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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft eine Werkzeugeinspannvorrichtung nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Aus
der
DE 200 08 675
U1 ist eine Werkzeugeinspannvorrichtung zum thermischen
Ein- und/oder Ausspannen von Werkzeugen in ein bzw. aus einem Schrumpffutter
mit einer Induktionsspulen umfassenden Heizeinheit bzw. einer Induktionsheizeinheit
zum thermischen Aufweiten des Schrumpffutters bekannt. Ferner umfasst
die Werkzeugeinspannvorrichtung eine Abschirmeinheit, die einen festen
Aufnahmebereich aufweist.
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Vorteile der Erfindung
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Die
Erfindung geht aus von einer Werkzeugeinspannvorrichtung zum thermischen
Ein- und/oder Ausspannen von Werkzeugen in ein bzw. aus einem Schrumpffutter,
mit einer Induktionsheizeinheit zum thermischen Aufweiten des Schrumpffutters
und mit einer Abschirmeinheit.
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Es
wird vorgeschlagen, dass die Abschirmeinheit einen einstellbaren
Aufnahmebereich und wenigstens einen Aktuator zur Einstellung des
Aufnahmebereichs umfasst. Dabei soll unter einer „Abschirmeinheit" insbesondere eine
Einheit verstanden werden, die ein im Schrumpffutter zu positionierendes
Werkzeug vor magnetischen Feldlinien abschirmt und damit eine unerwünschte Aufheizung des
Werkzeugs vermeidet. Dabei weist die Abschirmeinheit vorzugsweise
magnetisch leitende und elektrisch nicht leitende Abschirmmittel
auf.
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Durch
eine entsprechende erfindungsgemäße Ausgestaltung
können
die Flexibilität,
der Komfort und insbesondere auch die Sicherheit bei der Anwendung
einer entsprechenden Werkzeugeinspannvorrichtung gegenüber dem
Stand der Technik erhöht werden.
Ein direkter Kontakt eines Bedieners mit der Werkzeugeinspannvorrichtung,
insbesondere zur Einstellung eines Aufnahmebereichs der Abschirmeinheit,
kann zumindest weitgehend vermieden werden.
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Der
Aktuator kann von einem Bediener direkt angesteuert werden, und/oder
die Werkzeugeinspannvorrichtung umfasst vorteilhaft eine Regel- und/oder
Steuereinheit, die den Aktuator in zumindest einem Betriebsmodus
zumindest teilautomatisiert, abhängig
von wenigstens einem Parameter, betätigt, beispielsweise nach Erkennung
einer bestimmten Position der Abschirmeinheit über dem Schrumpffutter, und/oder
sogar vorteilhaft zumindest teilautomatisiert, abhängig von
wenigstens einem Parameter, den Aufnahmebereich auf eine bestimmte
Größe, wie
beispielsweise auf einen bestimmten Aufnahmedurchmesser, einstellt,
beispielsweise abhängig
von einem Durchmesser eines vorliegenden Werkzeugs usw. Mit einer
entsprechenden Regel- und/oder
Steuereinheit können
der Komfort und die Sicherheit weiter gesteigert werden. Dabei soll
unter einer Regel- und/oder
Steuereinheit insbesondere eine Einheit verstanden werden, die eine
Recheneinheit und vorzugsweise eine Speichereinheit mit einem entsprechenden
Betriebsprogramm umfasst.
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Ist
die Abschirmeinheit bzw. ein Abschirmmittel dazu vorgesehen, in
zumindest einem Betriebsmodus mittels des Aktuators bis zur Anlage
an das Schrumpffutter und/oder an das im Schrumpffutter ein- bzw.
auszuschrumpfende Werkzeug bewegt zu werden, kann eine besonders
vorteilhafte Abschirmung erreicht werden und es kann ein Abstandsensor
zur Erfassung eines Abstands zwischen dem Abschirmmittel und dem
Schrumpffutter vermieden werden. Dabei kann das Abschirmmittel der
Abschirmeinheit ein besonderes Koppelmittel umfassen, das speziell
zur direkten Anlage an das Spannfutter und/oder an das Werkzeug
vorgesehen ist und sich zumindest in einer Eigenschaft von anderen
Abschirmmittelbereichen unterscheidet. Beispielsweise kann das Koppelmittel
aus einem anderen Material gebildet sein wie ein sich an das Koppelmittel
anschließendes
Abschirmmittel.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass
die Abschirmeinheit wenigstens zwei übereinander verschiebbar gelagerte
Lamellen aufweist und besonders vorteilhaft eine irisblendenartige
Lamelleneinheit umfasst, wodurch ein einstellbarer Aufnahmebereich
konstruktiv einfach erreicht und insbesondere der Aufnahmebereich besonders
vorteilhaft zumindest im Wesentlichen rund ausgeführt werden
kann. Unter „irisblendenartig" soll dabei insbesondere
verstanden werden, dass ein im Wesentlichen von Lamellen begrenzter
runder Aufnahmebereich realisiert ist, dessen Durchmesser durch
Bewegung der Lamellen eingestellt werden kann.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass die Werkzeugeinspannvorrichtung eine Bedieneinheit
umfasst, die zur Einstellung des Aufnahmebereichs der Abschirmeinheit
vorgesehen ist, wodurch von einem Bediener der Aufnahmebereich gezielt
abhängig
von vorliegenden Randbedingungen eingestellt werden kann.
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Die
Bedieneinheit kann dabei verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll
erscheinende Bedienmittel aufweisen. Mittels eines Drehschalters,
bei dem verschiedenen Drehstellungen verschiedene Aufnahmebereichseinstellungen
der Abschirmeinheit zugeordnet sind, kann eine besonders einfache, selbsterklärende Bedienung
erreicht werden.
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Der
Aktuator kann von verschiedenen Antriebseinheiten gebildet sein,
wie von elektromagnetischen, hydraulischen und/oder vorteilhaft
von pneumatischen und/oder elektrischen Antriebseinheiten usw.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass die Induktionsheizeinheit einen in ihrer
Größe einstellbaren
Aufnahmebereich aufweist, so dass der Aufnahmebereich insbesondere
auf unterschiedliche Schrumpffutter einstellbar ist, wodurch die
Flexibilität
weiter gesteigert werden kann.
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Vorzugsweise
weist die Induktionsheizeinheit ebenfalls zumindest einen Aktuator
auf, der dazu vorgesehen ist, den Aufnahmebereich der Induktionsheizeinheit
einzustellen, wodurch ein vorteilhaft hoher Komfort und eine hohe
Sicherheit erreicht werden können,
und zwar insbesondere, wenn die Werkzeugeinspannvorrichtung wenigstens
eine Regel- und/oder Steuereinheit umfasst, die den Aktuator der Induktionsheizeinheit
in zumindest einem Betriebsmodus zumindest teilautomatisiert, abhängig von
wenigstens einem Parameter, betätigt,
wie beispielsweise abhängig
von Kenngrößen eines
vorliegenden Schrumpffutters usw.
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Zeichnung
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die
Ansprüche enthalten
zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale
zweckmäßigerweise auch
einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Werkzeugeinspannvorrichtung,
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2 eine
schematische Ansicht einer Abschirmeinheit der Werkzeugeinspannvorrichtung
aus 1 von oben und
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3 eine
schematische Ansicht einer Induktionsheizeinheit der Werkzeugeinspannvorrichtung
aus 1 von oben.
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1 zeigt
eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Werkzeugeinspannvorrichtung
eines Einstell- und Messgeräts
zum thermischen Ein- und Ausspannen von Werkzeugen 20 in ein
bzw. aus einem Schrumpffutter 10. Die Werkzeugeinspannvorrichtung
umfasst eine Induktionsheizeinheit 12 mit Induktionsspulen 36 und
eine Abschirmeinheit 14, die bei einem Aufheizvorgang des Schrumpffutters 10 betrachtet,
auf der dem Werkzeug 20 zugewandten Seite der Induktionsheizeinheit 12 angeordnet
ist.
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Die
Abschirmeinheit 14 weist erfindungsgemäß einen einstellbaren kreisförmigen Aufnahmebereich 16 zur
Aufnahme des Werkzeugs 20 und einen von einem Pneumatikantrieb
gebildeten Aktuator 18 zur Einstellung des Aufnahmebereichs 16 auf.
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Ferner
umfasst die Werkzeugeinspannvorrichtung eine Regel- und Steuereinheit 22,
die den Aktuator 18 in einem Automatikmodus automatisiert betätigt, sobald
eine Endstellung der Werkzeugeinspannvorrichtung über dem
Schrumpffutter 10 erkannt ist. In einem ersten einstellbaren
Automatikmodus werden mittels einer Sensoreinheit 38 Kenngrößen des
Werkzeugs 20 und des Schrumpffutters 10 erfasst
und der Aufnahmebereich 16 der Abschirmeinheit 14 wird
mittels der Regel- und Steuereinheit 22 abhängig von
den erfassten Kenngrößen auf
eine bestimmte Größe bzw.
auf einen bestimmten Durchmesser 40 eingestellt (1 und 2).
Anstatt und/oder zusätzlich
zu der zusätzlichen
Sensoreinheit 38 können
Kenngrößen des
Werkzeugs 20 und/oder des Schrumpffutters 10 auch
von bereits vorhandenen Sensoreinheiten, Eingabeeinheiten und/oder
Speichereinheiten genutzt werden.
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In
einem zweiten einstellbaren Automatikmodus wird die Abschirmeinheit 14 bzw.
werden Abschirmlamellen 24 einer irisblendenartigen Lamelleneinheit 26 der
Abschirmeinheit 14, ge steuert von der Regel- und Steuereinheit 22,
mittels des Aktuators 18 bis zur Anlage an das Werkzeug 20 bewegt.
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Betriebsprogramme
für die
Automatikmodi sind in einer Speichereinheit 42 der Regel-
und Steuereinheit 22 gespeichert. Ferner umfasst die Regel- und
Steuereinheit 22 eine Recheneinheit 44 zur Ausführung der
Betriebsprogramme.
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Zusätzlich weist
die Werkzeugeinspannvorrichtung eine Bedieneinheit 28 mit
einem Drehschalter 30 auf, bei dem verschiedenen Drehstellungen verschiedene
Aufnahmebereichseinstellungen der Abschirmeinheit 14 zugeordnet
sind, so dass in einem Teilautomatikmodus von einem Bediener mittels des
Drehschalters 30 und über
den Aktuator 18 gezielt der Aufnahmebereich 16 der
Abschirmeinheit 14 eingestellt werden kann.
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Die
Lamellen 24 der Lamelleneinheit 26 werden von
magnetisch leitendem und elektrisch nicht leitendem Material gebildet.
Jede Lamelle 24 ist auf einer eigenen Achse gelagert, und
alle Lamellen 24 sind mit einem Ring über eine weitere Achse verbunden,
der von dem Aktuator 18 antreibbar ist, so dass die Lamellen 24 gemeinsam
bewegt und zur Einstellung des Aufnahmebereichs 16 übereinander
verschoben werden können.
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Ferner
weist die Induktionsheizeinheit 12 einen in ihrer Größe einstellbaren
Aufnahmebereich 32 zur Aufnahme des Spannfutters 10 auf,
der mittels eines von einem Pneumatikantrieb gebildeten Aktuators 34 der
Induktionsheizeinheit 12 einstellbar ist. Zur Erzielung
einer Einstellbarkeit des Aufnahmebereichs 32 weist die
Induktionsheizeinheit 12 zueinander beweglich gelagerte
Teile auf, und zwar vorzugsweise aufein ander zu und voneinander
weg bewegliche Ringsegmente 46 (3). Grundsätzlich sind
jedoch auch andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Konstruktionen
zur Erzielung eines einstellbaren Aufnahmebereichs 32 denkbar.
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Die
Abschirmeinheit 14 ist über
Langlöcher auf
der Induktionsheizeinheit 12 gelagert, so dass die Ringsegmente 46 der
Induktionsheizeinheit 12 relativ zur Abschirmeinheit 14 bei
der Einstellung des Aufnahmebereichs 32 der Induktionsheizeinheit 12 bewegt
werden können.
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Der
Aktuator 34 der Induktionsheizeinheit 12 ist entsprechend
dem Aktuator 18 der Abschirmeinheit 14 von der
Regel- und Steuereinheit 22 automatisiert, abhängig von
Parametern, betätigbar.
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- 10
- Schrumpffutter
- 12
- Induktionsheizeinheit
- 14
- Abschirmeinheit
- 16
- Aufnahmebereich
- 18
- Aktuator
- 20
- Werkzeug
- 22
- Regel-
und/oder Steuereinheit
- 24
- Lamellen
- 26
- Lamelleneinheit
- 28
- Bedieneinheit
- 30
- Drehschalter
- 32
- Aufnahmebereich
- 34
- Aktuator
- 36
- Induktionsspule
- 38
- Sensoreinheit
- 40
- Durchmesser
- 42
- Speichereinheit
- 44
- Recheneinheit
- 46
- Ringsegment