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Die Erfindung bezieht sich auf eine Festklopfvorrichtung zur Behandlung einer metallischen Werkstückoberfläche, wobei die Vorrichtung einen schwingfähigen Schlagkopf zum Klopfen auf die Werkstückoberfläche und einen Aktor zum Anregen des schwingfähigen Schlagkopfes zu einer Schwingung mit einer Klopffrequenz aufweist.
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Festklopfen ist ein inkrementelles Kaltschmiedeverfahren, bei dem eine zumeist kugelförmig ausgebildete Werkzeugspitze (sogenannter Schlagkopf aus Hartmetall oder gehärtetem Werkzeugstahl) mit einer Klopffrequenz gegen eine metallische Werkstückoberfläche hämmert bzw. klopft. Dieses Verfahren ist noch relativ jung und stellt eine besonders effiziente Möglichkeit dar, metallische Werkstückoberflächen maschinell einzuglätten und zu verfestigen, wobei es insbesondere bei der Fertigbearbeitung von Umformwerkzeugen zunehmend zur Anwendung gelangt.
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Zwar existieren verschiedene produktionstechnische Alternativen zum Festklopfverfahren (z. B. spanende Bearbeitung zum Glätten der Oberfläche, verschiedene Härteverfahren zum Härten der Oberfläche, Festwalzen bei regelmäßigen Konturen wie ebenen oder rotationssymmetrischen Werkstücken). Diese alternativen Verfahren erfordern jedoch allesamt einen sehr hohen technischen Aufwand (z. B. Bereitstellung zusätzlicher, kapitalintensiver Betriebsmittel) und zudem kann wegen der qualitativen Einschränkungen dieser Verfahren auf eine zeit- und kostenintensive manuelle Nacharbeit der jeweiligen Werkstückoberflächen durch Schleifen und Polieren meist nicht verzichtet werden.
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Im Hinblick auf diese Nachteile wurde in den letzten Jahren das Festklopfen speziell für den Werkzeug- und Formenbau entwickelt, bei dem die vormals getrennten Prozessschritte „Oberfläche glätten” und „Oberfläche verfestigen” in einem einzigen mechanischen Oberflächenbehandlungsverfahren miteinander kombiniert werden. Durch diese Kombination werden Zeit und Kosten eingespart, zumal das ehemals notwendige Nachpolieren von Hand nun gänzlich entfällt.
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Zudem hat das Festklopfverfahren verschiedene technologische Vorteile, z. B. können durch das Festklopfverfahren auf reproduzierbare Weise extrem glatte Oberflächen erzeugt werden und im Gegensatz zum Festwalzen ist das Festklopfen auch noch bei komplizierten Oberflächenkonturen anwendbar.
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Zur Bearbeitung der Werkstückoberfläche mittels Festklopfens sind aus dem Stand der Technik verschiedene Festklopfvorrichtungen bzw. -systeme bekannt, die sich in erster Linie durch die Wahl des Antriebsprinzips voneinander unterscheiden.
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Aus der
DE 10 2006 033 004 A1 ist beispielsweise ein elektrodynamisches Festklopfsystem bekannt, dessen Schwingungserregung auf dem Lorentz-Prinzip beruht. Der Schlagkopf ist bei dieser Lösung über einen axialen Stößel mit einer stromdurchflossenen Spule verbunden, die in einem rotationssymmetrischen Magnetfeld angeordnet ist, wobei durch das Anlegen einer Sinusspannung die Spule und somit der Schlagkopf in mechanische Schwingung versetzt wird.
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In der
DE 10 2009 041 720 A1 wird ein piezoelektrisches Festklopfsystem offenbart, bei dem die Schwingungserregung des Schlagkopfes durch einen Piezostapel-Aktuator erfolgt. Der Aktuator ist mit einem Feder-Masse-System operativ gekoppelt, um den Hub und somit die Schlagkraft des Schlagkopfes zu verbessern und den Schlagkopf gegebenenfalls gegen die zu bearbeitende Oberfläche vorzuspannen.
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Schließlich wird in der
DE 10 2010 019 547 A1 ein pneumatisches Festklopfsystem beschrieben, das auf einem pneumatischen Schlagwerkzeug basiert, wie es beispielsweise bereits in Graviersticheln zur Markierung von Oberflächen verwendet wird. Der Schlagkopf ist hier am Ende eines in einem Hohlkolbenelement geführten Pneumatikhammers angeformt, wobei der Pneumatikhammer über das Hohlkolbenelement mit Druckluft beaufschlagt wird.
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Um nach Bearbeitung des jeweiligen Werkstückes ein sauberes, gleichmäßiges Oberflächenbild zu erhalten, ist die Klopffrequenz (bzw. Schlagfrequenz) des Schlagkopfes bei alles vorgenannten Festklopfsystemen präzise auf die Vorschubgeschwindigkeit, mit der die Festklopfvorrichtung von einem entsprechenden Werkzeugführungssystem (z. B. einer Bearbeitungsmaschine oder einem Roboter) über die zu bearbeitende Werkstückoberfläche bewegt wird, abgestimmt. Die Klopffrequenz beim Festklopfen liegt dabei typischerweise in einem Bereich von 100 bis 500 Hz.
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Mit zunehmender Klopffrequenz steigen sowohl die notwendigen Antriebsleistungen der Festklopfvorrichtung als auch die Wärmeentwicklung aufgrund von auftretenden Verlustleistungen. Insbesondere piezobasierte Antriebe müssen daher bei hohen Klopffrequenzen zusätzlich gekühlt werden, da der Piezoaktuator der Festklopfvorrichtung ansonsten unzulässig stark erwärmt würde, was zu einer Beschädigung der Piezokeramik des Piezostapels und demzufolge zu einem frühzeitigen Funktionsausfall des Piezoaktuators führen könnte.
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Daraus ergibt sich allgemein ein hoher Energiebedarf für den Festklopfprozess und eine geringe Energieeffizienz, verbunden mit unnötig hohen Kosten.
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Die Problematik der mangelnden Energieeffizienz des Festklopfprozesses ist von den bekannten Festklopfvorrichtungen bisher nicht angesprochen worden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Festklopfvorrichtung der eingangs genannten Art zu verbessern dadurch, dass sie über ihren gesamten Klopffrequenzbereich mit einer hohen energetischen Effizienz betrieben werden kann. insbesondere soll eine in Wärme umgesetzte Verlustleistung durchgängig minimiert werden und demzufolge die Notwendigkeit einer Kühlung des Antriebs der Festklopfvorrichtung entfallen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Festklopfvorrichtung mit dem Merkmal des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist die Resonanzfrequenz der Festklopfvorrichtung veränderbar und auf die jeweilige Klopffrequenz der Festklopfvorrichtung einstellbar bzw. abstimmbar.
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Indem die Resonanzfrequenz der erfindungsgemäßen Festklopfvorrichtung veränderbar und einstellbar ist, kann sie mit einer Klopffrequenz betrieben werden, die mit der entsprechend angepassten Resonanzfrequenz übereinstimmt. Durch den Betrieb in Resonanz ist die erforderliche Antriebsleistung der Festklopfvorrichtung minimal, so dass ein optimaler energetischer Wirkungsgrad erzielt wird. Zum Betrieb in Resonanz wird erfindungsgemäß vorgesehen, die Resonanzfrequenz variabel zu machen, so dass die Resonanzfrequenz der momentanen Klopffrequenz des Systems folgen kann, was gegenüber der umgekehrten Abstimmung (Klopffrequenz wird Resonanzfrequenz angeglichen) den Vorteil hat, dass der Resonanzbetrieb über den gesamten Klopffrequenzbereich der Festklopfvorrichtung eingehalten werden kann, ohne auf eine bestimmte Klopffrequenz (nämlich die mit der festen Resonanzfrequenz des Systems übereinstimmende) limitiert zu sein.
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Vorzugsweise ist die Resonanzfrequenz der Festklopfvorrichtung stufenlos oder zumindest so fein gestuft veränderbar, dass die Resonanzfrequenz an jede beliebige im Betriebszustand der Festklopfvorrichtung eingestellte Klopffrequenz angepasst werden kann. Wird die Klopffrequenz während des Klopfprozesses verändert, so wird im laufenden Betrieb auch die Resonanzfrequenz der Festklopfvorrichtung, z. B. über eine geeignete Regelung, entsprechend verändert, so dass die Festklopfvorrichtung durchgehend im Resonanzbetrieb mit einer hohen Effizienz der Leistungsübertragung und einer nur geringen Eigenerwärmung (Verlustleistung) arbeitet.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Festklopfvorrichtung erfolgt die Veränderung ihrer Resonanzfrequenz dadurch, dass in der Vorrichtung ein Federelement vorgesehen ist und die Steifigkeit dieses Federelementes entsprechend verändert wird. Eine Veränderung der Federsteifigkeit lässt sich auf technisch sehr einfache Weise, zum Beispiel durch eine Verlagerung der Einspannstelle der Feder oder durch eine Veränderung der Vorspannkraft einer nichtlinearen Feder, realisieren. Die Federsteifigkeit lässt sich vorzugsweise stufenlos verändern, so dass dadurch die Resonanzfrequenz, die bei einem mechanischen Resonator, wie der hier vorliegenden Festklopfvorrichtung, im Wesentlichen durch die Federsteifigkeit und die Größe der schwingenden trägen Masse bestimmt wird, ebenfalls stufenlos veränderbar ist.
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Weitere Besonderheiten und Merkmale werden sich aus der Beschreibung einer vorteilhaften Ausführungsform ergeben, die nachstehend zur Veranschaulichung wiedergegeben ist, wobei auf die einzige Figur genommen wird, in der ein Schema einer erfindungsgemäßen Festklopfvorrichtung dargestellt ist.
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Die einzige Figur zeigt den schematischen Aufbau einer Festklopfvorrichtung 1, die immer, d. h. bei jeder Klopffrequenz der Festklopfvorrichtung 1, in Resonanz betrieben werden kann. Um diesen dauerhaften Resonanzbetrieb zu ermöglichen, kann die Resonanzfrequenz der Festklopfvorrichtung 1 in Abhängigkeit von der Klopffrequenz stufenlos oder gestuft verändert werden und somit auf jede Klopffrequenz, die die Festklopfvorrichtung 1 im Klopfbetrieb einnehmen kann, synchronisiert werden. Die Anpassung der Resonanzfrequenz an die Klopffrequenz kann dabei während der Bearbeitung erfolgen, wobei hierzu vorzugsweise eine entsprechende (nicht dargestellte) Regelung mit Sensoren (z. B. zur Online-Messung der Klopffrequenz) vorgesehen ist, mit der eine vollautomatische Anpassung der Resonanzfrequenz an die Klopffrequenz mit hoher Genauigkeit und hinreichender Geschwindigkeit durchgeführt wird.
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Im Wesentlichen besteht die Festklopfvorrichtung 1 aus einem kugelförmigen Schlagkopf 3, der in Kontakt mit der zu bearbeitenden Metalloberfläche 2 positioniert ist und durch einen Aktor 4 in eine hubförmige Klopfbewegung (angedeutet durch den Doppelpfeil) versetzt wird. Der Schlagkopf 3 ist hierzu über einen Träger 8, der in einer Lagerung 9 vertikal verschiebbar geführt ist, mit einem Kopfstück 7 verbunden, das wiederum fest am stirnseitigen Ende des stabförmigen Aktors 4 angebracht ist. Der stabförmige Aktor 4 erzeugt eine vertikale, mechanische Schwingbewegung, die über das Kopfstück 7 an den koaxial zum Aktor 4 angeordneten Träger 8 und schließlich an den Schlagkopf 3 übertragen wird, um auf die Metalloberfläche 2 klopfend einzuwirken.
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Der Schlagkopf 3 wird dabei vom einachsig wirkenden Aktor 4 in eine lineare Schwingbewegung mit einer vom Aktor 4 bestimmten Schwingfrequenz (im Folgenden Klopffrequenz genannt) versetzt, wobei diese Klopffrequenz je nach zu bearbeitendem Werkstück in Abhängigkeit von der kundenseitig gewünschten Oberflächengüte und der aus Wirtschaftlichkeitsgründen einzuhaltenden Bearbeitungsdauer variieren kann.
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Die Festklopfvorrichtung 1 und das zu bearbeitende Werkstück bilden ein elektromechanisches Schwingsystem, wobei es aus mathematisch-simulativen und experimentellen Analysen bekannt ist, dass die notwendige Antriebsleistung minimal wird, wenn ein solches Schwingsystem in seiner Resonanzfrequenz (Eigenfrequenz) angeregt bzw. angetrieben wird. Ist demzufolge die Resonanzfrequenz genau oder annähernd genau an die eingestellte Klopffrequenz angepasst, so genügt bereits eine minimale Antriebsleistung des Aktors 4, um den Schlagkopf 3 bei der jeweiligen Klopffrequenz zu einer Schwingung mit einer bestimmten Hubamplitude anzuregen. In einem solchen Resonanzbetrieb ist daher die Effizienz der Leistungsübertragung vom Aktor 4 auf den Schlagkopf 3 auf ein Maximum optimiert worden, während Verluste durch Wärmeentwicklung im Aktor 4, wie sie im Normalbetrieb auftreten, auf ein Minimum reduziert worden sind, so dass eine deutliche Verbesserung der Wirtschaftlichkeit des Festklopfverfahrens erzielt wird.
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Da allerdings die jeweilige Klopffrequenz, mit der die Festklopfvorrichtung 1 betrieben wird, zur Herstellung eines je nach Anwendungsfall variierenden Kompromisses zwischen Oberflächengüte und Bearbeitungsdauer über einen weiten Frequenzbereich (typischerweise zwischen 100 und 500 Hz) immer frei veränderbar bleiben soll, ist es nicht möglich, die Vorrichtung lediglich auf eine bestimmte Klopffrequenz einzustellen, die der Resonanzfrequenz des Systems entspricht. Um vielmehr unabhängig von der eingestellten Klopffrequenz immer einen Betrieb in Eigenresonanz, d. h. Schlagkopf 3 schwingt jeweils in Resonanzfrequenz, zu erhalten, wird daher erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Resonanzfrequenz der Festklopfvorrichtung 1 zu verändern und auf die jeweilige, beliebig wählbare Klopffrequenz der Festklopfvorrichtung 1 einzustellen.
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Aufgrund der vorhandenen mechanischen Dämpfung (u. a. bedingt durch die plastische Verformung der Werkstückoberfläche 2) verfügt das aus Festklopfvorrichtung 1 und Werkstück bestehende Schwingsystem über eine Dämpfung und somit über eine Resonanzfrequenz, bei der die maximale Leistung vom Erreger (Aktor 4) zum Schwinger (Schlagkopf 3) übertragen wird.
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Zur stufenlosen Einstellung dieser Resonanzfrequenz in Abhängigkeit von der Klopffrequenz umfasst die erfindungsgemäße Festklopfvorrichtung 1 eine Feder 5, die im kinematischen Sinne parallel zum Aktor 4 angeordnet ist. Die als Druckfeder ausgebildete Feder 5 ist dabei zwischen dem Kopfstück 7, das den stabförmigen Aktor 4 stirnseitig nach oben zum Träger 8 und Schlagkopf 3 hin begrenzt, und dem Fußstück 6, das auf der dem Schlagkopf 3 abgewandten unteren Stirnseite des Aktors 4 angebracht ist, verspannt.
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Die Druckfeder 5 ist bevorzugterweise so weit zwischen Kopf- und Fußstück 7, 6 vorkomprimiert, dass sie über das Kopfstück 7 und den Träger 8 eine definierte, gegen die Werkstückoberfläche 2 gerichtete Vorspannkraft auf den Schlagkopf 3 überträgt, so dass die Schlagkraft des Schlagkopfes 3 gegen die Werkstückoberfläche 2 weiter erhöht wird. Die Druckfeder 5 und der Aktor 4 sind dabei so zueinander ausgerichtet, dass die vom Aktor 4 auf den Schlagkopf 3 ausgeübte Anregungskraft parallel zu der von der Druckfeder 5 auf den Schlagkopf 3 ausgeübten Vorspannkraft wirkt.
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Im Vorangehenden wurde unter Bezugnahme auf das in der einzigen Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel der Einbau einer Druckfeder 5 in die Festklopfvorrichtung 1 beschrieben. Jedoch kann das in der Festklopfvorrichtung integrierte Federelement auch auf andere Weise, z. B. als Zug-Druck-Feder, als Zugfeder, als Torsionsfeder oder gar als elastische Membran oder Band oder dergleichen, ausgestaltet sein.
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Die Resonanzfrequenz eines Feder-Masse-Systems, wie der hier beschriebenen Festklopfvorrichtung 1, ist in erster Linie eine Funktion der Steifigkeit und der effektiven Masse des Systems, wobei die Resonanzfrequenz umso niedriger ist, je geringer die Steifigkeit und je größer die schwingende Masse des Systems ist.
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In der hier dargestellten Ausführungsform wird ein Betreiben der Festklopfvorrichtung 1 in Resonanz dadurch ermöglicht, dass die Steifigkeit des Systems verändert wird. Hierzu wird als Feder 5 eine in ihrer Federsteifigkeit stufenlos einstellbare mechanische Feder verwendet. Stufenlos heißt vorliegend, dass eine gewünschte Steifigkeit einstellbar ist. Derartige Federelemente 5 mit stufenlos einstellbarer Federsteifigkeit sind bekannt, wobei eine solch variable Steifigkeitseinstellung bei mechanischen Federn beispielsweise über eine Veränderung der Vorspannung bei nichtlinearer Federkennlinie des Federelementes, über eine Verschiebung eines Lagerungspunktes des Federelementes oder über eine sonstige Veränderung der Federgeometrie erreicht werden kann, und wobei zur Einhaltung des Resonanzzustandes die Federsteifigkeit über eine entsprechende Steuerung oder Regelung kontinuierlich überprüft und gegebenenfalls mittels entsprechender mikromechanischer Aktoren angepasst werden kann.
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Aus der jeweils eingestellten Federsteifigkeit ergibt sich in Verbindung mit der schwingenden Masse, anteilig gebildet durch die Masse des Schlagkopfes 3, des Trägers 8, des Kopf- und Fußstückes 7, 6, des Aktors 4 und der Feder 5, jeweils eine mechanische Eigenfrequenz. Unter Berücksichtigung der vorhandenen mechanischen Dämpfung kann schließlich aus dieser Eigenfrequenz die Resonanzfrequenz des Schwingsystems berechnet werden. Demzufolge besteht zwischen der frei einstellbaren Federsteifigkeit des Federelementes 5 und der jeweiligen Resonanzfrequenz ein direkter Zusammenhang und daher kann über eine stufenlose Verstellung der Federsteifigkeit auch eine stufenlose Veränderung der Resonanzfrequenz der Festklopfvorrichtung 1 erreicht werden.
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Die Verstellung der Federsteifigkeit kann auch gestuft, also in diskreten kleinen Schritten erfolgen, wobei die Resonanzfrequenz dementsprechend auch gestuft veränderbar ist, um sie mittels einer entsprechenden Regeleinrichtung ausreichend nah an die Soll-Resonanzfrequenz, die der jeweiligen Klopffrequenz der Vorrichtung 1 entspricht, heranzubringen.
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Die Feder 5 ist kinematisch parallel zu dem Aktor 4 angeordnet, indem sie parallel zu der Anregungskraft des Aktors 4 eine entsprechende Stellkraft auf den Schlagkopf 3 ausübt. Die Feder 5 kann jedoch auch kinematisch seriell zu dem Aktor 4, beispielsweise koaxial zu dem Aktor 4, entweder auf der dem Schlagkopf 3 zugewandten oder abgewandten Seite, angeordnet werden, um die Hubamplitude des Schlagkopfes 3 aktiv miteinzustellen, wobei auch bei einer solchen Anordnung durch eine Verstellung der Federsteifigkeit eine Veränderung der Resonanzfrequenz erreicht wird.
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Die Parallelschaltung von Feder 5 und Aktor 4 ist zudem nicht auf die in der Figur schematisch dargestellte Anordnung beschränkt. Statt, wie in der Figur gezeigt, jeweils parallel versetzt nebeneinander zwischen Kopf- und Fußstück 7, 6 eingefügt zu sein, kann die Feder 5 auch konzentrisch-koaxial um den Aktor 4 herum angeordnet sein, was zu einem noch kompakteren Aufbau der Festklopfvorrichtung 1 führen würde.
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Wesentlich ist nur, dass die Federsteifigkeit dieser in unterschiedlichster Weise in der Festklopfvorrichtung 1 einbaubaren Feder 5 gezielt einstellbar ist, um die Resonanzfrequenz auf die Klopffrequenz der Festklopfvorrichtung 1 abzustimmen und so die Vorrichtung 1 bei jeder Klopffrequenz gezielt in Resonanz zu betreiben. Dadurch, dass die erfindungsgemäße Festklopfvorrichtung 1 in jedem Betriebspunkt auf ihrer Resonanzfrequenz arbeitet, wird die Antriebsleistung des Aktors 4 auf ein Minimum reduziert und die energetischen Verluste (z. B. durch Wärmeentwicklung im Aktor 4) werden gleichzeitig gesenkt. Auf eine gegebenenfalls im Nicht-Resonanzbetrieb erforderliche Zusatzeinrichtung zur Kühlung der Festklopfvorrichtung 1 kann somit entweder gänzlich verzichtet werden oder zumindest wird der Kühlaufwand deutlich reduziert.
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Der durch die Verstellung der Federsteifigkeit erhaltene Verstellbereich für die Resonanzfrequenz ist zumindest so groß, dass er den gesamten Bereich der Klopffrequenzen abdeckt, die von der Festklopfvorrichtung 1 im Betriebsmodus genutzt werden. So kann die Festklopfvorrichtung 1 auch bei variablen Klopffrequenzen jederzeit im energetisch optimalen Bereich betrieben werden.
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Dieser Vorteil kann insbesondere dann voll ausgeschöpft werden, wenn die Resonanzfrequenz stufenlos einstellbar ist, indem die Festklopfvorrichtung 1 beispielsweise eine in ihrer Federsteifigkeit stufenlos verstellbare Feder 5 aufweist, so dass die Resonanzfrequenz, z. B. über eine entsprechende Regelung, möglichst exakt an den Wert der Klopffrequenz angeglichen werden kann.
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Der Aktor 4 ist in der einzigen Figur aus Vereinfachungsgründen als sich stabförmig in vertikaler Richtung erstreckendes Gebilde dargestellt worden, das eine in seiner axialen Längserstreckungsrichtung wirkende, gepulste Stoßkraft generiert, die über Kopfstück 7 und Träger 6 an den Schlagkopf 3 übertragen wird, um diesen in eine vertikal schwingende Hubbewegung zu versetzen (angedeutet durch den Doppelpfeil). Zur Anregung des Schlagkopfes 3 kann prinzipiell jeder Aktor 4 verwendet werden, mit dem hochdynamische Schwingungskräfte erzeugt werden können.
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Vorzugsweise werden jedoch piezoelektrische Aktoren eingesetzt, die extrem feine Bewegungen im Sub-Nanometer-Bereich ausführen und dabei gleichzeitig sehr große Stellkräfte von mehreren 10 kN erzeugen können. Für die in der Figur illustrierte Anbindung des Aktors 4 wäre es dabei insbesondere von Vorteil, den piezoelektrischen Aktor 4 in Form eines axial wirkenden Piezostapels auszuführen, die auch unter den Bezeichnungen „Piezo-Stoßgeneratoren” bzw. „Piezostäbe” bekannt sind und in axialer Richtung wirkende Stoßwellen zur Schwingungsanregung nachgeschalteter Komponenten erzeugen.
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Zwar besitzt die Festklopfvorrichtung 1, wie jedes andere mechanische System, Resonanzfrequenzen, die durch eine entsprechende konstruktive Auslegung der Vorrichtung 1 (z. B. Veränderung der Masse, der Masseverteilung, der Steifigkeit) sogar in den Betriebsbereich (d. h. den Klopffrequenzbereich) der Festklopfvorrichtung 1 verlegt werden können; jedoch ist durch eine solche konstruktive Vorabauslegung der Vorrichtung 1 eine Veränderung der Resonanzfrequenz nur einmalig möglich und im späteren Betrieb sind die Resonanzfrequenzen nicht mehr veränderbar und nur von den System- und Umgebungsbedingungen abhängig.
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Durch die bei der erfindungsgemäßen Festklopfvorrichtung 1 erstmals vorgeschlagene Veränderbarkeit und Einstellbarkeit der Resonanzfrequenzen der Vorrichtung 1 wird es aber nun möglich, die Klopffrequenzen der Festklopfvorrichtung 1 frei zu wählen und dabei trotzdem jederzeit einen energetisch vorteilhaften Resonanzbetrieb der Vorrichtung 1 aufrechtzuerhalten.
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Zur Resonanzfrequenzänderung wurde mit Bezug auf die einzige Figur eine Variation der Federsteifigkeit einer in der Vorrichtung 1 verbauten Zusatzfeder 5 als besonders vorteilhafte, weil einfach zu realisierende Möglichkeit in den vorangehenden Abschnitten detailliert erläutert. Jedoch wäre die erwünschte Resonanzfrequenzänderung auch über eine Variation der schwingungsfähigen Masse bzw. der Massenträgheit der Festklopfvorrichtung 1 zu erreichen. Eine Anpassung der Massenträgheit zur Resonanzfrequenzeinstellung kann beispielsweise durch in die Festklopfvorrichtung 1 integrierte bewegliche Schieber- oder Schlittenelemente erzielt werden, mit welchen die Massenverteilung und somit Trägheit der Vorrichtung 1 entsprechend geändert werden kann.
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Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die Verwendung einer erfindungsgemäßen Festklopfvorrichtung 1 gegenüber der Verwendung herkömmlicher Vorrichtungen den entscheidenden Vorteil bietet, dass das damit durchgeführte Festklopfverfahren erheblich kostengünstiger ist, da keine oder nur geringe Verlustleistungen auftreten und daher mit einer deutlich reduzierten Antriebsleistung gleich gute oder gar bessere Bearbeitungsgenauigkeiten bei der Glättung und/oder Verfestigung metallischer Oberflächen 2, wie z. B. bei der Fertigbearbeitung von Umformwerkzeugen, Spitzgießwerkzeugen und anderen komplexen Formen, erzielt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006033004 A1 [0007]
- DE 102009041720 A1 [0008]
- DE 102010019547 A1 [0009]
