DE102005004166A1

DE102005004166A1 - Werkzeugeinspannvorrichtung

Info

Publication number: DE102005004166A1
Application number: DE200510004166
Authority: DE
Inventors: Christian Pfau; Christoph Zoller
Original assignee: E Zoller GmbH and Co KG; E Zoller GmbH and Co KG Einstell und Messgeraete
Current assignee: E Zoller GmbH and Co KG; E Zoller GmbH and Co KG Einstell und Messgeraete
Priority date: 2005-01-28
Filing date: 2005-01-28
Publication date: 2006-10-19

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Werkzeugeinspannvorrichtung (2) zum thermischen Ein- und/oder Ausspannen von Werkzeugen (14) in ein bzw. aus einem Schrumpffutter (10, 70), mit einer Öffnung (21) zur Aufnahme des Schrumpffutters (10, 70) und einer um die Öffnung (21) geführten Induktionsspule (20) zum thermischen Aufweiten des Schrumpffutters (10, 70) mit mindestens einem elektrischen Leiter (44). DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, dass die Werkzeugeinspannvorrichtung (2) ein außerhalb des elektrischen Leiters (44) angeordnetes, von einem Kühlmedium durchströmbares Kühlelement (28, 46, 54, 64, 66, 74, 76) zur Kühlung der Induktionsspule (20) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugeinspannvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 102 53 106 A1 ist eine gattungsbildende Werkzeugeinspannvorrichtung bekannt, bei der ein als Schrumpffutter ausgestaltetes Werkzeugfutter im Bereich einer Aufnahmeöffnung für ein Werkzeugfutter erhitzt wird, wobei sich die Aufnahmeöffnung weitet und in die geweitete Aufnahmeöffnung ein Werkzeug eingesetzt werden kann. Nach Abkühlung des Schrumpffutters ist das Werkzeug fest im Werkzeugfutter eingespannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugeinspannvorrichtung anzugeben, die insbesondere hinsichtlich ihrer Langlebigkeit verbessert ist. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung geht aus von einer Werkzeugeinspannvorrichtung zum thermischen Ein- und/oder Ausspannen von Werkzeugen in ein bzw. aus einem Schrumpffutter, mit einer Öffnung zur Aufnahme des Werkzeugfutters und einer um die Öffnung geführten Induktionsspule zum thermischen Aufweiten des Schrumpffutters mit mindestens einem elektrischen Leiter. Es wird vorgeschlagen, dass die Werkzeugeinspannvorrichtung ein außerhalb des elektrischen Leiters angeordnetes, von einem Kühlmedium durchströmbares Kühlelement zur Kühlung der Induktionsspule umfasst.

Insbesondere beim Ausschrumpfen von mehreren Werkzeugen aus mehreren Schrumpffuttern hintereinander kann die Induktionsspule der Werkzeugeinspannvorrichtung einer hohen thermischen Belastung ausgesetzt sein. Nach dem Ausschrumpfen einer Reihe von Werkzeugen ist es daher notwendig, die Induktionsspule abkühlen zu lassen, um ein Überhitzen zu verhindern. Die hierdurch erforderliche Pause verlangsamt den Betrieb der Werkzeugeinspannvorrichtung. Durch ein aktives Kühlelement, das von einem Kühlmedium durchströmt wird, kann die Induktionsspule effektiv gekühlt werden, so dass ein Dauerbetrieb der Induktionsspule möglich ist. Auf diese Weise kann mit Hilfe der Werkzeugeinspannvorrichtung pausenlos Werkzeug für Werkzeug aus Schrumpffuttern ausgespannt werden.

Das Kühlelement ist vorteilhafterweise zur Übertragung von Wärme aus der Induktionsspule an das Kühlmedium vorgesehen. Es nimmt Wärme aus der Induktionsspule auf und kühlt diese so. Zweckmäßigerweise ist das Kühlelement unmittelbar an der Induktionsspule oder unmittelbar an einem Gehäuse der Induktionsspule angeordnet. Die Induktionsspule kann von einer Steuereinheit als Schwingkreis mit einer hohen Frequenz von 50 kHz bis 3 MHz angesteuert werden, wodurch relativ wenige Wicklungen zum schnellen Erreichen einer hohen Temperatur des Schrumpffutters nötig sind. Diese Wicklungen sind jedoch thermisch sehr belastet. Eine für einen Dauerbetrieb ausgelegte Induktionsspule wird daher von der Steuereinheit zweckmäßigerweise mit einem Frequenzumrichter in einer Frequenz von 1 bis 50 kHz angesteuert und umfasst eine größere Anzahl von Wicklungen. Auch hierdurch kann das Schrumpffutter schnell und insbesondere besonders gleichmäßig erwärmt werden, wobei die thermische Belastung der Induktionsspule geringer gehalten ist. Hierdurch wird ein Dauerbetrieb der Induktionsspule bei einem vertretbaren Kühlaufwand möglich.

Zur effektiven Kühlung der Induktionsspule ist es vorteilhaft, wenn die radiale Dicke einer Wicklung in der Induktionsspule 15 mm nicht überschreitet. Eine von außen erfolgende Kühlung kann hierbei auch das Wicklungsinnere noch effektiv kühlen. Bei einer größeren Dicke besteht bei einem Dauerbetrieb auch bei einer Kühlung die Gefahr einer Überhitzung.

Eine besonders gut kühlbare und somit langlebige Werkzeugeinspannvorrichtung kann erreicht werden, wenn der elektrische Leiter ein Folienleiter ist. Bei einem Folienleiter kann die zur Erwärmung des Schrumpffutters nötige Leistung mit einer dünnen Induktionsspule erreicht werden, die auch in ihrem Inneren besonders effektiv kühlbar ist.

Die Kühlung der Werkzeugeinspannvorrichtung ist einfach realisierbar, wenn das Kühlelement um ein Wicklungspaket der Induktionsspule herum angeordnet ist. Das Kühlelement ist hierbei zweckmäßigerweise vollständig außerhalb des Wicklungspakets angeordnet und nicht im Paket eingewickelt.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung wird erreicht, wenn das Kühlelement zumindest teilweise radial innerhalb der Induktionsspule angeordnet ist. Neben einer Kühlung der Induktionsspule kann auch das Schrumpffutter durch das Kühlelement abgekühlt werden. Die Erhitzung und die Abkühlung des Schrumpffutters können durch eine einzige Vorrichtung, nämlich die Werkzeugeinspannvorrichtung, durchgeführt werden. Auf eine separate Kühleinrichtung kann verzichtet werden. Hierfür sind die Induktionsspule und eine Kühleinrichtung mit dem Kühlelement zur Kühlung des Schrumpffutters in einem einzigen, um das Werkzeug verfahrbaren Gehäuse angeordnet.

Zweckmäßigerweise begrenzt das Kühlelement die Öffnung zumindest teilweise. Hierdurch kann das Kühlelement unmittelbar an das Schrumpffutter zur Kühlung desselben angelegt werden, wodurch das Schrumpffutter besonders schnell und effektiv abgekühlt werden kann.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Öffnung von zumindest zwei in Axialrichtung versetzt angeordneten Spulensegmenten umgeben, und das Kühlelement ist zwischen den Spulensegmenten angeordnet. Hierdurch kann die Induktionsspule auch in ihrem radial inneren Bereich gekühlt werden, ohne dass das Kühlelement zwischen der Induktionsspule und dem Schrumpffutter angeordnet sein muss. Besonders vorteilhaft ist die Anordnung von mindestens drei Spulensegmenten und zwei Kühlelementen, die jeweils zwischen zwei Spulensegmenten angeordnet sind. Hierdurch kann eine gute Kühlung der Induktionsspule und zusätzlich ein gleichmäßiges Erhitzen und ggf. zusätzliches Abkühlen des Schrumpffutters erreicht werden.

Vorteilhafterweise sind die Spulensegmente von zumindest einem Folienleiter gebildet. Hierdurch kann eine hohe Dichte der Spulensegmente, verbunden mit einer hohen Heizleistung und einer effektiven Kühlung der Spulensegmente, erreicht werden. Zweckmäßigerweise sind die Spulensegmente jeweils von einem Folienleiter gebildet, wobei die Folienleiter der Spulensegmente elektrisch parallel geschaltet sind. Hierdurch können eine einfache Herstellung der Werkzeugeinspannvorrichtung und eine hohe Leistung derselben erreicht werden.

Schrumpffutter bilden üblicherweise im Bereich ihrer Aufnahmeöffnung für das Werkzeug einen steilen Außenkonus. Um die Induktionsspule möglichst nah an das Schrumpffutter heranzuführen, ist es vorteilhaft, dass die Öffnung der Werkzeugeinspannvorrichtung einen Innenkonus bildet. Zweckmäßigerweise bildet auch die Induktionsspule einen Innenkonus. Bei Ausführung des elektrischen Leiters als Folienleiter bei konischer Ausführung der Induktionsspule kann eine sehr kompakte, effektiv heizende und gut kühlbare Anordnung erreicht werden. Eine effektive Kühlung des Schrumpffutters bei einer konisch ausgeführten Öffnung kann erreicht werden, wenn das Kühlelement einen Innenkonus bildet.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Werkzeugeinspannvorrichtung mindestens zwei jeweils eine unterschiedliche Öffnung bildende Kühlelemente umfasst, die an der Induktionsspule austauschbar angeordnet sind. Es können Schrumpffutter unterschiedlicher Größe durch ein jeweils direkt am Schrumpffutter anliegendes Kühlelement effektiv gekühlt werden. Zweckmäßigerweise sind die austauschbaren Kühl elemente in die Induktionsspule einsetzbar, insbesondere von oben einhängbar.

Bei Verwendung eines gasförmigen Kühlmediums kann eine geringe Erhitzung des Kühlmediums bei einer induktiven Erhitzung des Schrumpffutters erreicht werden, da das gasförmige Kühlmedium insbesondere eine verschwindende elektrische Leitfähigkeit aufweist.

Eine hohe Lebensdauer der Werkzeugeinspannvorrichtung kann erreicht werden, wenn das Kühlelement mit einem Kühlgerät zur Kühlung des Kühlmediums verbunden ist und das Kühlgerät mit einem Kreislauf verbunden ist, der zumindest eine Komponente der Steuereinheit zur Steuerung der Induktionsspule kühlt. Insbesondere bei einer Frequenz von 1 bis 50 kHz sind die Anforderungen an die Steuerung der Induktionsspule recht hoch, da beispielsweise ein verwendeter Frequenzumrichter oder andere Elemente einer Leistungselektronik viel Wärme erzeugen. Durch die Abfuhr dieser Wärme können eine Überhitzung und ein Defekt dieser Komponente wirksam verhindert werden.

Es ist außerdem die Aufgabe der Erfindung, eine Werkzeugeinspannvorrichtung anzugeben, die ein einfaches Ein- und Ausspannen eines Werkzeugs in ein bzw. aus einem Werkzeugfutter erlaubt. Diese Aufgabe wird durch eine Werkzeugeinspannvorrichtung mit einer Heizeinrichtung zur Erhitzung und einer Kühleinrichtung zur Kühlung eines Schrumpffutters gelöst, bei der die Heizeinrichtung und die Kühleinrichtung mit zumindest einem Kühlelement in einem einzigen, um das Werkzeug verfahrbaren Gehäuse angeordnet sind. Weiterbildungen dieser Erfin dung sind den Unteransprüchen und den obigen Erläuterungen zu entnehmen.

Zeichnung

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele 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.

Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Werkzeugpositionier- und Einschrumpfgeräts mit einer Werkzeugeinspannvorrichtung,

2 die Werkzeugeinspannvorrichtung in einer Schnittansicht,

3 eine Schnittdarstellung einer weiteren Werkzeugeinspannvorrichtung mit einem in eine Induktionsspule eingreifenden Kühlelement,

4 eine andere Werkzeugeinspannvorrichtung in einer Schnittdarstellung,

5 eine weitere Werkzeugeinspannvorrichtung mit einem Kühlelement zur Kühlung der Induktionsspule und einem Kühlelement zur Kühlung des Schrumpffutters,

6 eine Werkzeugeinspannvorrichtung mit einem Kühlelement als austauschbarem Einsatz und

7 die Werkzeugeinspannvorrichtung aus 6 mit einem anderen Kühlelement.

1 zeigt ein Werkzeugpositionier- und Schrumpfgerät mit einer Werkzeugeinspannvorrichtung 2 und einer Messeinrichtung 4 zum optischen Vermessen eines Werkzeugs, die in die durch Pfeile 6 angezeigten Richtungen verfahrbar ist. Außerdem umfasst das Gerät eine drehbare Werkzeugfutteraufnahme 8 zur Aufnahme eines als Schrumpffutter 10 ausgestalteten Werkzeugfutters mit einer Werkzeugaufnahme 12 (2). In die Werkzeugaufnahme 12 wird ein Werkzeug 14 mit der Werkzeugeinspannvorrichtung 2 eingeschrumpft, indem eine Heizeinrichtung 16 um die Werkzeugaufnahme 12 angeordnet wird und die Werkzeugaufnahme 12 erhitzt. Die Heizeinrichtung 16 ist hierfür entsprechend der durch die Pfeile 18 dargestellten Richtungen verfahrbar.
Die Heizeinrichtung 16 arbeitet nach dem Prinzip der Wirbelströme und umfasst hierzu eine Induktionsspule 20, die ein um eine Öffnung 21 herumgeführtes Wicklungspaket mit einem als Folienleiter 22 ausgestalteten elektrischen Leiter umfasst. Der Folienleiter 22 umfasst eine dünne Kupferfolie, die rundum isoliert ist und zu einem zylinderförmigen Wicklungspaket mit einer radialen Paketdicke 24 von 11 mm gewickelt ist. Das Wicklungspaket ist von einem Wicklungsgehäuse 26 umgeben, an dessen radialer Außenseite ein Kühlelement 28 in Form eines Kunststoffschlauchs mit rechteckigem Querschnitt gewickelt ist.
Das Kühlelement 28 ist durch einen Kühlanschluss 30 mit einem Kühlgerät 32 zur Kühlung eines Kühlmediums, beispielsweise Wasser, verbunden, wobei das Kühlgerät 32 eine Pumpe zur Bewegung des Kühlmediums im Kühlelement 28 umfasst. Ebenso wie der Kunststoff des Wicklungsgehäuses 26 ist der Kunststoff, aus dem das Kühlelement 28 gefertigt ist, elektrisch und magnetisch nicht leitend, jedoch sehr gut wärmeleitend und im Frequenzbereich zwischen 1 kHz und 50 kHz stabil. Das Kühlelement 28 bildet mit seinen Wicklungen um die Induktionsspule 20 eine Kühleinrichtung 34, die mit der Heizeinrichtung 16 in einem gemeinsamen Gehäuse 36 untergebracht ist.
Zum Einspannen des Werkzeugs 14 in das Schrumpffutter 10 wird die Heizeinrichtung 16 mitsamt der Kühleinrichtung 34 aus der in 1 gezeigten Position nach unten in die in 2 gezeigte Position verfahren. Anschließend wird die Induktionsspule 20 über eine Steuerleitung 38 von einer Steuereinheit 40 mit einer Wechselspannung einer Frequenz bis zu 25 kHz, beispielsweise 20 kHz, beaufschlagt, wodurch im Schrumpffutter 10 Wirbelströme erzeugt werden, die die Werkzeugaufnahme 12 des Schrumpffutters 10 erhitzen. Die Werkzeugaufnahme 12 weitet sich, und das Werkzeug 14 kann in die im kalten Zustand für den Werkzeugschaft zu enge Werkzeugaufnahme 12 eingeführt werden. Nach Erreichen einer Soll-Temperatur wird die Induktionsspule 20 abgeschaltet, wodurch die Werkzeugaufnahme 12 langsam abkühlt, sich zusammenzieht und das Werkzeug 14 fest einspannt. Die Heizeinrichtung 16 mit der Kühleinrichtung 34 kann nach oben in die in 1 ge zeigte Position verfahren werden, und das Schrumpffutter 10 kann mit dem eingespannten Werkzeug 14 aus der Werkzeugfutteraufnahme 8 entnommen werden.
Das Ausspannen des Werkzeugs 14 aus der Werkzeugaufnahme 12 geschieht in analoger Weise durch ein Erhitzen der Werkzeugaufnahme 12 und eine Entnahme des Werkzeugs 14 aus der geweiteten Werkzeugaufnahme 12.
Bei einem Ein- oder Ausschrumpfen von mehreren Werkzeugen 14 hintereinander entwickelt der Folienleiter 22 so viel Wärme, dass diese aus der Induktionsspule 20 abgeführt werden muss. Hierzu wird das Kühlgerät 32 von der Steuereinheit 40 angesteuert, so dass das Kühlelement 28 von durch das Kühlgerät 32 gekühltem Wasser durchströmt wird. Die Induktionsspule 20 wird von außen gekühlt, so dass bei einem Dauerbetrieb der Induktionsspule 20 eine stabile Temperatur erreicht wird, die die Induktionsspule 20 nicht schädigt.
In 3 ist eine alternative Werkzeugeinspannvorrichtung 2 in einer schematischen Schnittdarstellung gezeigt. Im Wesentlichen gleich bleibende Bauteile sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert. Ferner kann bezüglich gleich bleibender Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung zum Ausführungsbeispiel in den 1 und 2 verwiesen werden. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel in den 1 und 2. Die Heizeinrichtung 16 der Werkzeugeinspannvorrichtung 2 weist eine Induktionsspule 42 mit einem drahtförmigen elektrischen Leiter 44 auf. Die Induktionsspule 42 umfasst ein Wicklungspaket mit einer radialen Paketdicke 24 von 35 mm, bei dem eine Kühlung allein von radial außen eine zu hohe Temperatur im radial inneren Bereich der Induktionsspule 42 zulassen würde. Zur besseren Kühlung auch des radial inneren Bereichs der Induktionsspule 42 weist die Werkzeugeinspannvorrichtung 2 eine Kühleinrichtung 34 mit einem Kühlelement 46 auf, das als rechteckiger Kunststoffschlauch spiralförmig und zylinderförmig teilweise um die Induktionsspule 42 und teilweise im Wicklungspaket der Induktionsspule 42 geführt ist. Das Kühlelement 46 reicht etwa zwei Drittel der radialen Paketdicke 24 in das Wicklungspaket hinein und kühlt daher auch den radial inneren Bereich der Induktionsspule 42.
In 4 ist eine weitere Werkzeugeinspannvorrichtung 2 in einer schematischen Schnittdarstellung gezeigt, bei der eine Kühleinrichtung 48 eine Heizeinrichtung 50 mit drei Spulensegmenten 52 durchdringt. Die drei Spulensegmente 52 umfassen jeweils ein Wicklungspaket aus einem drahtförmigen elektrischen Leiter 44. Die Leiter 44 sind durch die Steuereinheit 40 parallel geschaltet. Die Kühleinrichtung 48 umfasst zwei ringförmige Kühlelemente 54, die jeweils mit einem eigenen Kühlanschluss 30, der in 4 nicht gezeigt ist, am Kühlgerät 32 angeschlossen sind. Auf der rechten Seite der 4 ist eine alternative und sehr ähnliche Anordnung einer Kühleinrichtung 56 und einer Heizeinrichtung 58 dargestellt, bei der die Kühleinrichtung 56 drei ringförmige Kühlelemente 54 und zwei ringförmige Spulensegmente 60 umfasst. Die Wicklungspakete der Spulensegmente 60 sind aus einem Folienleiter gewickelt. Der Einfachheit halber sind beide Kühleinrichtungen 48, 56 und Heizeinrichtungen 50, 58 in 4 in einer Abbildung dargestellt. Die Kühlelemente 54 durchdringen die Spulensegmente 52, 60 in Radialrichtung vollständig bis zur Öffnung 21, wodurch die Spulensegmente 52, 60 in ihrem radial äußeren und radial inneren Bereich gleichmäßig gekühlt werden.
Außerdem wird die Öffnung 21 sowohl von einer Heizeinrichtung 50, 58 als auch von einer Kühleinrichtung 48, 56 gebildet, so dass die Werkzeugaufnahme 12 nach einem ausreichenden Erhitzen und Einführen des Werkzeugs 14 durch die Kühleinrichtung 48, 56 gekühlt werden kann. Auf eine separate Kühleinrichtung, die nach einem Erhitzen um die Werkzeugaufnahme 12 gelegt werden muss, kann verzichtet werden. Die Kühleinrichtung 48, 56 hat hierbei die Aufgabe, sowohl die Heizeinrichtung 50, 58 als auch die Werkzeugaufnahme 12 eines Schrumpffutters 70 zu kühlen. Hierzu ist die Öffnung 21, die von den Kühlelementen 54 zumindest mit gebildet wird, der Außenform der Werkzeugaufnahme 12 angepasst und beispielsweise konisch mit einem Konuswinkel von 4,5° zu einer Schrumpffutterachse ausgestaltet. Auf diese Weise liegen die Kühlelemente 54 direkt an der Werkzeugaufnahme 12 an und können diese optimal kühlen.
Eine weitere Alternative einer Kühleinrichtung 62 ist in 5 gezeigt. Die Kühleinrichtung 62 umfasst zwei Kühlelemente 64, 66, die jeweils einen eigenen Kühlanschluss 30 zum Kühlgerät 32 aufweisen und daher vom Kühlgerät 32 separat mit einem Kühlmedium beschickt werden können. Das Kühlelement 66 ist radial innerhalb der Induktionsspule 20 angeordnet und bildet die konusförmige Öffnung 21, so dass es unmittelbar an die Werkzeugaufnahme 12 angelegt werden kann. Um das von der Induktionsspule 20 aufgebaute Magnetfeld innerhalb der Öff nung 21 nicht sehr zu stören, wird das Kühlelement 66 von einem sehr kalten gasförmigen Kühlmedium durchströmt, wobei das Kühlelement 64, das radial außerhalb der Induktionsspule 20 angeordnet ist, von einem flüssigen Kühlmedium, beispielsweise destilliertem Wasser, durchströmt wird. Das Kühlelement 66 weist außerdem eine sehr geringe radiale Dicke von 4 mm auf, so dass die Induktionsspule 20 sehr nah an der Werkzeugaufnahme 12 angeordnet ist.
Eine ähnliche Anordnung, die zusätzlich an verschiedene Schrumpffutter 10, 70 angepasst werden kann, ist in den 6 und 7 gezeigt. Die gezeigte Kühleinrichtung 72 umfasst mehrere Kühlelemente 74, 76, von denen in den 6 und 7 nur zwei gezeigt sind. Die Kühlelemente 74, 76 können von oben in die von der Induktionsspule 20 gebildete Öffnung 21 eingesetzt werden, so dass die Kühlelemente 74, 76 radial nach außen von der Induktionsspule 20 begrenzt werden und radial nach innen unmittelbar an die Werkzeugaufnahme 12 des jeweiligen Schrumpffutters 10, 70 angelegt werden können, um dieses effektiv zu kühlen. Zur Anpassung an verschiedene Schrumpffutter 10, 70 ist die radiale Dicke 68 der Kühlelemente 74, 76 unterschiedlich ausgeführt, beispielsweise 4,5 mm in 7 und 10 mm in 6. Die Kühlelemente 74, 76 können über flexible Kühlanschlüsse 30 mit dem Kühlgerät 32 verbunden sein und von Hand jeweils passend in die Induktionsspule 20 eingesetzt werden. Im Betrieb kühlen die Kühlelemente 74, 76 radial nach innen die Werkzeugaufnahme 12 und radial nach außen die Induktionsspule 20.

2: Werkzeugeinspannvorrichtung
4: Messeinrichtung
6: Pfeil
8: Werkzeugfutteraufnahme
10: Schrumpffutter
12: Werkzeugaufnahme
14: Werkzeug
16: Heizeinrichtung
18: Pfeil
20: Induktionsspule
21: Öffnung
22: Folienleiter
24: Paketdicke
26: Wicklungsgehäuse
28: Kühlelement
30: Kühlanschluss
32: Kühlgerät
34: Kühleinrichtung
36: Gehäuse
38: Steuerleitung
40: Steuereinheit
42: Induktionsspule
44: elektrischer Leiter
46: Kühlelement
48: Kühleinrichtung
50: Heizeinrichtung
52: Spulensegment
54: Kühlelement
56: Kühleinrichtung
58: Heizeinrichtung
60: Spulensegment
62: Kühleinrichtung
64: Kühlelement
66: Kühlelement
68: Dicke
70: Schrumpffutter
72: Kühleinrichtung
74: Kühlelement
76: Kühlelement

Claims

Werkzeugeinspannvorrichtung (2) zum thermischen Ein- und/oder Ausspannen von Werkzeugen (14) in ein bzw. aus einem Schrumpffutter (10, 70), mit einer Öffnung (21) zur Aufnahme des Schrumpffutters (10, 70) und einer um die Öffnung (21) geführten Induktionsspule (20) zum thermischen Aufweiten des Schrumpffutters (10, 70) mit mindestens einem elektrischen Leiter (44), gekennzeichnet durch ein außerhalb des elektrischen Leiters (44) angeordnetes, von einem Kühlmedium durchströmbares Kühlelement (28, 46, 54, 64, 66, 74, 76) zur Kühlung der Induktionsspule (20).
Werkzeugeinspannvorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter ein Folienleiter (22) ist.
Werkzeugeinspannvorrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass das Kühlelement (28, 46, 64) um ein Wicklungspaket der Induktionsspule (20) herum angeordnet ist.
Werkzeugeinspannvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass das Kühlelement (66, 74, 76) zumindest teilweise radial innerhalb der Induktionsspule (20) angeordnet ist.
Werkzeugeinspannvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlelement (54, 66, 74, 76) die Öffnung (21) zumindest teilweise begrenzt.
Werkzeugeinspannvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Öffnung (21) von mindestens zwei in Axialrichtung versetzt angeordneten Spulensegmenten (52, 60) umgeben ist und das Kühlelement (46, 54) zwischen den Spulensegmenten (52, 60) angeordnet ist.
Werkzeugeinspannvorrichtung (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet dass die Spulensegmente (60) von zumindest einem Folienleiter gebildet sind.
Werkzeugeinspannvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens zwei jeweils eine unterschiedliche Öffnung (21) bildende Kühlelemente (74, 76), die an der Induktionsspule (20) austauschbar angeordnet sind.
Werkzeugeinspannvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium gasförmig ist.
Werkzeugeinspannvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlelement (28, 46, 54, 64, 66, 74, 76) mit einem Kühlgerät (32) zur Kühlung des Kühlmediums verbunden ist und das Kühlgerät (32) mit einem Kühlkreislauf verbunden ist, der zumindest eine Komponente einer Steuereinheit (40) zur Steuerung der Induktionsspule (20) kühlt.