。
4.按照权利要求1至3之一所述的阻尼转接器，其特征为，套筒(23)至少包含一个沿径向贯穿套筒(23)的、基本上轴向地沿套筒(23)轴向长度的至少一部分延伸的缝(33)。
5.按照权利要求4所述的阻尼转接器，其特征为，套筒(23)包含多个缝(33)，它们沿周向排列，在直径上成对地对置。
6.按照权利要求4或5所述的阻尼转接器，其特征为，套筒(23)包含多个缝(33)，它们沿周向交替地从套筒(23)的轴向对置的端部出发在其轴向长度的一部分上贯穿套筒(23)。
7.按照权利要求1至6之一所述的阻尼转接器，其特征为，套筒(23)在其内圆周面(25)上在至少一个轴向分段内设有一个环形槽(35)。
8.按照权利要求1至7之一所述的阻尼转接器，其特征为，套筒(23)在其与工具柄的插入侧相邻的轴向端部有一个沿径向向内伸出的止挡(27)，套筒(23)可借助该止挡轴向定位在安装段(11)的端面上。
9.按照权利要求1至8之一所述的阻尼转接器，其特征为，套筒(23)用铜或铝或这些金属之一的合金制造。
10.按照权利要求1至9之一所述的阻尼转接器，其特征为，套筒(23)的外圆周面(37)有圆锥体的形状，用于装上一冷却套环(39)。
11.具有多个按照权利要求1至10之一所述的设计为套筒(23)的阻尼转接器(3)的转接器组，其特征为套筒(23)尺寸设计为用于安装在有彼此不同的安装段(11)外轮廓和/或有彼此不同安装孔(15)内径的工具夹(1)安装段(11)上；以及，套筒(23)的壁厚或/和缝(33)的数量或/和缝(33)的轴向长度或/和缝(33)沿套筒(23)周向的宽度或/和设在套筒(23)内圆周面(25)中的环形槽(35)的尺寸选择为，使得转接器组的配有相应套筒(23)的工具夹(1)的安装段(11)可以通过收缩仪(5)的总是相同的交流电馈给调整来进行热扩张。
12.按照权利要求11所述的转接器组，其特征为，套筒(23)有轮廓形状相同和直径相同的外圆周面(37)。
全文摘要
本发明涉及一种阻尼转接器，其形式上为由非铁磁性金属制套筒(23)，用于在操作中径向上在工具夹(1)的一个安装段(11)与一个收缩仪(5)的感应线圈装置(19)之间松弛地插入，所述安装段设有用于压配合安装工具柄的中心安装孔(15)，所述感应线圈装置(19)同心地围绕所述安装段(11)用于其热扩张，所述收缩仪(5)馈给所述感应线圈装置(19)交流电。套筒(23)可设有贯穿其壁的缝，缝的数量、轴向长度和圆周宽度影响套筒(23)的阻尼特性。对于不同工具夹(1)的转接器组采用不同尺寸的套筒(23)，它们的阻尼特性选择为，使得转接器组的所有工具夹(1)可以用相同调整的收缩仪(5)收缩。
文档编号H05B6/14GK1964816SQ200580018113
公开日2007年5月16日 申请日期2005年4月21日 优先权日2004年4月23日
发明者F·海默 申请人:弗朗茨·海默机械制造两合公司