DE102005057476B3

DE102005057476B3 - Schrumpfvorrichtung mit Kühlvorrichtung, Kühlvorrichtung für eine Schrumpfvorrichtung, Kühlerschaltvorrichtung, Verfahren zur Montage einer Kühlerschaltvorrichtung

Info

Publication number: DE102005057476B3
Application number: DE200510057476
Authority: DE
Inventors: Josef Haimer
Original assignee: Haimer GmbH
Current assignee: Haimer GmbH
Priority date: 2005-11-30
Filing date: 2005-11-30
Publication date: 2007-08-02
Anticipated expiration: 2025-12-01

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühlerschaltvorrichtung, insbesondere für eine Kühlvorrichtung für eine Schrumpfvorrichtung, eine Kühlvorrichtung für eine Schrumpfvorrichtung, insbesondere für ein induktives Schrumpfgerät, mit einer solchen Kühlerschaltvorrichtung, eine Schrumpfvorrichtung, insbesondere ein induktives Schrumpfgerät, mit einer solchen Kühlvorrichtung sowie ein Verfahren zur Montage einer solchen Kühlerschaltvorrichtung. Die Kühlerschaltvorrichtung weist eine Sensoreinheit, die derart eingerichtet ist, dass sie elektrische Aktivität, insbesondere einen Induktionsstrom der Schrumpfvorrichtung, detektiert, sowie eine mit der Sensoreinheit verbundene Schalteinheit, die derart eingerichtet ist, dass sie in Abhängigkeit der von der Sensoreinheit detektierten elektrischen Aktivität eine elektrische Verbindung, insbesondere die elektrische Energieversorgung der Kühlvorrichtung, schaltet, auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schrumpfvorrichtung, insbesondere ein induktives Schrumpfgerät, mit Kühlvorrichtung, eine Kühlvorrichtung für eine Schrumpfvorrichtung, insbesondere für ein induktives Schrumpfgerät, sowie eine Kühlerschaltvorrichtung, insbesondere für eine Kühlvorrichtung für eine Schrumpfvorrichtung.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage einer solchen Kühlerschaltvorrichtung, insbesondere an eine Schrumpfvorrichtung, insbesondere ein induktives Schrumpfgerät, mit Kühlvorrichtung.

Aus der WO 01/89758 A1 ist bekannt, Rotationswerkzeuge, beispielsweise Bohrer oder Fräser oder dergleichen, mittels eines – in diesem Fall induktiven – Schrumpfgeräts in eine zentrische Aufnahmeöffnung eines Werkzeughalters ein- oder auch auszuschrumpfen.

Die Aufnahmeöffnung des Werkzeughalters ist in einem hülsenförmigen Aufnahmeabschnitt desselben vorgesehen und hat einen Nenndurchmesser, der etwas kleiner ist als der Durchmesser eines in die Aufnahmeöffnung ein zusetzenden Werkzeugschafts des ein- bzw. auszuschrumpfenden Rotationswerkzeugs.

Mittels einer im Betrieb den Aufnahmeabschnitt konzentrisch umschließenden Induktionsspulenanordnung kann der Aufnahmeabschnitt thermisch aufgeweitet werden, so dass der Werkzeugschaft in die Aufnahmeöffnung des Werkzeughalters eingesetzt oder aus dieser wieder entnommen werden kann.

Nach dem Abkühlen hält der Aufnahmeabschnitt den Werkzeugschaft im Presssitz drehfest eingeschrumpft.

Das Schrumpfgerät speist die Induktionsspulenanordnung mit hochfrequentem Wechselstrom oder gepulstem Gleichstrom, wobei eine Steuerung die Stromstärke oder/und die Frequenz oder/und die Einschaltdauer vorgibt, um einerseits für eine hinreichende Erwärmung des Aufnahmeabschnitts zu sorgen, andererseits aber eine unerwünschte Überhitzung zu verhindern. Üblicherweise werden an dem Schrumpfgerät diese Energiezuführungsdaten abhängig vom Typ des zu erwärmenden Werkzeughalters eingestellt.

Zur Beschleunigung der Abkühlphase wird auf dem Werkzeughalter ein Kühlkörper bzw. Kühlmanschette aufgesetzt, welcher bzw. welche über einen flexiblen Schlauch mit Kühlflüssigkeit aus einem nach dem Wärmepumpenprinzip arbeitenden, separaten bzw. separat bedienbaren, d.h. manuell schaltbaren, Kühlaggregat gespeist wird.

Die Kühlmanschette wird dabei bei eingeschaltetem Kühlaggregat kontinuierlich von der Kühlflüssigkeit durchspült und damit gekühlt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg für eine effizientere Kühlung eines Schrumpfgeräts aufzuzeigen.

Diese Aufgabe wird durch eine Schrumpfvorrichtung, insbesondere ein induktives Schrumpfgerät, mit Kühlvorrichtung, durch eine Kühlvorrichtung für eine Schrumpfvorrichtung, insbesondere für ein induktives Schrumpfgerät, sowie durch eine Kühlerschaltvorrichtung, insbesondere für eine Kühlvorrichtung für eine Schrumpfvorrichtung, mit den Merkmalen des jeweiligen unabhängigen Anspruchs gelöst.

Weiterhin wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Montage einer solchen Kühlerschaltvorrichtung, insbesondere an eine Schrumpfvorrichtung, insbesondere ein induktives Schrumpfgerät, mit Kühlvorrichtung, mit den Merkmalen des entsprechenden unabhängigen Anspruchs gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Gegenstände der Unteransprüche beziehen sich sowohl auf die erfindungsgemäße Kühlerschaltvorrichtung, die erfindungsgemäße Schrumpfvorrichtung und auf die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung sowie auf das erfindungsgemäße Montageverfahren einer solchen Kühlerschaltvorrichtung.

Die erfindungsgemäße Kühlerschaltvorrichtung, insbesondere für eine Kühlvorrichtung für eine Schrumpfvorrichtung, weist eine Sensoreinheit sowie eine mit der Sensoreinheit, beispielsweise über ein Kabel oder eine – signalübertragende – Funkstrecke, verbundene Schalteinheit auf.

Die Sensoreinheit ist derart ausgebildet, dass sie elektrische Aktivität, beispielsweise einen Stromfluss, insbesondere den – während eines Schrumpfvorgangs – eine Induktionsspulenanordnung der Schrumpfvorrichtung spei senden hochfrequenten Wechselstrom oder gepulsten Gleichstrom, detektiert.

Insbesondere kann hier ein Induktionssensor eingesetzt werden, der vorzugsweise an oder in der Nähe einer Stromversorgungsleitung, mittels der die Induktionsspulenanordnung der Schrumpfvorrichtung mit hochfrequenten Wechselstrom oder gepulsten Gleichstrom gespeist wird, angeordnet ist.

Die Anordnung des Induktionssensors kann besonders bevorzugt dadurch realisiert werden, dass dieser mittels eines Kabelbinders oder Clips – oder einer vergleichbaren bzw. ähnlichen, insbesondere wieder lösbaren, Verbindung – an das die Induktionsspulenanordnung der Schrumpfvorrichtung mit hochfrequenten Wechselstrom oder gepulsten Gleichstrom speisende Kabel – oder an eine Ümhüllung, beispielsweise einen Spulenschlauch, desselben – angebracht wird.

Die Schalteinheit der erfindungsgemäßen Kühlerschaltvorrichtung ist derart ausgebildet, dass sie in Abhängigkeit der von der Sensoreinheit detektierten elektrischen Aktivität eine elektrische Verbindung, beispielsweise eine Stromversorgung der Kühlvorrichtung, – gleich einem elektrischen Schalter – schaltet, d.h. schließt und/oder öffnet.

Vorzugsweise ist diese Schalteinheit derart ausgebildet, dass sie die elektrische Verbindung schließt, sobald die Sensoreinheit die elektrische Aktivität bzw. einen Beginn der elektrischen Aktivität detektiert, und diese wieder öffnet, sobald die Sensoreinheit ein Ende der elektrischen Aktivität detektiert.

In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist die Schalteinheit derart ausgebildet, dass die elektrische Verbindung mit einem vorgebbaren Zeitverzug (Nachlaufzeit/Kühlernachlaufzeit) nach dem Ende der detektierten elektri schen Aktivität wieder geöffnet wird. Die Nachlaufzeit, beispielsweise mehrere Minuten, z. B. 10 Minuten, kann dabei in ihrer Länge vorgebbar, beispielsweise mittels eines Potentiometers oder eines programmierbaren elektronischen Bauteils, eingestellt werden, wobei die Nachlaufzeit zweckmäßig in Abhängigkeit eines zu kühlenden Teils, insbesondere eines abzukühlenden Werkzeughalters und/oder Werkzeugs, bzw. dessen Temperaturverhalten einzustellen ist.

Besonders bevorzugt kann hier weiter vorgesehen sein, dass die Sensoreinheit und/oder die Schalteinheit eine Anzeigevorrichtung, beispielsweise eine optische Anzeigevorrichtung, wie ein Lämpchen oder eine (Leucht-/LED-)Diode, oder eine akkustische Anzeige, wie einen Ton- oder Signalgeber, aufweist, welche die geschlossene elektrische Verbindung, und damit insbesondere in Folge einen Kühlbetrieb der Kühlvorrichtung, anzeigt bzw. signalisiert.

Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung für eine Schrumpfvorrichtung, insbesondere für ein induktives Schrumpfgerät, weist ein Kühlaggregat, beispielsweise ein nach dem Wärmepumpenprinzip arbeitendes Kühlaggregat, welches über eine Stromversorgungsleitung mit Energie versorgbar ist, sowie die erfindungsgemäße Kühlerschaltvorrichtung auf.

In die Stromversorgungsleitung des Kühlaggregats ist die Schalteinheit der Kühlerschaltvorrichtung – gleich einem mittels der Sensoreinheit steuerbaren bzw. betätigbaren Schalter – zwischengeschaltet.

Zwischengeschaltet kann hier auch funktional verstanden werden, in dem Sinn, dass die Schalteinheit die Stromversorgung bzw. die Stromversorgungsleitung des Kühlaggregat ein- und/oder ausschaltet.

In bevorzugter Ausgestaltung weist die Schalteinheit eine Stromversorgungsleitung zum Anschluss der Schalteinheit an eine Stromversorgung sowie einen Eingang bzw. eine Steckdose zum Anschluss der Stromversorgungsleitung des Kühlaggregats an die Schalteinheit auf. Stromversorgungsleitung der Schalteinheit und Steckdose zum Anschluss des Kühlaggregats sind über die schaltbare Verbindung der Schalteinheit verbindbar.

In bevorzugter Ausgestaltung kann weiter vorgesehen sein, dass die Schalteinheit in der Nähe oder am Kühlaggregat angeordnet ist. In besonders bevorzugter Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Schalteinheit mittels (Kunststoff-)Schrauben an einem Lochblech des Kühlaggregats befestigt bzw. eingehängt wird.

Die erfindungsgemäße Schrumpfvorrichtung, insbesondere ein induktives Schrumpfgerät, mit Kühlvorrichtung weist ein Schrumpfgerät, insbesondere das induktive Schrumpfgerät, auf. Weiterhin weist sie die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung für eine Schrumpfvorrichtung und mit in Folge die erfindungsgemäßen Kühlerschaltvorrichtung auf.

In die Stromversorgungsleitung des Kühlaggregats ist die Schalteinheit der Kühlerschaltvorrichtung – gleich einem mittels der Sensoreinheit steuerbaren bzw. betätigbaren Schalter – zwischengeschaltet. Die Sensoreinheit ist derart an dem Schrumpfgerät angeordnet, dass sie die elektrische Aktivität, beispielsweise einen Stromfluss, insbesondere den – während eines Schrumpfvorgangs – eine Induktionsspulenanordnung der Schrumpfvorrichtung speisenden hochfrequenten Wechselstrom oder gepulsten Gleichstrom (Induktionsstrom), detektiert.

Vorzugsweise kann die Sensoreinheit, insbesondere ein Induktionssensor, an oder in der Nähe einer Stromversorgungsleitung, mittels der die Indukti onsspulenanordnung der Schrumpfvorrichtung mit Induktionsstrom bzw. hochfrequenten Wechselstrom oder gepulsten Gleichstrom gespeist wird, angeordnet werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Montage einer solchen Kühlerschaltvorrichtung, insbesondere an eine Schrumpfvorrichtung, insbesondere an ein induktives Schrumpfgerät, mit Kühlvorrichtung wird die Schalteinheit der Kühlerschaltvorrichtung – gleich einem mittels der Sensoreinheit steuerbaren bzw. betätigbaren Schalter – in eine Stromversorgungsleitung eines Kühlaggregats der Kühlvorrichtung zwischengeschaltet.

Die Sensoreinheit wird derart an dem Schrumpfgerät angeordnet, dass sie die elektrische Aktivität, beispielsweise einen Stromfluss, insbesondere den – während eines Schrumpfvorgangs – eine Induktionsspulenanordnung der Schrumpfvorrichtung speisenden hochfrequenten Wechselstrom oder gepulsten Gleichstrom (im allgemeinen Induktionsstrom), detektiert.

Vorzugsweise wird die Sensoreinheit, insbesondere ein Induktionssensor, an oder in der Nähe einer Stromversorgungsleitung, mittels der die Induktionsspulenanordnung der Schrumpfvorrichtung mit hochfrequenten Wechselstrom oder gepulsten Gleichstrom gespeist wird, insbesondere an einem Spulenschlauch der Schrumpfvorrichtung, beispielsweise mittels eines Kabelbinders, angeordnet. Weiter wird bevorzugt die Schalteinheit mittels (Kunststoff-)Schrauben an einem Lochblech des Kühlaggregats eingehängt.

Weiterhin kann das Kühlaggregat, welches mittels seines eigenen Betätigungsschalters eingeschaltet verbleibt, mittels seines Netzsteckers – an einer Steckdose – der Schalteinheit angeschlossen werden, welche Schalteinheit ihrerseits über ein Kabel an einer Stromversorgung angeschlossen wird. Die Stromversorgung der Schalteinheit und die Steckdose zum Anschluss des Kühlaggregats sind über die schaltbare Verbindung der Schalteinheit verbindbar.

Anschaulich gesehen handelt es sich bei der Erfindung um einen Sensorgesteuerten Schalter für eine Kühlvorrichtung bzw. einen Kühler (Kühlaggregat) einer Schrumpfvorrichtung bzw. eines Schrumpfgeräts.

Diese erfindungsgemäße Sensor-Schalter-Kombination ermöglicht durch automatisches, sensorindiziertes Zu- bzw. Ein- und Ausschalten des Kühlers bzw. der Stromzuführung des Kühlers einen automatisierten Kühlbetrieb des Schrumpfgeräts während, d.h. nur während, eines Schrumpfvorgangs, beispielsweise – im Falle eines induktiven Schrumpfgeräts – nur während der Zeit, in welcher eine Induktionsspulenanordnung des induktiven Schrumpfgeräts mit hochfrequenten Wechselstrom oder gepulsten Gleichstrom (im allgemeinen mit Induktionsstrom) gespeist wird, sowie einer vorgebbaren Nachlaufzeit.

Dazu detektiert der Sensor diese Schrumpfvorgangssphase, beispielsweise durch Detektion des (fließenden) Induktionsstroms.

Der Sensor steuert dann – bei Berücksichtigung der vorgebbaren Nachlaufzeit – entsprechend den Schalter bzw. die Schaltzeitpunkte für die Schalterbetätigung der erfindungsgemäßen Sensor-Schalter-Kombination bzw. der Schalteinheit – und damit in der Folge das (automatisierte) Ein- und Ausschalten des Kühlers.

Durch dieses automatisierte Zu- bzw. Ein- und Ausschalten des Kühlers mittels der erfindungsgemäßen Kühlerschaltvorrichtung wird gewährleistet, dass das Ein- und/oder Ausschalten des Kühlers nicht vergessen wird, wie es bei aus dem Stand der Technik bekannter manueller Betätigung desselben möglich ist.

Dadurch kann in weiterer Folge eine Beschädigung von Kühlkörpern des Kühlers durch Überhitzung – wie sie im Falle des Nichteinschaltens der Kühlvorrichtung möglich ist – verhindert werden. Dadurch anfallende Reparaturkosten, d.h. im Allgemeinen Betriebs- und Unterhaltskosten, werden gesenkt.

Andererseits kann durch die automatisierte Schaltung auch einem ungewollten Dauerbetrieb des Kühlers mit entsprechender ständiger bzw. erhöhter Lärmbelästigung, erhöhter Wartungshäufigkeit durch verkürzte Wartungsintervalle – mit entsprechenden erhöhten Kosten, unnötigem bzw. erhöhtem Energieverbrauch – mit in Folge erhöhten Energiekosten – und erhöhtem, kostentreibendem Verschleiß entgegengewirkt werden.

Durch die Beschränkung des Kühlerbetriebs auf das tatsächlich Notwendige, kann in Folge die Lebensdauer der Kühlvorrichtung um ein Vielfaches – mit entsprechenden positiven Kosteneffekten – gesteigert werden.

Diese Beschränkung des Kühlerbetriebs auf das tatsächlich, d.h. technisch bzw. kühltechnisch, Notwendige kann insbesondere durch entsprechende Wahl der Nachlaufzeit realisiert werden. Die Nachlaufzeit kann dabei in ihrer Länge vorgebbar eingestellt werden, wobei die Nachlaufzeit zweckmäßig in Abhängigkeit des abzukühlenden Werkzeughalters und/oder des Werkzeug bzw. dessen/deren Temperaturverhalten einzustellen ist.

Für die technische Realisierung einer solchen Nachlaufzeit können zweckmäßigerweise elektronische Standardkomponenten, wie Potentiometer oder entsprechend programmierbare elektronische Bauteile, verwendet bzw. verbaut werden.

Die Erfindung ermöglicht also einen geräuschärmeren, kosteneffizienteren, laufzeitlängeren und effektiven Betrieb einer gekühlten Schrumpfvorrichtung als bei aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen.

Darüber hinaus lässt sich die Erfindung bei allen aus dem Stand der Technik bekannten Typen von Schrumpfgeräten mit Kühlem – sowohl in deren Erst- als auch in deren Nachrüstung durch entsprechende erfindungsgemäße Erst- bzw. Nachrüstsätze/-kits – einsetzen. Insbesondere sind bekannte gekühlte Schrumpfgeräte, wie induktive Schrumpfgeräte mit Kühler, auf einfachste und kostengünstigste Weise mit der Erfindung nachrüstbar.

Die Erfindung ist damit in keinerster Weise auf induktive Schrumpfgeräte und/oder nach dem Wärmepumpenprinzip arbeitende Kühlvorrichtungen beschränkt – sondern für beliebige Typen vorerwähnter Geräte und Vorrichtungen verwendbar.

Beispielsweise lässt sich der Sensor der erfindungsgemäßen Kühlerschaltvorrichtung, insbesondere bei Verwendung eines Induktionssensors, durch einen Clip, einen Kabelbinder oder Ähnliches, insbesondere lösbar, an der Induktionsstromzuführung befestigen; die Schaltvorrichtung kann an Teilen/Komponenten des Schrumpfgeräts oder des Kühlers, beispielsweise an einem Blech- oder Abdeckungsteil des Kühlers, lösbar, beispielweise durch eine Schraub- und/oder Hackenverbindung, befestigt werden.

Kostengünstig wirkt sich bei der Erfindung aus, dass diese auf Basis bekannter Standardkomponenten, wie bekannter Induktionssensoren oder ähnlicher Sensoren und/oder bekannter bzw. üblicher elektronischen Bauteile, realisiert werden kann.

Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren erläutert werden. Es zeigt:
1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schrumpfgeräts für schrumpfbare Werkzeughalter rotierender Werkzeuge mit einem Kühlaggregat sowie einer Kühlerschaltvorrichtung;
2 eine Abbildung einer erfindungsgemäße Kühlerschaltvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
3a–b eine Abbildung (3a) eines Montageschrittes zur Montage einer erfindungsgemäßen Kühlerschaltvorrichtung an ein Schrumpfgerät mit Kühlaggregat gemäß einem Ausführungsbeispiel sowie eine Abbildung, welche ein Detail aus der Abbildung (3a) zeigt;
4 eine Abbildung eines weiteren Montageschrittes zur Montage einer erfindungsgemäßen Kühlerschaltvorrichtung an ein Schrumpfgerät mit Kühlaggregat gemäß einem Ausführungsbeispiel;
5 eine Abbildung eines weiteren Montageschrittes zur Montage einer erfindungsgemäßen Kühlerschaltvorrichtung an ein Schrumpfgerät mit Kühlaggregat gemäß einem Ausführungsbeispiel;
6 eine Abbildung eines Ausführungsbeispiels eines Schaltplans einer erfindungsgemäße Kühlerschaltvorrichtung;
7a–b Abbildungen eines Ausführungsbeispiels eines Induktionssensors einer erfindungsgemäße Kühlerschaltvorrichtung;
8 eine Abbildung eines Ausführungsbeispiels einer Schalteinheit einer erfindungsgemäße Kühlerschaltvorrichtung.
1 zeigt ein als Einheit transportables, kühlbares, induktives Schrumpfgerät 1 für Werkzeughalter 3 von rotierenden Werkzeugen 5, beispielsweise Bohrern oder Fräsern. 2 bis 8 zeigen im weiteren eine Kühlerschaltvorrichtung 4 für das induktive Schrumpfgerät 1 bzw. für ein Kühlaggregat 2 des induktiven Schrumpfgeräts 1.
Wie 1 zeigt haben derartige Werkzeughalter einen Anschlußschaft 7, beispielsweise in Form eines Steilkegels oder eines Hohlsteilkegels oder dergleichen, mit welchem sie in eine Werkzeugmaschine zentrisch einspannbar sind, sowie dem Anschlußschaft 7 axial gegenüberliegend einen Werkzeugaufnahmebereich 9 mit einer zentrischen, im Wesentlichen zylindrischen Aufnahmeöffnung 11 für den Schaft 13 des Werkzeugs 5.
Der Innendurchmesser der Aufnahmeöffnung 11 ist in einem Spannbereich 12 des Werkzeughalters 3 etwas kleiner als der Außendurchmesser des Schafts 13, mit der Folge, dass der Aufnahmebereich 9 des Werkzeughalters 3 erwärmt werden muss, bevor sich auf Grund der Wärmedehnung der Schaft 13 des Werkzeugs 5 in den Spannbereich 12 der Aufnahmeöffnung 11 einführen lässt.
Nach dem Abkühlen des Aufnahmebereichs 9 sitzt der Schaft 13 dann im Presssitz im Werkzeughalter 3.
Das Schrumpfgerät 1 ist in der Lage, den Aufnahmebereich 9 des Werk zeughalters 3 innerhalb weniger Sekunden (z. B. 10 Sekunden) hinreichend, beispielsweise auf Temperaturen von 300 °C, zu erwärmen und nachfolgend mittels des im Folgenden näher beschriebenen Kühlaggregats 2 in wiederum vergleichbar kurzer Zeit (z. B. 30 Sekunden) auf Umgebungstemperatur zu kühlen.
Zum Erwärmen des Aufnahmebereichs 9 hat das Schrumpfgerät 1 eine Induktionsspuleneinheit 15, die über ein flexibles, mit einem Mantel bzw. einem Schlauch umhülltes Kabel 17 (Spulenschlauch) aus einem Induktionsstromgenerator 18 gespeist wird. An dem Spulenschlauch 17 ist, wie 1 zeigt, ein Induktionssensor 6 einer automatischen, im Nachfolgenden näher beschriebenen Kühlerschaltvorrichtung 4 (vgl. 2 bis 8) zur automatischen Steuerung des Kühlerbetriebs mittels eines durch eine Öse 56 (vgl. 7a) geführten Kabelbinders 61 befestigt (vgl. 3a und b). Der Kühlerbetrieb kann mittels eines Lämpchens 10 am Induktionssensor 6 angezeigt werden.
Der Induktionsstromgenerator 18 erzeugt im dargestellten Ausführungsbeispiel Induktionsstrom, d.h. Wechselströme oder gepulste Gleichströme mit einer vorzugsweise änderbaren Frequenz zwischen 50 Hz und einigen kHz, wie z. B. 20 kHz, die, wenn die Induktionsspuleneinheit 15 mit dem Innenraum 19 ihrer nachfolgend noch näher erläuterten Induktionsspule 21 im Wesentlichen zentrisch auf den Aufnahmebereich 9 des Werkzeughalters 3 aufgesetzt ist, Wirbelströme in dem Metallkörper des Werkzeughalters 3 induziert und diesen auf induktivem Weg erwärmt – und auf welche der an dem Spulenschlauch 17 befestigte Induktionssensor 6 reagiert.
Der Induktionssensor 6 ist wie 2 zeigt über ein Sensorkabel 14 sowie über den Anschluss 13 mit einer Schalteinheit 8 der Kühlerschaltvorrichtung 4 verbunden. Die Schalteinheit 8 selbst ist mit Kunststoffschrauben 22 an einem Lochblech 28 des Kühlaggregats 2 befestigt (vgl. 4 und 5).
Die Schalteinheit 8 weist eine Stromversorgung auf, welche mittels eines über den Anschluss 30 mit der Schalteinrichtung 8 verbundenen Netzkabels mit Netzstecker 20 realisiert ist. Ferner weist die Schalteinrichtung 8 eine Steckdose 16 auf (vgl. 2, 5 und 8), an der der Kühler 2, d.h. ein Netzkabel 52 des Kühlers 2, – welcher Kühler 2 im weiteren selbst eingeschaltet verbleibt – angeschlossen bzw. eingesteckt ist.
Der Induktionsstromgenerator 18 kann herkömmlich aufgebaut sein und beispielsweise einen aus einem Gleichstromzwischenkreis gespeisten, in seiner Leistung und seiner Frequenz einstellbaren Frequenzumrichter umfassen.
Für den Schrumpfvorgang sitzt der Werkzeughalter 3 mit vertikaler Achse und nach oben gerichteter Aufnahmeöffnung 11 in einer Aufnahme bzw. Öffnung eines Aufnahmekörpers 23 auf einem um eine vertikale Achse drehbaren Drehteller 24 und zwar in axialer Flucht der Induktionsspule 21 der Induktionsspuleneinheit 15, die ihrerseits an einer vertikalen Führungssäule 25 manuell verschiebbar geführt ist.
Die Induktionsspuleneinheit 15 umfasst einen Handhabungsgriff 27, der einerseits die Handhabung der Induktionsspuleneinheit 15 während der vertikalen Verstellbewegung erleichtert und andererseits eine im Ruhebetrieb selbsttätig klemmende Reibarretiervorrichtung der Induktionsspuleneinheit 15 zu entsperren vermag.
Der Handhabungsgriff 27 ist hierzu an einem Stift 31 um eine quer zur Führungssäule 25 verlaufende Schwenkachse kippbar fixiert und wird von einer an der Induktionsspuleneinheit 15 abgestützten Feder 33 gegen die mit dem Handhabungsgriff 27 überlappende Führungssäule 25 vorgespannt.
Im Überlappungsbereich trägt der Handhabungsgriff 27 ein Reibelement 35.
Wird der Handhabungsgriff 27 gegen die Vorspannung der Feder 33 gekippt, so hebt das Reibelement 35 von der Führungssäule 25 ab und die Induktionsspuleneinheit 15 kann längs der Führungssäule 25 verschoben werden. Der Handhabungsgriff 27 erlaubt in Einhandbedienung sowohl die Verschiebebedienung der Induktionsspuleneinheit 15 als auch das Lösen der Klemmarretierungsvorrichtung 29.
Um die Handhabung weiter zu erleichtern, ist am oberen Ende der Führungssäule 25 ein Federmotor 37 angeordnet, der eine nicht näher dargestellte Seilwickeltrommel mit einem längs der Führungssäule 25 zur Induktionsspuleneinheit 15 geführten Seil in Aufwickelrichtung antreibt. Der Federmotor 37 kompensiert zumindest teilweise das Gewicht der Induktionsspuleneinheit 15.
Ferner ist die Induktionsspuleneinheit 15 betriebsmäßig abnehmbar an der Führungssäule 25 gehalten, so dass der Induktionsstromgenerator 18 mit unterschiedlichen Induktionsspuleneinheiten 15 verbunden werden kann. Der Handhabungsgriff 27 einschließlich der Klemmarretierungsvorrichtung 29 sind hierzu an einem längs der Führungssäule 25 kugelgelagert verschiebbaren Schlitten 41 angebracht, der die Induktionsspuleneinheit 15 mittels einer quer zur Führungsschiene 25 verlaufenden Schwalbenschwanz-Führungsschiene 43 verschiebbar fixiert. Ein in dem Schlitten gegen eine Feder 45 verschiebbar geführter Arretierungsstift 47 fixiert durch lösbares Eingreifen in eine Rastaussparung 49 der Induktionsspuleneinheit 15 diese an dem Schlitten 41.
Für den Erwärmungsvorgang wird der Werkzeughalter 3 in den Aufnahmekörper 23 des Drehtellers 24 eingesetzt, und die Induktionsspuleneinheit 15 aus der in 1 dargestellten angehobenen Stellung abgesenkt, bis die Induktionsspule 21 den Aufnahmebereich 9 umschließt.
Durch Drücken eines an der Induktionsspuleneinheit 15 in einer für Einhandbedienung geeigneten Nähe zum Handhabungsgriff 27 angeordneten Tastschalters 46 wird die Induktionsstromspeisung der Induktionsspule 21 eingeschaltet, was durch eine gleichfalls an der Induktionsspuleneinheit 15 angeordnete Anzeigelampe für die Einschaltdauer des Stroms angezeigt wird.
Der Induktionsstrom fließt während der frei wählbaren Betätigungsdauer des Schalters 46.
Der Induktionsstromgenerator 18 schaltet den Strom lediglich nach einer vorgegebenen Sicherheitszeitspanne ab, um unbeabsichtigte Überhitzungsschäden an dem Werkzeug bzw. Werkzeughalter zu verhindern.
Der Bediener des Schrumpfgeräts 1 betätigt den Taster 46 nur so lange, bis das Werkzeug 5 entweder von selbst oder mit geringer manueller Nachhilfe in die vertikal ausgerichtete Aufnahmeöffnung 11 des Werkzeughalters 3 einsinkt. Unmittelbar danach kann der Induktionsstrom abgeschaltet werden und unnötige Erwärmung des Werkzeughalters 3 vermieden werden.
Um den Werkzeughalter 3 für die nachfolgende Kühlphase nicht aus dem Aufnahmekörper 23 entnehmen zu müssen, ist der Aufnahmekörper 23 seinerseits auf dem Drehteller 24 angeordnet und wird zusammen mit diesem und dem in dem Aufnahmekörper 23 sitzenden Werkzeughalter 3 in eine Position bewegt, in welcher eine über flexible Schläuche mit Kühlflüssigkeit aus einem Kühlaggregat 2 gespeiste Kühlmanschette 53 auf den Aufnahmebereich 9 des Werkzeughalters 3 flächig anliegend aufgesetzt wird.
Der flächige Anlagekontakt des Innenmantels der Kühlmanschette 53 am Außenmantel des Aufnahmebereichs 9 des Werkzeughalters 3 und die Kühlung der Kühlmanschette 53 durch die in einem geschlossenen Kreislauf durch die Kühlmanschette 53 und das Kühlaggregat 2 zirkulierenden Kühlflüssigkeit sorgen für sehr rasches Abkühlen des Werkzeughalters 3 auf Umgebungstemperatur.
Um Brandverletzungen an den auf mehrere 100 C erwärmten Werkzeughaltern auszuschließen, ist der Drehteller 24 mit drehrichtungsabhängig wirksamen Rasten versehen, die eine Drehung nur in der durch einen Pfeil 54 angedeuteten Drehrichtung zulassen, in welcher die Werkzeughalter 3 von der Bedienerseite des Schrumpfgeräts 1 weg von der Erwärmungsposition unterhalb der Induktionsspuleneinheit 15 in die zum Aufsetzen der Kühlmanschette 53 bestimmte Position bewegt wird.
Der Drehteller 24 trägt, wie 1 zeigt, auf seinem Umfang verteilt mehr als zwei, hier drei Aufnahmekörper 23, und auch das Kühlaggregat 2 speist mehrere Kühlmanschetten 53 gleichzeitig. Auf diese Weise können mehrere Werkzeughalter gleichzeitig gekühlt werden, ohne dass die induktive Erwärmung der Werkzeughalter, hierdurch. behindert würde.
Die Kühlmanschetten 53 haben Ösen 55, mit welchen sie abnehmbar an einer Haltewand 57 des Schrumpfgeräts 1 aufgehängt sind. In der Haltewand sind darüber hinaus auch Schlitze 59 vorgesehen, in welchen die Kühlflüssigkeitsschläuche 50 der Kühlmanschetten 53 längsverschiebbar und geordnet geführt werden.
Die Kühlmanschetten 53 können unterschiedlichen Innendurchmesser und unterschiedliche Innenform haben, abhängig von den zu kühlenden Werkzeughaltern 3; sie können aber auch gleiche Abmessungen haben, falls nur ein und derselbe Typ von Werkzeughalter geschrumpft werden soll.
Bei dem Kühlaggregat 2 handelt es sich bevorzugt um ein nach dem Wärmepumpenprinzip arbeitendes Aggregat, wenngleich auch andere Kühlaggregate geeignet sind, wobei der Kühlbetrieb hier – mittels der Kühlerschaltvorrichtung 4 – automatisiert erfolgt.
Bestandteile/Aufbau der Kühlerschaltvorrichtung 4 (2, 6, 7a, b, 8)
2 zeigt die einzelnen Komponenten der Kühlerschaltvorrichtung 4 im unmontierten, aber miteinander funktionsfähig verbundenen Zustand (vgl. auch 3–8).
Die Kühlerschaltvorrichtung 4 weist die Schalteinheit 8 (vgl. 8) sowie den Induktionssensor 6 (vgl. 7a, b) auf, welcher mittels des auch in 2 abgebildeten, durch die Öse 56 führbaren Kabelbinders 61 am Spulenschlauch 17 des Schrumpfgeräts 1 befestigt wird. Der Induktionssensor 6, welcher das Lämpchen 10 aufweist, welches den Betrieb des Kühlers 2 signalisiert, ist über das Sensorkabel 14, welches am Anschluss 32 an der Schalteinheit 8 angeschlossen ist, mit dieser verbunden.
Die Schalteinheit 8 weist eine Stromversorgung in Form des Netzkabels mit zugehörigem Netzstecker 20, welches über den Anschluss 30 an der Schalteinheit 8 angeschlossen ist, auf. Ferner weist die Schalteinheit 8 eine Steckdose 16 zum Anschluss des Netzsteckers der Stromversorgung 52 des Kühlers 2 auf.
Die Komponenten sind gemäß 6 zur Realisierung der im Folgenden beschriebenen Funktionsweise der Kühlerschaltvorrichtung 4 durch elektronische Standardbauteile 34a–m, wie aus 6 ersichtlich, beispielsweise Widerstände, Kondensatoren, Potentiometer, Transistoren u.ä., miteinander verschaltet.
Funktionsweise der Kühlerschaltvorrichtung 4 (gemäß Schaltplan nach 6)
Die hier verwendete Kühlerschaltvorrichtung 4 wirkt als Sensor-gesteuerter Schalter für den Kühler 2 des induktiven Schrumpfgeräts 1 und ermöglicht durch automatisches, sensorindiziertes Zu- bzw. Ein- und Ausschalten des Kühlers 2 einen automatisierten Kühlbetrieb des Schrumpfgeräts 1.
Die Automatik wirkt derart, dass nur während der Zeit, in welcher die Induktionsspulenanordnung 15 des induktiven Schrumpfgeräts 1 mit hochfrequenten Wechselstrom oder gepulsten Gleichstrom (im allgemeinen mit Induktionsstrom) gespeist wird, sowie einer vorgebbaren Nachlaufzeit, in diesem Fall von 10 Minuten, der Kühler 2 arbeitet.
Dazu detektiert der am Spulenschlauch 17 befestigte Induktionssensor 6 den dort während eines Schrumpfvorgangs fließenden, die Induktionsspuleneinheit 15 speisenden Induktionsstrom – und damit in Folge einen Schrumpfvorgang.
Der Induktionssensor 6 erzeugt während der Detektion des fließenden Induktionsstroms selbst eine Wechselspannung, welche dann an der Schalteinrichtung 8 anliegt und dort die Schaltung, d.h. das Einschalten des Kühlers 2 sowie – bei Berücksichtigung der vorgebbaren Nachlaufzeit – das Ausschalten des Kühlers 2, auslöst.
Montage der Kühlerschaltvorrichtung 4 (3a, b, 4 und 5)
3a, b, 4 und 5 zeigen die Montage der Kühlerschaltvorrichtung 4 im Detail.
Der Induktionssensor 14 der Kühlerschaltvorrichtung 4 wird wie 3a, b zeigen bei der Montage mit einem Kabelbinder 61 an dem Spulenschlauch 17 befestigt. Weiter zeigt 4 wie die Schalteinrichtung 8 der Kühlerschaltvorrichtung 4 mit Hilfe von Kunststoffschrauben 22 am Lochblech 28 des Kühlers 2 eingehängt. Der Kühler 2 wird gemäß 5 in die Steckdose 16 der Schaleinheit 8 angeschlossen und verbleibt selbst eingeschaltet. Die Schaltvorrichtung 8 wird mittels ihrer Netzverbindung 20 eingesteckt.
Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

1: transportables Schrumpfgerät
2: Kühlaggregat, Kühler
3: Werkzeughalter
4: Kühlerschaltvorrichtung
5: rotierendes Werkzeug
6: Induktionssensor
7: Anschlußschaft
8: Schalteinheit
9: Werkzeugaufnahmebereich
10: Anzeige für Kühlerbetrieb, Lämpchen, LED-Diode
11: zylindrische Aufnahmeöffnung
12: Spannbereich
13: Schaft
14: Sensorkabel
15: Induktionsspuleneinheit
16: Steckdose
17: mit einem Mantel bzw. einem Schlauch umhülltes Kabel, Spulenschlauch
18: Induktionsstromgenerator
19: Innenraum
20: Netzkabel mit Netzstecker von 8
21: Induktionsspule
22: (Kunststoff-)schrauben
23: Aufnahmekörper
24: Drehteller
25: Führungssäule
27: Handhabungsgriff
28: Lochblech des Kühlers
29: Klemmarretierungsvorrichtung
30: Anschluss für 20
31: Stift
32: Anschluss für 14
33: Feder
34a–m: beispielhaft bezeichnete elektronische Bauteile, wie Widerstände, Kondensatoren, Transistoren, Potentiometer, Leiterplatte, u.ä.
35: Reibelement
36: Relais
37: Federmotor
41: Schlitten
43: Schwalbenschwanz-Führungsschiene
45: Feder
46: Tastschalter
47: Arretierungsstift
49: Rastaussparung
50: Kühlflüssigkeitsschlauch
52: Netzkabel mit Netzstecker von 2
53: Kühlmanschette
54: Pfeil
55: Öse
56: Öse bei/an 6
57: Haltewand
59: Schlitze
60: Schaltplan für 4
61: Kabelbinder

Claims

Kühlerschaltvorrichtung für eine Kühlvorrichtung für ein Schrumpfgerät, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlerschaltvorrichtung eine Sensoreinheit, die derart eingerichtet ist, dass sie elektrische Aktivität detektiert, sowie eine mit der Sensoreinheit verbundene Schalteinheit, die derart eingerichtet ist, dass sie in Abhängigkeit der von der Sensoreinheit detektierten elektrischen Aktivität eine elektrische Verbindung schaltet, aufweist.
Kühlerschaltvorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit und die Sensoreinheit über ein Kabel oder eine – signalübertragende – Funkstrecke miteinander verbunden sind.
Kühlerschaltvorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Aktivität ein – während eines Schrumpfvorgangs – eine Induktionsspulenanordnung des Schrumpfgeräts speisender hochfrequenter Wechselstrom oder gepulster Gleichstrom, ist.
Kühlerschaltvorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit ein Induktionssensor ist, der an oder in der Nähe einer Stromversorgungsleitung, mittels der die Induktionsspulenanordnung des Schrumpfgeräts mit hochfrequenten Wechselstrom oder gepulsten Gleichstrom gespeist wird, angeordnet ist.
Kühlerschaltvorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Induktionssensors mittels eines Kabelbinders oder Clips an ein die Induktionsspulenanordnung des Schrumpfgeräts mit Induktionsstrom speisendes Kabel oder an eine Ümhüllung desselben angebracht ist.
Kühlerschaltvorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Schalteinheit geschaltete elektrische Verbindung eine Stromversorgung der Kühlvorrichtung ist.
Kühlerschaltvorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit derart ausgebildet, dass sie die elektrische Verbindung schließt, sobald die Sensoreinheit die elektrische Aktivität detektiert, und diese wieder öffnet, sobald die Sensoreinheit ein Ende der elektrischen Aktivität detektiert.
Kühlerschaltvorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit derart ausgebildet, dass die elektrische Verbindung mit einem vorgebbaren Zeitverzug nach dem Ende der detektierten elektrischen Aktivität wieder geöffnet wird.
Kühlerschaltvorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit derart eingerichtet ist, dass die Nachlaufzeit in Abhängigkeit eines zu kühlenden Teils bzw. dessen Temperaturverhalten einstellbar ist.
Kühlerschaltvorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit und/oder die Schalteinheit eine optische Anzeigevorrichtung, wie ein Lämpchen oder eine (Leucht-/LED-)Diode, oder eine akustische Anzeige, wie ei nen Ton- oder Signalgeber, aufweist, welche einen Kühlbetrieb der Kühlvorrichtung anzeigt.
Kühlerschaltvorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit eine Stromversorgungsleitung zum Anschluss der Schalteinheit an eine Stromversorgung sowie einen Eingang zum Anschluss einer Stromversorgungsleitung der Kühlvorrichtung an die Schalteinheit aufweist, wobei die Stromversorgungsleitung der Schalteinheit und der Eingang über die schaltbare elektrische Verbindung der Schalteinheit verbindbar sind.
Kühlvorrichtung für ein induktives Schrumpfgerät, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung ein Kühlaggregat, welches über eine Stromversorgungsleitung mit Energie versorgbar ist, sowie die Kühlerschaltvorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche aufweist, wobei in die Stromversorgungsleitung des Kühlaggregats die Schalteinheit der Kühlerschaltvorrichtung zwischengeschaltet ist.
Kühlvorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung ein nach dem Wärmepumpenprinzip arbeitendes Kühlaggregat aufweist.
Kühlvorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit in der Nähe oder am Kühlaggregat mittels (Kunststoff-)Schrauben an einem Lochblech des Kühlaggregats befestigt bzw. eingehängt ist.
Induktives Schrumpfgerät mit einer Kühlvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das induktive Schrumpfgerät die Kühlvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche mit der Kühlerschaltvorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche aufweist, wobei die Sensoreinheit derart an dem Schrumpfgerät angeordnet ist, dass sie einen während eines Schrumpfvorgangs eine Induktionsspulenanordnung der Schrumpfvorrichtung speisenden hochfrequenten Wechselstrom oder gepulsten Gleichstrom detektiert.
Schrumpfgerät nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Induktionssensor an oder in der Nähe einer Stromversorgungsleitung, mittels der die Induktionsspulenanordnung des Schrumpfgeräts mit hochfrequenten Wechselstrom oder gepulsten Gleichstrom gespeist wird, angeordnet ist.
Verfahren zur Montage einer Kühlerschaltvorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche an ein induktives Schrumpfgerät mit Kühlvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass – die Schalteinheit der Kühlerschaltvorrichtung in eine Stromversorgungsleitung eines Kühlaggregats der Kühlvorrichtung zwischengeschaltet wird, und – die Sensoreinheit derart an dem Schrumpfgerät angeordnet wird, dass sie eine elektrische Aktivität des Schrumpfgeräts detektiert.
Verfahren nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – ein Induktionssensor an oder in der Nähe der Stromversorgungsleitung, durch die eine Induktionsspulenanordnung des Schrumpfgeräts mit Induktionsstrom gespeist wird, befestigt wird, so dass der Induktionssensor einen während eines Schrumpfvorgangs die Induktionsspulenanordnung des Schrumpfgeräts speisenden hochfrequenten Wechselstrom oder gepulsten Gleichstrom detektiert.
Verfahren nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die Schalteinheit an einem Lochblech des Kühlaggregats befestigt wird und – das Kühlaggregat, welches mittels seines eigenen Betätigungsschalters eingeschaltet verbleibt, mittels seines Netzsteckers – an einer Steckdose – der Schalteinheit angeschlossen wird – und die Schalteinheit ihrerseits über ein Kabel an einer Stromversorgung angeschlossen wird.