DE102012216186A1

DE102012216186A1 - Schrumpfgerät zur Handhabung von mit Werkzeugen zu bestückenden Schrumpffuttern

Info

Publication number: DE102012216186A1
Application number: DE201210216186
Authority: DE
Inventors: Dr. Lang Steffen Klaus
Original assignee: Guehring KG
Current assignee: Guehring KG
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2014-03-27

Abstract

Beschrieben wird ein Schrumpfgerät zur Handhabung von mit Werkzeugen zu bestückenden Schrumpffuttern, mit einem Tisch (10) auf dem zumindest eine Schrumpffutter-Aufnahme vorgesehen ist, und einem Ständer (14), an dem eine Heizeinheit (16), insbesondere eine Induktiv-Spulen-Heizeinheit vertikal in und außer Eingriffsweite mit dem Schrumpffutter verfahrbar ist. Zur Verbesserung der Handhabung ist eine die Oberflächentemperatur des Schrumpffutters berührungslos, vorzugsweise punktgenau erfassende Temperatur-Messeinrichtung (20) vorgesehen

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung an Schrumpfgeräten, insbesondere an sogenannten Induktiv-Schrumpfgeräten, wie sie z. B. aus dem Dokument DE 10138107 A1 oder DE 100 15 322 A1 bekannt sind.
In der spanabhebenden Metallverarbeitung, in der heute hauptsächlich auf Werkzeugmaschinen mit einem hohen Automatisierungsgrad gefertigt wird, erfreuen sich Schrumpffutter einer zunehmenden Beliebtheit. Denn einen wesentlichen Einfluss auf die Qualität von Werkstücken sowie auf die Effizienz der Fertigungsabläufe haben dabei die eingesetzten Spann- und Greifsysteme, in welche die Einsatzwerkzeuge eingespannt sind und die ihrerseits wiederum in entsprechenden Aufnahmen der Werkzeugmaschine, beispielsweise genormten Zylinderschaftaufnahmen oder HSK-(Hohlschaftkegel)-Zangen, gehalten sind.
Mit Schrumpffutter-Werkzeugaufnahmen lassen sich gegenüber herkömmlichen Spannmitteln wie beispielsweise Dreibackenfuttern oder Dehnfuttern eine erhöhte Steifigkeit der Werkzeug/Werkzeugaufnahme-Einheit und ein erhöhtes übertragbares Drehmoment erzielen.
Marktübliche Geräte zum Einspannen von Einsatzwerkzeugen in Schrumpffutter sehen eine Heizung vor, beispielsweise mit Heissluft oder mittels Induktion, mittels der eine Werkzeugaufnahme aufgeweitet wird, so dass das (noch kalte) Werkzeug in den Schaft der Werkzeugaufnahme eingebracht werden kann. Nach dem Abkühlen und dem damit einhergehenden Einschrumpfen der Werkzeug-Aufnahme ist das Werkzeug fest eingespannt. Auf diese Weise werden niedrige Paarungstoleranzen der Paarung Werkzeug – Werkzeugaufnahme und ein entsprechend fester Sitz des Werkzeugs erreicht.
Mit dem Schrumpfgerät gemäß DE 10 138 107 A1 , das auch im Prospekt „GSS2000” der Anmelderin beschrieben ist, gelingt es auch bereits, die geforderte Länge des Werkzeugs während des Einschrumpfvorgangs korrekt einzustellen.
Bei der Bedienung derartiger Schrumpfgeräte besteht jedoch das Problem, dass die Bedienperson dem Spannfutter nicht ansehen kann, ob es sich bereits ausreichend abgekühlt hat. Die Bedienperson trägt daher zur Sicherheit in der Regel Handschuhe.
Zwar ist aus dem Dokument DE 10 2008 053 245 A1 ein Verfahren zur Bestimmung der Temperatur eines Schrumpffutters sowie eine geeignete Vorrichtung bekannt geworden. Dieser Ansatz erfordert aber mehr oder weniger aufwändige Umbaumaßnahmen am Schrumpfgerät, die dadurch noch größer werden, dass solche Geräte oftmals mit mehreren, z. B. auf einem Drehteller sitzenden Spannfutter-Aufnahmen ausgestattet sind.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das Schrumpfgerät derat weiterzubilden, dass die Handhabung einfacher wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Das Schrumpfgerät weist eine die Oberflächentemperatur des Schrumpffutters berührungslos, vorzugsweise punktgenau, erfassende Temperatur-Messeinrichtung auf, die stationär in verhältnismäßig großer Entfernung am Schrumpfgerät positioniert sein kann. Die Handhabung des Schrumpfgeräts wird dadurch in keiner Weise beeinträchtigt. Auch können Umbaumaßnahmen am Schrumpfsystem selbst vollkommen entfallen.
Grundsätzlich kann zur Temperaturerfassung eine Infrarot-Kamerasystem zur Anwendung kommen. Besonders einfach wird die Vorrichtung dann, wenn die Temperatur-Messeinrichtung von einem Infrarot-Thermometer gebildet ist, wie es z. B. von der Firma Optris GmbH, Berlin unter der Bezeichnung optris CSlaser LT vertrieben wird. Mit diesem Zwei-Draht-Infrarot Thermometer, das die Form eines Zylinders hat, der stirnseitig Lichtwellen aussendet und empfängt, können Temperaturen im Bereich zwischen –30 und 1000°C schnell und punktgenau erfasst und zur Anzeige gebracht werden.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Temperatur-Messeinrichtung auf den zu messenden Punkt des Schrumpffutters beliebig ausrichtbar ist.
Mit der Weiterbildung des Anspruchs 4 wird die Anzeige besonders übersichtlich. Der Bedienperson kann z. B. über eine grünes Kontrollicht angezeigt werden, dass das Schrumpffutter kalt ist, und durch ein rotes, dass es nicht ohne Temperaturschutz berührt werden darf.
Nachstehend werden anhand der 1 und 2 Ausführungsbeispiele des Schrumpfgeräts beschrieben, das grundsätzlich so wie das Gerät GSS2000 der Anmelderin gemäß angehängtem (Anlage 1 und 2) Prospektauszug aufgebaut ist.
Zusätzlich zu dem Aufnahmeteller 11, der mehrere Schrumpffutter 12 aufnehmen kann, und zu der vertikal über einen Ständer 14 verschiebbaren Heizeinheit 16 ist ein Temperatur-Messblock 18 vorgesehen, der mit einer Temperatur-Messeinrichtung mit einem oder mehreren Infrarot-Thermometern 20 bestückt ist. Das Thermometer ist von einem Zwei-Draht-Infrarot-Thermometer gebildet, wie es unter der Bezeichnung optris CSlaser LT von der Firma Optris GmbH, Berlin vertrieben wird. Das Produkt-Datenblatt ist als Anlage 3 und 4 angefügt.
Vorzugsweise kann das IR-Thermometer auf die einzelnen Spannfutter 12 ausgerichtet werden. Die jeweils gemessene Temperatur wird über Kontroll-Lampen 22 (grün und rot) angezeigt. Mit 24 ist ein Trigger-Schalter bezeichnet, mit dem die Messung ausgelöst wird.
Gemäß 2 sind mehrere IR-Thermometer 20-1, 20-2 und 20-3 vorgesehen, die individuell betrieben werden und jeweils einem Schrumpffutter 12 zugeordnet sind. Jedem IR-Thermometer ist eine eigne Anzeigeeinheit 22-1, 22-2 und 22-3 zugeordnet.
Die Erfindung schafft ein Schrumpfgerät zur Handhabung von mit Werkzeugen zu bestückenden Schrumpffuttern, mit einem Tisch 10 auf dem zumindest eine Schrumpffutter-Aufnahme vorgesehen ist, und einem Ständer 14, an dem eine Heizeinheit 16, insbesondere eine Induktiv-Spulen-Heizeinheit vertikal in und außer Eingriffsweite mit dem Schrumpffutter verfahrbar ist. Zur Verbesserung der Handhabung ist eine die Oberflächentemperatur des Schrumpffutters berührungslos, vorzugsweise punktgenau erfassende Temperatur-Messeinrichtung 20 vorgesehen.
Übersetzung der Legenden zu Anlage 3

Optris Infrarot-Thermometer
Optris^® CS laser LT Zweidraht-Infrarot-Thermometer zur Temperaturmessung von –30°C bis 1000°C

MERKMALE

• Temperaturbereich von –30°C bis 1000°C, Messung von Punkten ab 1,4 mm und Reaktionszeiten ab 150 ms
• Robuste, einteilige Ausführung zum einfachen Einbau in Ihre Prozessanlage
• Standard-Zweidraht-Schnittstelle für zuverlässige Datenübertragung und einfache Integrierung in eine PLC
• Innovative Doppellaser-Ausrichtung zur genauen Markierung von Messzielen
• Schnelle Sensor-Parametrisierung und Echtzeitmessung über USB
• Zuverlässig in Umgebungstemperaturen bis zu 85°C ohne zusätzliche Kühlung
• Breiter Leistungsbereich: 5–28 V Gleichstrom

Allgemeine Daten

Umwelteinstufung	IP 65 (NEMA-4) für Frontanbau bei Vakuumprozessen (bis 10^–3 mBar)
Umgebungstemperatur	–20°C bis 85°C
	(50°C mit Laser [IN)
Lagertemperatur	–40°C bis 85°C
Relative Feuchtigkeit	10–95%, nicht kondensierend
Schwingung	IEC 68-2-6: 3 G, 11-200 Hz, jede beliebige Achse
Stoß	IEC 68-2-27: 50 G, 11 ms, jede beliebige Achse
Gewicht	600 g

Elektrische Daten

Ausgang/analog	4–20 mA
Stromkreiswiderstand	max. 1000 Ω¹
Ausgang/Alarm	0–30 V/500 mA (offener Kollektor)
Ausgang/digital	einseitig/zweiseitig gerichtet, 9,6 kBaud, 0/3 V Pegel, USB wahlweise
Kabellänge (nur Steckverbinderversion)	3 m/8 m/15 m
Stromverbrauch (Laser)	45 mA bei 5 V
	20 mA bei 12 V
	12 mA bei 24 V
Stromzufuhr	5–28 V Gleichstrom

Messdaten

Temperaturbereich (einstellbar über Software)	–30 bis 1000°C
Spektralbereich	8 bis 14 μm
Optische Auflösung (90% Energie)	50:1
Systemgenauigkeit (bei T_amb = 23 ± 5°C)	±1° oder ± 1°C²
Wiederholbarkeit (bei T_amb = 23 ± 5°C)	±0,5% oder ±0,5°C²
Temperaturauflösung	0,1 K
Reaktionszeit (90% Signal)	150 ms
Emissivität/Signalverstärkung (über Sensor oder Software einstellbar)	0,100–1,100
IR Fensterkorrektur (über Software einstellbar)	0,100–1,100
Signalverarbeitung (Parameter über Software einstellbar)	Höchstwert, Tiefstwert, Durchschnitt; erweiterte Haltefunktion mit Schwellenwert und Hysterese
Software	optris Compact Connect

¹ In Abhängigkeit von der Zufuhrspannung
² Jeweils der größere Wert

Übersetzung der Legenden zu Anlage 4

Optische Parameter

CSlaser LG Optik	SF Optik, D:S = 50:1, 24 mm @ 1200 mm
... SF	24 mm @ 1200 mm
... CF1	1,4 mm @ 70 mm
... CF2	3 mm @ 150 mm
... CF3	4 mm @ 200 mm
... CF4	9 mm @ 450 mm

Anschlüsse

Analoge Betriebsweise	Schleife +
	Laser +
	R × D
	Schleife –
	Laser –
	Abschirmung
Digitale Betriebsweise	Schleife +	5 V Gleichstrom (weiß)
	Laser +
	T × D	EIN (gelb)
	R × D	AUS (grün)
	Schleife –	GND (braun)
	Laser –
	Abschirmung	Abschirmung (schwarz)

Abmessungen

Abmessungen CSlaser hs LT		Elektrische Anschlüsse/Emissivitätseinstellung (Sensorrückseite)
	Kabelstopfbuchse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10138107 A1 [0001, 0005]
DE 10015322 A1 [0001]
DE 102008053245 A1 [0007]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEC 68-2-6 [0019]
IEC 68-2-27 [0019]

Claims

Schrumpfgerät zur Handhabung von mit Werkzeugen zu bestückenden Schrumpffuttern, mit einem Tisch (10), auf dem zumindest eine Schrumpffutter-Aufnahme (11) vorgesehen ist, und einem Ständer (14), an dem eine Heizeinheit (16), insbesondere eine Induktiv-Spulen-Heizeinheit vertikal in und außer Eingriffsweite mit dem Schrumpffutter verfahrbar ist, gekennzeichnet durch eine die Oberflächentemperatur des Schrumpffutters berührungslos, vorzugsweise punktgenau erfassende Temperatur-Messeinrichtung (20).
Schrumpfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur-Messeinrichtung von einem Infrarot-Thermometer gebildet ist.
Schrumpfgerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Ausrichteinheit, mit der die Temperatur-Messeinrichtung auf den zu messenden Punkt des Schrumpffutters (12) ausrichtbar ist.
Schrumpffutter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Anzeigeeinheit, z. B. in Form von Kontroll-Lampen (22), mit denen die erfasste Temperatur anzeigbar ist.