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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausschrumpfen eines Werkzeugs
aus einem Schrumpffutter sowie eine Werkzeuggreifvorrichtung und
eine Schrumpfeinrichtung, die zur Durchführung des Verfahrens geeignet
sind.
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Schrumpffutter
werden im Bereich der Zerspanungstechnik, insbesondere für Hochgeschwindigkeitszerspanvorgänge eingesetzt
und dienen der Halterung eines, insbesondere als Schneidwerkzeug in
Form eines Bohrers, Fräsers
oder Drehstahls ausgeführten,
Werkzeugs. Das Schrumpffutter kann in einen Spindelstock oder in
einen, Werkzeughalter einer Bearbeitungsmaschine, insbesondere einer Bohr-,
Fräs- oder
Drehmaschine oder eines Bearbeitungszentrums eingesetzt werden.
Für die
Halterung des Werkzeugs in dem Schrumpffutter wird ein Werkzeugschaft
des Werkzeugs in eine Werkzeugaufnahmeöffnung des Schrumpffutters
eingesetzt. Dabei ist eine Geometrie der Werkzeugaufnahmeöffnung derart
auf eine Geometrie des Werkzeugschafts abge stimmt, dass in einem
Betriebstemperaturbereich für das
Schrumpffutter und das Werkzeug ein Übermaß des Werkzeugschafts gegenüber der
Werkzeugaufnahmeöffnung
vorliegt.
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Um
ein zuverlässiges
Einschrumpfen des mit dem Übermaß ausgestatteten
Werkzeugschafts in die Werkzeugaufnahmeöffnung des Schrumpffutters zu
gewährleisten,
wird das Schrumpffutter stark erwärmt. Dadurch erfährt es zumindest
abschnittsweise eine Ausdehnung, die zu einer Vergrößerung der Werkzeugaufnahmeöffnung führt. In
die thermisch aufgeweitete Werkzeugaufnahmeöffnung kann nun das deutlich
kältere
Werkzeug mit seinem Werkzeugschaft eingesetzt werden. Nach einem
darauffolgenden Abkühlvorgang,
bei dem sich die Werkzeugaufnahmeöffnung wieder verengt, stellt
sich eine durch das Übermaß des Werkzeugschafts
gegenüber
der Werkzeugaufnahmeöffnung
bedingte Übermaßpassung,
auch als Presssitz bezeichnet, ein. Die dadurch bedingten Deformationen
der Werkzeugaufnahmeöffnung
und des Werkzeugschafts rufen hohe Haltekräfte hervor, die einen besonders
zuverlässigen, zentrischen
Sitz des Werkzeugs in dem Schrumpffutter gewährleisten.
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In
der
DE 100 25 007 der
Anmelderin, die hiermit durch ausdrückliche Bezugnahme zum Bestandteil
der Beschreibung gemacht wird, werden weitere Aspekte der Schrumpftechnik
beleuchtet und im Detail ausgeführt
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In
der
DE 698 00 439
T2 ist eine Schrumpfeinrichtung beschrieben, mit der Werkzeuge
in Werkzeugfutter eingeschrumpft bzw. aus Werkzeugfuttern ausgeschrumpft
werden können.
Die Schrumpfeinrichtung hat eine unterhalb des Werkzeugfutters angeordnete
Entnahmeeinrichtung und eine oberhalb des Werkzeugsfutters angeordnete
Einsetzeinrichtung, die jeweils mit Linearantrieben ausgestattet sind,
die in einander entgegengesetzten Richtungen arbeiten und durch
Schubelemente der art verlängert sind,
dass sie am Werkzeug angreifen können.
Diese Einrichtungen dienen der axialen Positionierung des Werkzeuges.
Weiterhin ist eine Einrichtung mit einer Führungshülse vorgesehen, die dazu dient,
das mit dem Schrumpffutter fluchtende Werkzeug handzuhaben und beim
Einsetzen und beim Herausnehmen zu führen. Die Führungshülse ist dem Durchmesser des einzusetzenden
Werkzeuges angepasst und austauschbar.
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Das
Einschrumpfen des Werkzeugs in das Schrumpffutter ist in der Regel
nicht zeitkritisch, da lediglich eine Erwärmung des Schrumpffutters erzielt werden
muss, während
das Werkzeug vom Schrumpffutter separiert ist und nicht mit erwärmt wird.
Für den
Vorgang des Ausschrumpfens hingegen ist zu beachten, dass Schrumpffutter
und Werkzeug bedingt durch die Übermaßpassung
in einer innigen, gut wärmeleitenden
Verbindung zueinander stehen. Insbesondere bei den für das Schrumpf futter und
das Werkzeug üblichen
metallischen Werkstoffen, die eine besonders hohe thermische Leitfähigkeit
aufweisen, ist daher ein besonderes Augenmerk auf eine extrem schnelle,
von außen
am Schrumpffutter angreifende Erwärmung zu richten. Nur dadurch
kann gewährleistet
werden, dass eine Querschnittsaufweitung der Werkzeugaufnahmeöffnung des
Schrumpffutters erreicht wird, ohne dass das eingeschrumpfte Werkzeug
wesentlich miterwärmt
und dadurch ebenfalls ausgedehnt wird, wodurch ein Aufheben der Übermaßpassung
zwischen Werkzeugaufnahmeöffnung
und Werkzeugschaft erschwert würde.
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Die
für den
Ausschrumpfvorgang notwendige Erwärmung des Schrumpffutters wird
bei induktiv arbeitenden Erwärmungseinrichtungen
durch Wirbelströme
hervorgerufen, die mittels einer zirkular um das Schrumpffutter
angeordneten Induktionsspule erzeugt werden und die die gewünschte rapide
Erwärmung
des Schrumpffutters ermöglichen.
Bei der Erwärmung
des Schrumpffutters muss allerdings beachtet werden, dass eine maximale
Belastungstemperatur für
den Werkstoff des Schrumpffutters nicht überschritten wird. Auch ein
zu hoher Energiefluss in das Schrumpffutter ist zu vermeiden, da
dadurch lokale Schädigungen
einer Werkstoffmatrix des Schrumpffutters hervorgerufen werden könnten. Um eine
derartige Überlastung
des Schrumpffutters zu vermeiden, wird von vielen Anwendern der Schrumpftechnik
das auszuschrumpfende Werkzeug bereits während des noch laufenden Erwärmungsvorganges
mit einer durch einen Handschuh geschützten Hand gegriffen und eine
Kraft und/oder ein Drehmoment auf das Werkzeug ausgeübt. Dadurch kann überprüft werden,
ob bereits eine ausreichende Aufweitung der Werkzeugaufnahmeöffnung erfolgt ist,
die ein Entnehmen des Werkzeugschafts erlaubt. Sobald das Werkzeug
freigeben ist, kann es entnommen werden. Meist wird dann vom Bediener
die Erwärmungseinrichtung
abgeschaltet, um keinen unnötigen
Energieeintrag in das Schrumpffutter vorzunehmen.
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Aus
dem Stand der Technik ist eine metallische Halterungsfeder zur Handhabung
von ein- und auszuschrumpfenden Werkzeugen bekannt. Diese Halterungsfeder
ist aus einem einzigen Stück
Draht hergestellt und weist eine geschlossene, kreisförmige Drahtwindung
auf. Die Drahtwindung bildet eine Halteschlaufe für Werkzeuge,
die einen im wesentlichen kreisförmigen
Querschnitt aufweist. Die Drahtschlinge kann über zwei durch die Drahtenden
gebildeten Hebelarme durch Aufbringung einer Betätigungskraft auf die Hebelarme
geweitet werden. Eine durch die Weitung auftretende Durchmesservergrößerung ermöglicht das
stirnseitige Aufschieben der Halterungsfeder auf das Werkzeug, vorzugsweise über den
scharfkantigen Schneidenbereich hinweg bis zum Werkzeugschaft. Nach
Loslassen der Halterungsfeder sitzt diese an der vorgegebenen Axialposition
fest und kann nach Art eines Anschlages die Einschrumpftiefe bestimmen
und das Werkzeug beim Ausschrumpfen sichern.
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Eine
Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Ausschrumpfen
eines Werkzeugs der eingangs genannten Art sowie eine Werkzeuggreifvorrichtung
und eine Schrumpfeinrichtung zu schaffen, die eine Erleichterung
der Durchführung von
Schrumpfvorgängen
ermöglichen.
Insbesondere sollen einfache, schnelle, kostengünstige und materialschonende
Ausschrumpfvorgänge
ermöglicht
werden.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruch
1 gelöst,
dessen Wortlaut, wie der der übrigen
Ansprüche,
hiermit durch ausdrückliche
Bezugnahme zum Teil der Beschreibung gemacht wird. Vorteilhafte
Weiterbildungen sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
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Zum
Ausschrumpfen eines Werkzeugs aus einem Schrumpffutter wird das
mit dem Werkzeug bestückte
Schrumpffutter in einer Schrumpfposition einer Schrumpfeinrichtung
positioniert. Es kann z. B. in eine Schrumpffutteraufnahme der Schrumpfeinrichtung
aufgenommen werden oder auf einer Abstellfläche abgestellt werden. Anschließend wird
eine der Schrumpfeinrichtung zugeordnete Erwärmungseinrichtung aus einer
Ruheposition in eine im Bereich des Schrumpffutters vorgesehene
Arbeitsposition positioniert. Die Anbringung einer Werkzeuggreifvorrichtung
an dem auszuschrumpfenden Werkzeug wird dann derart vorgenommen,
dass die Werkzeuggreifvorrichtung mit dem Werkzeug durch die Erwärmungseinrichtung
in Richtung der Ruheposition mitgenommen werden kann. Weiterhin
ist eine Zufuhr von Energie von der Erwärmungseinrichtung in das Schrumpffutter
zur Aufweitung einer Werkzeugaufnahmeöffnung des Schrumpffutters
durch Erwärmung
vorgesehen. Dabei kann die Werkzeuggreifvorrichtung vor Beginn oder
während
der Erwärmung des
Schrumpffutters an dem Werkzeug angebracht werden. Ein Entnehmen
des Werkzeuges aus dem Schrumpffutter wird durch eine Betätigungskraft
in Entnahmerichtung des Werkzeugs erreicht, wobei die Betätigungskraft
von der Erwärmungseinrichtung über die
Werkzeuggreifvorrichtung auf das Werkzeug ausgeübt wird.
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Durch
die am Werkzeug angesetzte Werkzeuggreifvorrichtung kann verhindert
werden, dass Werkzeuge, die einen im wesentlichen gleichen Querschnitt
oder einen ausgehend vom Werkzeugschaft zu einer Werkzeugspitze
verjüngten
Querschnitt aufweisen, nicht während
des Ausschrumpfvorganges in unerwünschter Weise in das Schrumpffutter
hineinrutschen. Weiterhin kann durch die Werkzeuggreifvorrichtung
ein besonders vorteilhafter Effekt dadurch erzielt werden, dass
zwischen der insbesondere als ringförmige Induktionsspule ausgeführten Erwärmungseinrichtung
und der Werkzeuggreifvorrichtung eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung hergestellt
ist. Durch diese Verbindung kann durch eine Bewegung der Erwärmungseinrichtung
aus der Arbeitsposition in Richtung der Ruheposition ein Mitnahmeeffekt
für die
Werkzeuggreifvorrichtung und das gehaltene Werkzeug hervorgerufen werden.
Durch diesen Mitnahmeeffekt wird nicht nur die Werkzeuggreif vorrichtung,
sondern auch das davon gegriffene Werkzeug in Entnahmerichtung von dem
Schrumpffutter entfernt, sobald das Werkzeug nach ausreichender
Erwärmung
des Schrumpffutters aus der Werkzeugaufnahmeöffnung freigegeben ist und
die Erwärmungseinrichtung
aus der Arbeitsposition in Richtung der Ruheposition bewegt wird.
Damit wird ein unmittelbares Angreifen, insbesondere im Bereich
der scharfen Werkzeugschneiden, zur Entfernung des Werkzeugs aus
dem Schrumpffutter unnötig,
wodurch sich die Arbeitssicherheit erhöhen lässt.
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In
Ausgestaltung des Verfahrens wird nach Entnahme des Werkzeugs aus
dem durch die Erwärmung
aufgeweiteten Schrumpffutter ein neues Werkzeug ohne weitere Energiezufuhr
in das Schrumpffutter eingesetzt. Das erfindungsgemäße Verfahren
gewährleistet,
dass der Benutzer zumindest eine oder gar beide Hände frei
hat, da das auszuschrumpfende Werkzeug von der Werkzeuggreifvorrichtung
gehalten ist, die form- und/oder
kraftschlüssig
mit der Erwärmungseinrichtung
in Wirkverbindung steht und dadurch zunächst keine weitere Handhabung
erfordert. Der Benutzer kann somit ein neues Werkzeug unmittelbar
nach Entnehmen des auszuschrumpfenden Werkzeuges in das noch aufgeweitete Schrumpffutter
einsetzen und kann sich dabei voll auf das neu zu schrumpfende Werkzeug
konzentrieren. Durch diesen besonders zügigen Verfahrensablauf kann
eine neuerliche Erwärmung
des Schrumpffutters zum Einsetzen des neu einzuschrumpfenden Werkzeugs
vermieden werden. Dadurch wird das Schrumpffutter thermisch geringer
belastet und der Durchsatz einer derartigen Schrumpfeinrichtung kann
erhöht
werden.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird während des Erwärmungsvorgangs
des Schrumpffutters eine Kraft und/oder ein Drehmoment von der Werkzeuggreifvorrichtung
auf das Werkzeug ausgeübt,
die derart bemessen ist, dass bei Freigabe des Werkzeugs durch die
erwärmte
Werkzeugaufnahmeöffnung
eine Relativbewegung des Werkzeugs ge genüber dem Schrumpffutter hervorgerufen
werden kann. Bei entsprechender Auslegung der Kraft und/oder des
Drehmomentes kann auch ein Lösen des
Werkzeugs aus dem Schrumpffutter bewirkt werden. Dies ist insbesondere
dann von Interesse, wenn Werkzeug und Schrumpffutter eine besonders
innige Verbindung aufweisen, die durch ein manuelles Angreifen an
dem Werkzeug, das nahezu ausschließlich im Schneidenbereich des
Werkzeugs möglich wäre, nur
schwierig überwunden
werden kann. Dies kann z. B. bei sehr eng tolerierten Maßen der
Werkzeugaufnahmeöffnung
und des Werkzeugschafts auftreten, insbesondere bei Werkzeugen aus HSS-Stahl.
Besonders günstig
ist es, wenn eine in Axialrichtung des Werkzeuges wirkende Kraft
erzeugt wird, die eine begrenzte Verschiebung des gelösten Werkzeuges
in Entnahmerichtung ermöglicht.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Bewegung des Werkzeuges
detektiert und ein durch die Bewegung ausgelöstes Signal an eine Steuerungseinrichtung
weitergeleitet. Die Bewegung des Werkzeuges kann somit über das
Signal als Auslöser
für Vorgänge in der
Steuerungseinrichtung vorgesehen werden, die ihrerseits wiederum
Einfluss auf andere Verfahrensschritte zum Ausschrumpfen des Werkzeugs
hervorrufen können.
Dies ermöglicht einen
schnellen, materialschonenden Ausschrumpfprozess, der unabhängig von
der Erfahrung eines Bedieners optimal ablaufen kann.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird das Signal in der Steuerungseinrichtung
für eine
Ansteuerung mindestens einer Arbeitseinrichtung der Schrumpfeinrichtung
verarbeitet. Als Arbeitseinrichtungen der Schrumpfeinrichtung kommen
z. B. Signaleinrichtungen, Energiewandler und/oder Sensoren in Betracht.
Die Arbeitseinrichtungen können
von der Steuerungseinrichtung insbesondere in Abhängigkeit
von dem durch die Bewegung des Werkzeuges hervorgerufenen Signal
aktiviert oder deaktiviert werden.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Arbeitseinrichtung
aus der Gruppe mit Erwärmungseinrichtung,
Antriebseinrichtung, Abkühlvorrichtung,
Signaleinrichtung ausgewählt.
Dadurch wird ein direkter Eingriff in den Ausschrumpfprozess, insbesondere
durch Abschaltung der Energiezufuhr der Erwärmungseinrichtung und/oder
durch eine Ansteuerung einer Antriebseinrichtung zur Bewegung der
Erwärmungseinrichtung
und/oder der Schrumpffutteraufnahme und/oder durch eine Aktivierung
einer Abkühlvorrichtung
für das
auszuschrumpfende Werkzeug und/oder das Schrumpffutter, erzielt.
Damit kann der gesamte Schrumpfvorgang zumindest teilweise automatisiert
werden, womit sich ein höherer
Durchsatz für
die Schrumpfeinrichtung, ein materialschonender Schrumpfvorgang,
eine verbesserte Qualität
des Schrumpfergebnisses und eine Senkung des Energieverbrauchs erzielen
lässt.
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Die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch eine Werkzeuggreifvorrichtung zum
Greifen eines in ein Schrumpffutter einsetzbaren Werkzeugs gelöst. Dazu
hat die Werkzeuggreifvorrichtung zumindest zwei beweglich miteinander
verbundene Greifabschnitte, die für eine Kraftübertragung
auf das Werkzeug vorgesehen sind und eine zumindest einseitig offene
Kontur bilden und Betätigungsbereiche,
die den Greifabschnitten zur Aufbringung einer Betätigungskraft
zugeordnet sind. Zumindest ein Greifabschnitt und/oder zumindest
ein Betätigungsbereich
ist dabei für
eine form- und/oder kraftschlüssige
Wirkverbindung mit einer Erwärmungseinrichtung
einer Schrumpfeinrichtung ausgebildet. Durch die Gestaltung der
Werkzeuggreifvorrichtung mit zumindest zwei beweglich miteinander
verbundenen Greifabschnitten kann eine Vielzahl unterschiedlicher
Werkzeuggeometrien und Werkzeugdurchmesser mit Durchmesserdifferenzen
von mehreren Millimetern gegriffen werden. Die Betätigungsbereiche
sind den Greifabschnitten zur Aufbringung einer Betätigungskraft
zugeordnet, dabei weisen die Betätigungsbereiche
insbesondere Griffflächen
auf, an denen ein Benutzer mit ein zelnen Fingern oder beiden Händen die
entsprechenden Betätigungskräfte übertragen
kann. Die Werkzeuggreifvorrichtung ist dabei so gestaltet, dass
zumindest ein Greifabschnitt und/oder zumindest ein Betätigungsbereich
für eine form-
und/oder kraftschlüssige
Wirkverbindung mit einer Erwärmungseinrichtung
einer Schrumpfeinrichtung ausgebildet ist. Dabei kann der Greifabschnitt und/oder
der Betätigungsbereich
in einfacher Weise auf eine Geometrie der Erwärmungseinrichtung abgestimmt
sein, so dass sich ein Formschluss bereits durch Auflegen der Werkzeuggreifvorrichtung
auf die Erwärmungseinrichtung
ergibt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist
der Greifabschnitt und/oder der Betätigungsbereich auf zumindest
eine Aufnahmekontur in der Erwärmungseinrichtung
abgestimmt, die als Nut oder Ausnehmung zur Aufnahme der Werkzeuggreifvorrichtung
ausgeführt
ist, um einen besonders sicheren Sitz der Werkzeuggreifvorrichtung
an der Erwärmungseinrichtung
zu verwirklichen.
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Die
Greifabschnitte bilden eine zumindest einseitig offene Kontur und
sind damit insbesondere für
einen Greifvorgang quer zu einer Mittellängsachse des zu greifenden
Werkzeugs geeignet. In Anbetracht der großen Formenvielfalt der Werkzeuge,
die in einem Schrumpffutter aufgenommen werden können, und unter Beachtung des
Umstandes, dass ein Angreifen der Werkzeuggreifvorrichtung im Bereich der
Schneiden des Werkzeugs eher unerwünscht ist, ist bei dieser Gestaltung
der Werkzeuggreifvorrichtung ein Greifvorgang quer zu einer Mittellängsachse des
zu greifenden Werkzeuges möglich.
Damit ist ein Angreifen an dem Werkzeug im Bereich des Werkzeugschafts
ermöglicht,
ohne Rücksicht
darauf nehmen zu müssen,
ob das Werkzeug oberhalb des Werkzeugschafts einen vergrößerten,
gleichartigen oder verjüngten
Querschnitt gegenüber
dem Werkzeugschaft aufweist. Insbesondere bei Werkzeugen, die gegenüber dem
Querschnitt des Werkzeugschafts einen deutlich vergrößerten Werkzeugquerschnitt
aufweisen, ist ohnehin ein Angreifen von Seiten einer dem Schrumpffutter
entgegengesetzt an geordneten Stirnseite nur dann möglich, wenn
entweder ein Greifen im Bereich eines gegebenenfalls mit Schneiden
versehenen Werkzeugkopfes erfolgt oder wenn ein Querschnittsunterschied
zwischen Werkzeugkopf und Werkzeugschaft nur geringfügig ausfällt.
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In
Ausgestaltung der Erfindung sind zumindest die Betätigungsbereiche
abschnittsweise aus einem wärmeisolierenden
Werkstoff hergestellt. Dadurch kann gewährleistet werden, dass selbst
bei einem Wärmeübergang
zwischen dem zu greifenden Werkzeug und der Werkzeuggreifvorrichtung
die von dem Benutzer zu greifenden Betätigungsbereiche keine Temperatur
annehmen, die zu einer Gefährdung
des Benutzer führen
könnte.
Als wärmeisolierende
Werkstoffe kommen insbesondere Kunststoff oder Holz in Frage. Holz
hat hierbei den weiteren Vorteil, dass es thermisch hoch belastbar,
auch bei hohen Temperaturen formstabil und gleichzeitig besonders
gut wärmedämmend ist.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind Messmittel vorgesehen,
die eine Erkennung einer Angreifposition der Werkzeuggreifvorrichtung
an dem zu greifenden Werkzeug zur Vorbestimmung einer Einschrumpftiefe
des Werkzeuges in das Schrumpffutter ermöglichen. Ein wesentlicher Vorteil bei
der Verwendung der Schrumpftechnik für Werkzeuge ist neben der schlanken
Gestaltung des Schrumpffutters und einer besonders steifen Einspannung
und hohen Rundlaufgenauigkeit des Werkzeugs auch die hohe Genauigkeit,
mit der das Werkzeug gegenüber
dem Schrumpffutter platziert werden kann. Diese Genauigkeit ist
insbesondere im Hinblick auf eine Koaxialität zwischen einer Längsachse
des Werkzeuges und einer Längsachse
des Schrumpffutters gewährleistet.
Um auch eine Einschrumpftiefe des Werkzeugs gegenüber dem Schrumpffutter
in präziser
Weise vorgeben zu können,
können
an der Werkzeuggreifvorrichtung insbesondere mechanische, optische,
elektrische, elektronische Messmittel oder Kombinationen davon vorgesehen
sein. Die Messmittel erlauben eine Bestimmung einer Angreifposition
an dem zu greifenden Werkzeug und unterstützen somit eine präzise Vorbestimmung
der Einschrumpftiefe des Werkzeugs in das Schrumpffutter.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind Justagemittel für eine definierte
Positionierung des durch die Werkzeuggreifvorrichtung gehaltenen Werkzeugs
gegenüber
dem Schrumpffutter vorgesehen. Diese Justagemittel ermöglichen
eine präzise Voreinstellung
der Position der Werkzeuggreifvorrichtung an dem einzuschrumpfenden
Werkzeug, so dass im Verlauf des Einschrumpfvorganges die gewünschte Positionierung
in dem Schrumpffutter ohne weiteres erzielt werden kann. Dazu können an
der Werkzeuggreifvorrichtung insbesondere Stellhebel und/oder Stellschrauben
vorgesehen, die während des
Einschrumpfvorganges auf eine Referenzgeometrie an dem Schrumpffutter
und/oder der Schrumpfeinrichtung auflaufen. Damit wird die Einschrumpftiefe
des Werkzeugs in dem Schrumpffutter vorgegeben.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Betätigungsbereiche
gegenüber
den Greifabschnitten so angeordnet, dass bei Ausübung einer Kraft in Entnahmerichtung
des Werkzeugs aus dem Schrumpffutter eine Selbstverstärkung der
von den Greifabschnitten auf das Werkzeug ausgeübten Haltekraft vorgesehen
ist. Durch eine derartige Auslegung einer Kinematik der Werkzeuggreifvorrichtung, wie
sie insbesondere von Kran-Hebegeschirren, beispielsweise für Steinblöcke, bekannt
ist, kann ein besonders zuverlässiges
Greifen des Werkzeuges und eine besonders zuverlässige Entnahme aus dem Schrumpffutter
gewährleistet
werden.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Greifabschnitte in
Greifrichtung durch Federmittel vorgespannt. Die Federmittel üben eine
statische Vorspannkraft auf die Greifbereiche aus, wobei die Vorspannkraft
der Federmittel durch die Ausübung einer
Betätigungskraft
auf die Betätigungsbereiche überwunden
werden kann, so dass die Werkzeuggreif vorrichtung von dem Werkzeug
abgenommen bzw. darauf aufgesetzt werden kann. Dadurch ist die Werkzeuggreifvorrichtung
selbsthaltend und benötigt zum
Greifen des Werkzeugs keine zusätzliche
Kraftaufbringung durch den Benutzer. In einer bevorzugten Ausführungsform
wird die Wirkung die Federmittel über eine Kniehebelanordnung,
wie sie insbesondere von Greifzangen bekannt ist, verstärkt.
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Die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch eine Schrumpfeinrichtung
zum thermischen Ein- und Ausspannen von Werkzeugen gelöst, die
zumindest eine Positioniereinrichtung für ein Schrumpffutter, z. B.
eine Schrumpffutteraufnahme für
ein Schrumpffutter, zumindest eine beweglich angebrachte Erwärmungseinrichtung
sowie zumindest eine Werkzeuggreifvorrichtung aufweist. Dadurch
kann eine Wirkverbindung zwischen der Schrumpfeinrichtung und der
Werkzeuggreifvorrichtung derart hervorgerufen werden, dass bei Durchführung eines
Ausschrumpfvorganges eine teilautomatisierte oder automatisierte
Mitnahme des auszuschrumpfenden Werkzeuges durch die Erwärmungseinrichtung
und die damit in Wirkverbindung stehende Werkzeuggreifvorrichtung
hervorgerufen wird. Die Erwärmungseinrichtung
ist dabei insbesondere an einer mit Linearführungsmitteln versehenen Säule angebracht
und kann längs
der Säule
mit einer Linearbewegung verschoben werden.
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In
Ausgestaltung der Erfindung ist an der Schrumpfeinrichtung und/oder
an der Werkzeuggreifvorrichtung eine Vorspanneinrichtung angebracht,
die zur Übertragung
einer Kraft und/oder eines Drehmomentes auf die Werkzeuggreifvorrichtung
vorgesehen ist. Damit kann eine statische und/oder dynamische Vorspannung
auf das auszuschrumpfende Werkzeug übertragen werden, wodurch zum
Zeitpunkt einer ausreichenden Aufweitung des Schrumpffutters eine
Bewegung des Werkzeuges hervorgerufen werden kann. Die Bewegung kann
insbesondere eine Axialkomponente in Entnahmerichtung haben. Darüber hinaus
kann die Vor spannung derart bemessen sein, dass gegenüber einer
manuellen Entnahme des eingeschrumpften Werkzeuges höhere Kraft-
und/oder Drehmomenteinwirkung auf das Werkzeug vorgesehen ist und
somit nur eine geringere Aufweitung und ein damit verbundener geringerer
Energieeintrag in das Schrumpffutter notwendig ist. Dadurch kann
ein besonders schneller und schonender Schrumpfvorgang gewährleistet
werden. Die in das Werkzeug eingeleiteten Kräfte können dabei insbesondere als
axiale und/oder in Umfangsrichtung wirkende Kräfte vorgesehen sein.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind Sensormittel vorgesehen,
die für
eine Detektion einer Bewegung des vorgespannten Werkzeuges und für eine Erzeugung
eines Signals vorgesehen sind. Die Sensormittel können insbesondere
an der Erwärmungseinrichtung,
der Säule,
der Werkzeuggreifvorrichtung und/oder Schrumpffutteraufnahme vorgesehen
sein. Die Sensormittel sind insbesondere als mechanische, elektrische,
elektronische und/oder optische Sensoren oder als Kombinationen
davon ausgeführt.
Die Sensormittel sind dabei derart angeordnet, dass sie eine Relativbewegung
zwischen dem Werkzeug, der Werkzeuggreifvorrichtung und der Schrumpfeinrichtung
detektieren können
und dadurch ein Schalt- oder Proportionalsignal erzeugen können.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Steuereinrichtung
vorgesehen, die für
die Verarbeitung von Signalen der Sensormittel und/oder zur Erzeugung
von Ansteuersignalen vorgesehen ist. Dabei können die Sensormittel insbesondere
in mechanischer, elektrischer, fluidischer oder optischer Weise
an die Steuereinrichtung angeknüpft
sein. Die Steuereinrichtung empfängt
die von den Sensormitteln ausgesandten Signale und verarbeitet diese
insbesondere zur Erzeugung von Ansteuersignalen für Arbeitseinrichtungen
und/oder für
Signaleinrichtung wie Kontrolllampen oder Warneinrichtungen. Beispielsweise
kann eine Abschaltung der Erwärmungseinrichtung
und/oder eine Ansteuerung einer Antriebseinrichtung für die Erwärmungseinrichtung
vorgesehen sein, um das Werkzeug und die Werkzeuggreifvorrichtung
aus dem Schrumpffutter zu entfernen.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Werkzeuggreifeinrichtung
an der Erwärmungsvorrichtung
und/oder Säule
integriert. Damit wird eine besonders belastbare Wirkverbindung
zwischen der Werkzeuggreifeinrichtung und der Schrumpfeinrichtung
gewährleistet,
so dass sowohl die Übertragung hoher
Kräfte
auf das zu greifende Werkzeug als auch die Detektion der Werkzeugbewegung
in besonders einfacher Weise verwirklicht werden kann. In einer besonders
bevorzugten Ausführungsform
ist die Werkzeuggreifeinrichtung als Wärmesenke für das Werkzeug ausgeführt, so
dass beim Ausschrumpfvorgang eine unerwünschte Erwärmung des Werkzeugs zumindest
verzögert
werden kann. Die Wärmesenke
kann dabei passiv ausgeführt
sein, d. h. eine Abfuhr der Wärme
aus dem gegriffenen Werkzeug erfolgt lediglich aufgrund der Wärmekapazität der Werkzeuggreifvorrichtung.
In einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Wärmesenke
aktiv ausgeführt,
insbesondere als fluidgekühlte
Wärmesenke oder
auch als Wärmesenke
mit einem elektrisch betriebenen Kühlelement, z. B. einem Peltierelement, so
dass auch größere, in
das Werkzeug eingebrachte Wärmemengen
schnell und zuverlässig
abgeführt werden
können.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie
aus der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, die anhand
der Figuren dargestellt sind. Dabei zeigt
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1 in
ebener, Darstellung eine Seitenansicht eines Schrumpfgerätes mit
einer Schrumpffutteraufnahme, einer Erwärmungseinrichtung und einem
Schrumpffutter, in dem ein Werkzeug eingespannt ist,
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2 in
perspektivischer Darstellung eine erste Ausführungsform einer Werkzeuggreifvorrichtung,
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3 in
perspektivischer Darstellung eine zweite Ausführungsform einer Werkzeuggreifvorrichtung,
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4 in
ebener Darstellung die Erwärmungseinrichtung
gemäß 1 in
einer Arbeitsposition mit einer an dem Werkzeug angebrachten Werkzeuggreifvorrichtung,
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5 eine
Draufsicht auf die Erwärmungseinrichtung
gemäß der 1 und 4,
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6 in
perspektivischer Darstellung eine Werkzeuggreifvorrichtung mit integrierten
Mitteln zur Drehmomentaufbringung sowie mit Sensormitteln,
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7 in
ebener Darstellung eine Draufsicht auf eine Schrumpfeinrichtung
mit einem Wechselteller für
Feldkonzentratorplatten, und
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8 in
ebener Darstellung eine Vorderansicht der Schrumpfeinrichtung gemäß der 7.
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Die
in 1 gezeigte Ausführungsform eines Schrumpfgeräts 1 hat
einen Sockelteil 24, an dem eine als Säule 8 ausgeführte Geradführung für eine Erwärmungseinrichtung 4 angebracht
ist, wobei in dem Sockelteil 24 eine als Positioniereinrichtung dienende
Schrumpffutteraufnahme 3 vorgesehen ist. Die Schrumpffutteraufnahme 3 ist
so ausgeführt, dass
ein Verbindungskegel 26 eines Schrumpffutters 2 im
wesentlichen formschlüssig
aufgenommen und durch nicht dargestellte Haltemittel fixiert werden kann.
Das in die Schrumpffutteraufnahme eingesetzte Schrumpffutter ist
dann exakt in seiner vorgesehenen Schrumpfposition positioniert.
An einem dem Verbindungskegel 26 abgewandten Ende des Schrumpffutters 2 ist
ein auch als Schaftseite bezeichneter Schrumpfkegel 25 vorgesehen
der, wie in 4 näher dargestellt, eine Werkzeugaufnahmeöffnung 22 aufweist.
In die Werkzeugaufnahmeöffnung 22 ist
ein Werkzeugschaft 19 eines Werkzeuges 5 eingeschrumpft,
der gegenüber
der Werkzeugaufnahmeöffnung 22 ein Übermaß aufweist
und daher zu einer elastischen Deformation des Schrumpfkegels 25 und
gegebenenfalls zu einer Deformation des Werkzeugschafts 19 führt.
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Wie
in den 1, 4 und 5 dargestellt,
ist an dem Schrumpfgerät 1 eine
induktive Erwärmungseinrichtung 4 vorgesehen,
die eine zirkular um eine kegelförmige Öffnung angeordnete
Kupferspule 11 sowie ein nicht näher bezeichnetes Gehäuse für die Kupferspule 11 umfasst,
wobei an dem Gehäuse
ein Handgriff 12 angebracht ist. Die auch als Induktor
oder Induktionsspule bezeichnete Erwärmungseinrichtung 4 ist über eine
Aufhängung 21 vertikal
verschiebbar mit der Säule 8 verbunden,
wobei eine nicht dargestellte Schlossmutter eine formschlüssige Wirkverbindung
mit einer Antriebsspindel 10 herstellt, die ihrerseits
in der Säule 8 drehbar
gelagert ist. Die Antriebsspindel 10 kann durch einen Antriebsmotor 9 in
Rotation versetzt werden, wodurch eine lineare Bewegung der Erwärmungseinrichtung 4 längs der
Säule 8 hervorgerufen
wird. Der Antriebsmotor 9 ist ebenso wie die Erwärmungseinrichtung 4 über eine
Kabelverbindung mit einer Steuerungseinrichtung 7 verbunden,
die die für
einen Betrieb der Erwärmungseinrichtung 4 bzw.
des Antriebsmotors 9 notwendige elektrische Energie steuert
bzw. regelt. Ausführungsformen
mit anderen Erwärmungseinrichtungen,
die insbesondere mittels Heißgas
oder Flammen arbeiten, sind ebenfalls möglich.
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Während in
der 1 die Erwärmungseinrichtung 4 in
einer Ruheposition dargestellt ist, in der die Erwärmungseinrichtung
oberhalb des Schrumpffutters angebracht ist, wird in den 4 und 5 eine
Arbeitspo sition der Erwärmungseinrichtung
dargestellt, in der die Kupferspule 11 zumindest nahezu auf
Höhe des
Schrumpfkegels 25 des Schrumpffutters angeordnet ist, wodurch
eine induktive Erwärmung
des Schrumpffutters möglich
ist. Zur Abschirmung des extrem starken elektromagnetischen Feldes,
das bei Durchflutung der Kupferspule 11 mit elektrischem
Strom auftritt und das die gewünschte Erwärmung des
Schrumpffutters 2 durch Wirbelströme hervorruft, ist jeweils
stirnseitig an der Erwärmungseinrichtung 4 eine
Abdeckplatte aus einem kompakten metallischen Werkstoff vorgesehen,
die ein Austreten des elektromagnetischen Feldes zumindest teilweise
verhindert.
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Bei
der in den 4 und 5 gezeigten
Situation handelt es sich um einen Ausschrumpfvorgang, bei dem das
Werkzeug 5 aus dem Schrumpffutter entnommen werden soll.
Bei dieser Variante ist dazu eine Werkzeuggreifeinrichtung 6 seitlich
an dem Werkzeugschaft 19 angebracht worden, wobei eine
Positionierung der Werkzeuggreifeinrichtung 6 so gewählt wurde,
dass diese im wesentlichen flächig auf
der Oberseite des Gehäuses
der Erwärmungseinrichtung 4 zu
liegen kommt. Als Werkzeuggreifeinrichtung wird hier eine Holz-Klammer
verwendet, die nach Art einer Wäscheklammer
ausgestaltet ist. Durch eine an der Werkzeuggreifvorrichtung 6 angebrachte
Druckfeder 39 kann eine statische Axialkraft auf das Werkzeug 5 ausgeübt werden.
Die Druckfeder kann dabei insbesondere als Wendelfeder oder Tellerfeder
ausgeführt
sein und so an der Werkzeuggreifvorrichtung 6 angebracht
werden, dass ein seitliches Greifen des Werkzeugs 5 nicht
behindert wird. Die Werkzeuggreifvorrichtung kann so angebracht werden,
dass sich die Druckfeder zwischen der Werkzeuggreifvorrichtung und
der Oberseite der Erwärmungseinrichtung 4 befindet.
Eine detailliertere Beschreibung des Ausschrumpfvorganges erfolgt
in einem der nachfolgenden Abschnitte.
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Bei
der in 5 dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind
ergänzend
gegenüber
der Ausführungsform
nach den 1 und 4 zusätz lich Vorspannmittel 23 auf
der Oberseite der Erwärmungsvorrichtung 4 angebracht.
Die Vorspannmittel 23 weisen einen an der Erwärmungseinrichtung
fixierten Lagerbock 33 auf, der als Führung für einen Druckstift 34 vorgesehen
ist. Der Druckstift 34 wird von einer Zugfeder 35 in
Richtung des gegenüberliegend
an der Erwärmungseinrichtung
angebrachten, als Mikroschalter ausgeführten Sensormittels 17 mit einer
Zugkraft beaufschlagt, die in Wirkverbindung mit der Werkzeuggreifvorrichtung 6 zu
einem Drehmoment M auf das Werkzeug 5 führt. Sobald das Werkzeug 5 in
der Werkzeugaufnahmeöffnung
durch Wärmeeintrag
in das Schrumpffutter freigegeben wird, bewirkt das von der Werkzeuggreifvorrichtung 6 ausgeübte Drehmoment
eine Drehung des Werkzeugs 5 in der Werkzeugaufnahmeöffnung,
die zu einer Bewegung in Richtung des Drehmoments 5 und dadurch
zu einem mechanischen Kontakt mit dem Betätigungshebel des Sensormittels 17 führt, wodurch
ein nicht dargestellter Stromkreis geschlossen werden kann. Dies
bewirkt ein Schaltsignal, das an die Steuerungseinrichtung weitergegeben
werden kann und dort insbesondere für die Ansteuerung von zumindest
einer Arbeitseinrichtung benutzt werden kann. Vorzugsweise kann
das Signal als Proportionalsignal, das durch analoge oder digitale
Impulse repräsentiert
wird und Informationen über
die Art und/oder den Bereich der von dem Werkzeug ausgeführten Bewegung
enthält,
vorgesehen sein. In einer nicht dargestellten Ausführungsform
kann das Schaltsignal insbesondere durch ein Öffnen oder Schließen eines
optischen oder fluidischen Stromkreises erzeugt werden.
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In 2 ist
die aus den 4 und 5 bereits
bekannte erste Ausführungsform
einer Werkzeuggreifvorrichtung 6 in perspektivischer Darstellung
gezeigt. Es handelt sich im wesentlichen um eine Klammer aus zwei
Holzteilen, die mittels einer als Wendelfeder 27 ausgeführten Federeinrichtung verbunden
sind. Die Wendelfeder 27 dient dabei einerseits als Zusammenhalt
für die
beiden identisch geformten Holzteile 28, darüber hinaus
steht die Wendelfeder 27 unter einer Vorspannung, die zu
einer Klemmkraft zwischen den Greifabschnitten 13 führt und
die durch Aufbringung einer beidseitig ausgeübten Betätigungskraft auf die Betätigungsbereiche 14 überwunden
werden muss, um ein Verschwenken der Holzteile 28 zueinander
und damit ein einseitiges Öffnen
der Klammer zu bewirken.
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Für die Durchführung eines
Ausschrumpfvorgangs wird das mit dem Werkzeug 5 versehene Schrumpffutter 2 mit
seinem Verbindungskegel 26 in die Schrumpffutteraufnahme 3 eingesetzt
und durch nicht dargestellte Verriegelungsmittel fixiert. Anschließend wird
die Erwärmungseinrichtung 4 durch den
Benutzer mittels des Handgriffes 12 aus der in 1 dargestellten
Ruheposition in die in 4 dargestellte Arbeitsposition
auf Höhe
des Schrumpfkegels 25 gebracht. Dabei ist die nicht dargestellte Schlossmutter
der Aufhängung 21 mit
einer Rutschkupplung versehen, so dass der Benutzer die Wirkverbindung
der Schlossmutter mit der Antriebsspindel 10 zeitweilig
durch Aufbringen einer Betätigungskraft
auf den Handgriff 12 aufheben kann. In der Arbeitsposition
gemäß 4 ragt
das Werkzeug 5 über die
Erwärmungsvorrichtung 4 nach
oben heraus, dabei ist auch der Werkzeugschaft 19 zumindest
teilweise oberhalb der Oberseite der Erwärmungseinrichtung angeordnet.
An diesen überstehenden
Bereich des Werkzeugschafts 19 wird nun die Werkzeuggreifvorrichtung 6 seitlich
aus Richtung des Handgriffes 12 angebracht, wobei ein Benutzer
Betätigungskräfte auf
die Betätigungsbereiche 14 ausüben muss,
um eine Aufspreizung der Holzteile 28 erreichen. In der
aufgespreizten Position bildet die Werkzeuggreifvorrichtung 6 eine
einseitig offene Greifstruktur, wodurch ein einseitiges Angreifen
an dem Werkzeugschaft 19 erreicht werden kann. Dabei kann
die Greifweite je nach Werkzeugdurchmesser um mehrere Millimeter
variiert werden, so dass die Werkzeuggreifvorrichtung für viele
Werkzeugdurchmesser einsetzbar ist. Beispielsweise kann ein Durchmesserbereich
von bis zu 2 mm oder bis zu 5 mm oder bis zu 8 mm Bereichsbreite
mit einer einzigen Klammer abgedeckt werden. Erst nach Reduktion
der Betätigungs kräfte kommen
die Greifabschnitte 13 der Werkzeuggreifvorrichtung in
eine kraftschlüssige
Wirkverbindung mit dem Werkzeugschaft 19. Anschließend können die
Vorspannmittel 23 aus einer Ruheposition in eine Funktionsposition
gemäß der 5 gebracht
werden, wodurch eine Kraft auf die Werkzeuggreifvorrichtung 6 eingeleitet
wird, die zu einem Drehmoment auf den Werkzeugschaft 19 führt.
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Sobald
die Kupferspule 11 von der Steuerungseinrichtung 7 mit
elektrischer Energie versorgt wird, entstehen in dem Schrumpffutter 2 Wirbelströme, die
zu einer Erwärmung
des Schrumpffutters führen.
Durch die Erwärmung
findet auch eine Wärmeausdehnung
des Schrumpffutters 2 statt, die zu einer Ausdehnung der
Werkzeugaufnahmeöffnung 22 führt. Sobald
ein Reibungsmoment zwischen Werkzeugaufnahmeöffnung 22 und Werkzeugschaft 19 geringer
als das von der Werkzeuggreifvorrichtung 6 ausgeübte Drehmoment
wird, kommt es zu einer Rotationsbewegung des. Werkzeugs 5 um
die Mittellängsachse 15 und
dadurch zu einer Betätigung
des Betätigungshebels
des Sensormittels 17. Damit wird ein Schaltsignal erzeugt,
dass an die Steuerungseinrichtung 7 weitergeleitet wird
und dort zu einem Abschaltsignal für die Kupferspule 11 und/oder
zu einem Ansteuersignal für
den Antriebsmotor 9 und/oder zu einem Signal einer Signaleinrichtung verarbeitet
wird, die z. B. akustisch und/oder optisch arbeiten kann. Damit
kann unmittelbar bei Freigabe des Werkzeugschafts 19 in
der Werkzeugaufnahmeöffnung 22 eine
Abschaltung der Energiezufuhr in das Schrumpffutter 2 sowie
eine Bewegung der Erwärmungsvorrichtung 4 in
Richtung der Ruheposition eingeleitet werden.
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Bei
einer Ausführungsform
gemäß der 4 kann
eine Detektion der Freigabe des Werkzeugs 6 durch das Schrumpffutter 2 auch
anhand der Axialbewegung vorgenommen werden, die durch die vorgespannte
Druckfeder 39 hervorgerufen wird. Dazu können an
dem Schrumpfgerät 1 nicht
dargestellte optische, elektronische und/oder mechanische De tektionsmittel
vorgesehen sein, die die Axialbewegung des Werkzeugs 6 erfassen
und daraufhin ein Signal an die Steuerungseinrichtung 7 weitergeben.
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Durch
die Bewegung der Erwärmungsvorrichtung
nach oben in Richtung der Ruheposition werden die Werkzeuggreifvorrichtung 6 und
das gegriffene Werkzeug 5 mitgenommen. Das Werkzeug 6 wird
somit automatisch und ohne weiteres Zutun eines Benutzers aus dem
Schrumpffutter 2 entnommen. Damit ist sichergestellt, dass
nur ein minimal erforderlicher Energieeintrag in das Schrumpffutter 2 stattfindet,
außerdem
wird dadurch eine vorteilhafte Handhabung des gesamten Schrumpfvorganges
erreicht, da der Benutzer die Hände
frei hat, um beispielsweise unmittelbar nach Freigabe der Werkzeugaufnahmeöffnung 22 ein
neues Werkzeug 5 in das noch aufgeweitete Schrumpffutter 2 einzusetzen. Dieses
neue Werkzeug 5 kann dabei ebenfalls mit einer Werkzeuggreifvorrichtung 6 versehen
sein, um eine vorbestimmte Einschrumpftiefe des Werkzeugschafts 19 in
die Werkzeugaufnahmeöffnung 22 zu gewährleisten.
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Bei
der in 3 dargestellten zweiten Ausführungsform einer Werkzeuggreifvorrichtung 106 ist in
einem einseitig offenen, C-förmigen
Grundkörper 129 eine
im wesentlichen L-förmige,
den Grundkörper
nach außen
durchdringende Nut eingebracht, die zur Aufnahme eines Spannbackens 130 bestimmt
ist, der längsverschieblich
in der Nut durch einen Gewindetrieb 131 verschiebbar ist.
Dem mit einer prismatischen Ausnehmung versehenen Spannbacken 130 liegt
eine ebenfalls prismatische Ausnehmung im Grundkörper 129 gegenüber, beide
prismatischen Ausnehmungen bilden Greifabschnitte 113 der
Werkzeuggreifvorrichtung 6a. Während ein erster Betätigungsbereich 114 fest
an dem Grundkörper 129 angebracht
ist, bildet der zweite Betätigungsbereich 114 den
für die
Verstellung des Spannbackens 130 notwendigen Gewindetrieb 131,
der in Wirkverbindung mit dem Grundkörper 129 steht.
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Die 6 zeigt
eine Werkzeuggreifvorrichtung 206, bei der ein seitlich
offener C-förmiger Grundkörper 229 drehbar
in einem auf der gleichen Seite einseitig offenen, C-förmigen Haltekörper 232 gelagert
ist. Der Haltekörper 232 weist
Positionsbohrungen 236 auf, die für eine exakte Positionierung
der Werkzeuggreifvorrichtung gegenüber der Erwärmungseinrichtung vorgesehen
sind. In dem Grundkörper 229 ist übereinstimmend
mit der Ausführungsform
gemäß 3 eine
L-förmige
Nut eingebracht, in der ein Spannbacken 230 verschieblich
gelagert ist. Der Spannbacken 230 wird durch einen Gewindetrieb 231 angesteuert
und kann in Wirkverbindung mit den gegenüberliegend angeordneten Greifabschnitten 213 für die Klemmung
an einem Werkzeug eingesetzt werden. In dem Haltekörper 232 ist
seitlich eine über
eine Schraube betätigbare
Vorspanneinrichtung 223 vorgesehen, die den Grundkörper 229 seitlich mit
einer Kraft beaufschlagt. In dem Grundkörper 229 ist an einer
Innenseite ein als optischer Sensor eingebrachtes Messmittel 216 vorgesehen,
mit dem insbesondere durch Abtastung einer Oberfläche des
Werkzeugschafts eine Anbringungsposition an dem Werkzeug ermittelt
und über
ein Display 238 ausgegeben werden kann. Weiterhin sind
in dem Haltekörper 232 nicht
näher dargestellte
Sensormittel vorgesehen, die bei Annäherung des Grundkörpers 229 an
eine Endposition, die schematisch durch die strichlierte Darstellung
des einen Betätigungsbereiches 214 symbolisiert
ist, zu einem Schaltsignal führt,
dass an einer Steckverbindung 237 für die Sensormittel abgegriffen
werden und an die Steuerungseinrichtung weitergeleitet werden kann.
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Die
Werkzeuggreifvorrichtungen 6, 116 und 206 haben
jeweils mindestens eine weitgehend ebene Außenfläche, die etwa parallel zu der
Richtung verläuft,
in der sich die Längsachse
eines eingeklemmten Werkzeuges erstreckt und die als Auflagefläche bzw.
Standfläche
dienen kann. Sie ermöglichen
dadurch das Ablegen des in ihnen festgehaltenen, noch heißen Werkzeugs 5 auf
einer Oberfläche, ohne
dass das evtl. noch aufgeheizte Werkzeug mit der Oberfläche in Kontakt
kommt. Eine spezielle Halterung für die noch heißen Werkzeuge
erübrigt
sich damit.
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Bei
der in den 7 und 8 dargestellten Ausführungsform
der Erfindung ist an der Erwärmungseinrichtung 304 ein
aus elektrisch nicht leitendem Kunststoff, z. B. Polyamid, hergestellter,
scheibenförmiger
Wechselteller 340 drehbar angebracht, der für die Aufnahme
mehrerer (z. B. 4 oder 5) Abdeckscheiben 320 vorgesehen
ist. Die ferritischen Abdeckscheiben sind an einer dem Wechselteller 340 abgewandten
Seite konisch ausgebildet und können
damit in eine nicht dargestellte, konische Aufnahme der Erwärmungseinrichtung
formschlüssig eingesetzt
werden. Die unterschiedlich dimensionierten Abdeckscheiben 320,
die für
eine Konzentration des von der Erwärmungseinrichtung erzeugten
Energiefeldes vorgesehen sind, erlauben durch unterschiedlich dimensionierte,
zentrisch angeordnete Durchgangslöcher eine vorteilhafte An Passung
auf die Geometrie des auszuschrumpfenden Werkzeugs. Eine der Abdeckscheiben 320 ist
zweigeteilt und einseitig verschwenkbar ausgeführt, um auch eine Aufnahme
eines Werkzeugs mit vergrößertem Werkzeugkopf
(vgl. 4) zu ermöglichen.
Die Abdeckscheiben 320 können durch Anheben, Verdrehen
und Absenken des Wechseltellers 340 mit Hilfe des Handgriffes 341 wechselweise
in Eingriff mit der Erwärmungseinrichtung 304 gebracht
werden.
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An
der Erwärmungseinrichtung 304 ist
die bereits aus der 5 bekannte Einrichtung zur Vorspannung
der Werkzeuggreifvorrichtung vorgesehen, die einen Lagerbock 333,
einen Druckstift 334 mit Zugfeder 335 sowie ein
gegenüberliegend
angeordnetes, als Mikroschalter ausgeführtes Sensormittel 317 aufweist.
Durch die Anordnung auf der Erwärmungseinrichtung 304 kann
sichergestellt werden, dass die Werkzeuggreifvorrichtung für alle an
dem Wechselteller 340 angebrachten Abdeckscheiben 320 optimal
positioniert ist. Eine Anbringung der Einrich tung zur Vorspannung
auf dem Wechselteller 340 ist ebenfalls denkbar. Die den
Wechselteller umfassende Wechseleinrichtung kann auch mehrere unterschiedlich
dimensionierte Werkzeuggreifeinrichtungen haben, die den unterschiedlichen
Feldkonzentratorscheiben 320 zugeordnet sind. Die Wechseleinrichtung
für Feldkonzentratoren
kann auch bei herkömmlichen
Schrumpfgeräten
ohne Werkzeuggreifvorrichtung nutzbringend eingesetzt werden.
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In
einer nicht dargestellten Ausführungsform der
Erfindung, bei der das Heben und Senken der Erwärmungsvorrichtung manuell durchgeführt werden kann,
ist eine Ansteuerung der Werkzeuggreifvorrichtung durch eine am
Handgriff vorgesehene Drucktaste vorgesehen, so dass mit Betätigung der
Drucktaste, die insbesondere zur Entriegelung der Erwärmungseinrichtung
an der Säule
des Schrumpfgerätes
vorgesehen sein kann, eine synchrone oder zeitversetzte Betätigung der
Werkzeuggreifvorrichtung vorgesehen ist. Damit wird eine besonders
ergonomische und einfache Betätigung
der Werkzeuggreifvorrichtung erzielt. Die Drucktaste kann dabei über ein
Hebelgetriebe unmittelbar auf die Werkzeuggreifvorrichtung wirken
oder als Signalegeber für
elektrische, hydraulische oder pneumatische Antriebsmittel, die
die Werkzeuggreifvorrichtung betätigen,
vorgesehen sein.