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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum thermischen Spannen
eines Werkzeuges in einem Schrumpffutter, insbesondere zum Abkühlen eines
erhitzten Schrumpffutters mit darin enthaltenem Werkzeug, gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei
einem bekannten Verfahren (
EP
1 584 408 A1 ) wird das Schrumpffutter in einer Halterung aufgenommen,
wobei die für die Aufnahme des Werkzeugschaftes vorgesehene
innere Längsbohrung mit ihrer Öffnung nach oben
weist. Dieser Bereich des Schrumpffutters wird sodann mittels einer Erwärmungseinrichtung,
z. B. einer Induktionseinrichtung, soweit erhitzt, dass der für
die Aufnahme des Werkzeugschaftes vorgesehene Bereich des Schrumpffutters
sich soweit dehnt, dass das Werkzeug mit seinem Schaft in die Längsbohrung
von oben her eingebracht werden kann. Anschließend daran
wird das Schrumpffutter mit darin enthaltenem Werkzeug abgekühlt.
Hierzu wird bei der bekannten Einrichtung die Halterung mitsamt
dem Schrumpffutter und dem darin enthaltenen Werkzeug in einem Behälter
in Vertikalrichtung nach unten bewegt in den dortigen Bereich einer
Kühleinrichtung, die einen Kühlmittelverteiler
aufweist, dem ein Kühlmittel, z. B. Kühlwasser,
zugeführt wird, mit dem der Halter mitsamt dem darauf befindlichen
Schrumpffutter zur Kühlung beaufschlagt wird. Im Anschluß daran
wird das Schrumpffutter mittels einer Abblaseinrichtung, dem Druckluft
zugeführt wird, abgeblasen und getrocknet. Die Abblaseinrichtung
weist einzelne Blasdüsen am oberen Ende einer Leitvorrichtung
auf, innerhalb der der Kühlmittelverteiler angeordnet ist. Die
einzelnen Blasdüsen beaufschlagen, soweit der ausgeblasene
Druckgasstrom reicht, das gesamte Schrumpffutter. Anschließend
wird der Halter mit dem Schrumpffutter darauf, in dem aufgrund der
Abkühlung durch Schrumpfen das Werkzeug fest eingespannt
ist, wieder in die Ausgangsstellung aus dem Behälter herausbewegt,
wo das Schrumpffutter der Einrichtung entnommen werden kann.
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Eine
Einrichtung beschriebener Art hat sich grundsätzlich bewährt.
Allerdings ist der Abkühlvorgang insofern noch nicht voll
befriedigend, als dabei das gesamte Schrumpffutter, und dabei z.
B. auch dessen Einspannabschnitt im Inneren, mit dem Kühlmedium
beaufschlagt wird. Dadurch gestaltet sich das Trocknen des Schrumpffutters
nach erfolgter Abkühlung als zeitaufwendig und schwierig,
wobei nicht die Gewähr einer vollständigen Trocknung
besteht.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, bei der die Kühlung und anschließende Trocknung
verbessert sind. Die Aufgabe ist bei einer Einrichtung der eingangs
genannten Art gemäß der Erfindung durch die Merkmale
im Anspruch 1 gelöst. Hierbei kann lediglich derjenige
Längenabschnitt des Schrumpffutters, der als Aufnahmeabschnitt
ein eingebrachtes Werkzeug enthält, abgekühlt
und getrocknet werden. In vorteilhafter Weise wird hierbei nur der
für das Einschrumpfen des Werkzeuges erhitzte Bereich des
Schrumpffutters abgekühlt. Der Kühlvorgang geht
daher schneller von statten. Vor allem wird der zu trocknende Teil
des Schrumpffutters dadurch auf den beschriebenen Längenabschnitt und
somit auf einen relativ kleinen Bereich des gesamten Schrumpffutters
reduziert, wobei sich die Trocknung auch nur auf die Außenfläche
dieses Längenabschnitts des Schrumpffutters beschränkt.
In vorteilhafter Weise ist somit eine vollständige Trocknung
des Schrumpffutters möglich, so dass dieses im Anschluß daran
sofort einsatzfähig ist, statt nur eingeschränkt
benutzt werden zu können. Auch die für die Trocknung
notwendige Zeit ist erheblich reduziert. Dadurch wird insgesamt
der Vorgang des Einschrumpfens eines Werkzeuges in ein Schrumpffutter
bezüglich der dafür aufzuwendenden Zeit erheblich
verkürzt. Das Verfahren gemäß der Erfindung
ist in einfacher Weise und bei geringem Bauaufwand durchführbar.
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In
vorteilhafter Weise wird derjenige Längenabschnitt abgekühlt
und getrocknet, der einem Einspannabschnitt des Schrumpffutters,
welcher für die Aufnahme in einer Werkzeugaufnahme ausgebildet ist,
axial gegenüberliegt. Die Abkühlung und Trocknung
beschränkt sich also allein auf den genannten Längenabschnitt,
ohne dass dabei auch der Einspannabschnitt zusätzlich beaufschlagt
wird.
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In
vorteilhafter Weise wird der Längenabschnitt nur auf seiner
Außenfläche abgekühlt und getrocknet,
z. B. trockengeblasen. Die Beschränkung der Abkühlung
und Trocknung allein auf diese Außenfläche verkürzt
die Zeit weiterhin, die für die Abkühlung und
anschließende Trocknung notwendig ist.
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Von
Vorteil kann es sein, wenn das Abkühlen durch Beaufschlagen
des Längenabschnitts mit einem gasförmigen und/oder
flüssigen Medium, z. B. Kühlwasser, oder mit einem
Gas-Flüssigkeits-Gemisch, insbesondere einem Aerosol, erfolgt.
In vorteilhafter Weise erfolgt das Beaufschlagen dabei durch Bespritzen
und/oder Besprühen.
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In
vorteilhafter Weise erfolgt das Trocknen, insbesondere Trockenblasen,
mittels, eines auf die Oberfläche des Längenabschnitts
gerichteten Druckgasstromes, z. B. mittels eines Druckluftstromes.
Dabei kann es von Vorteil sein, wenn die Strahlrichtung des Medienstromes,
z. B. Kühlwasserstromes, und/oder des Druckgasstromes,
z. B. Druckluftstromes, an den jeweiligen Außendurchmesser des
Längenabschnitts eines jeweiligen Schrumpffutters durch
Schwenkverstellung angepasst wird. Von Vorteil kann es dabei sein,
wenn der genannte Medienstrom und/oder der Druckgasstrom in Bezug
auf die Oberfläche des Längenabschnitts im wesentlichen tangential
gerichtet ist. Dies erweist sich vor allem beim Trocknen mittels
des Druckgasstromes als vorteilhaft, da das tangentiale Beaufschlagen
der Oberfläche sich als äußerst effektiv
deswegen erweist, weil dabei etwaige Partikel des Kühlmediums,
z. B. des Kühlwassers, direkt von der Oberfläche
des Längenabschnitts weggeblasen werden und kaum oder gar
nicht vernebelt und etwa nebelförmig zerstäubt werden
mit dem dabei einhergehenden Nachteil, dass sich der Nebel dann
etwa als Feuchtigkeit wieder auf der Oberfläche absetzt.
Dies ist somit zuverlässig vermieden. Sämtliche
Bereiche des Längenabschnitts des Schrumpffutters, die
zuvor gekühlt wurden, werden getrocknet, z. B. trockengeblasen. Übrige
Bereiche des Schrumpffutters kommen gar nicht mit dem Medienstrom
beim Kühlen in Berührung und bleiben somit von
vornherein trocken. Nach abgeschlossenem Trocknungsprozeß ist
das Schrumpffutter sofort und uneingeschränkt verwendbar.
Durch die Anpassung der Strahlrichtung des Medienstromes und/oder
des Druckgasstromes an den jeweiligen Außendurchmesser
des Längenabschnitts durch Schwenkverstellung ist gewährleistet,
dass bei den verschiedensten Durchmessergrößen
immer eine im wesentlichen tangentiale Beaufschlagung der Oberfläche
erfolgen kann, sofern dies gewünscht ist.
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Von
Vorteil kann es ferner sein, wenn der Medienstrom zum Abkühlen
und/oder der Druckgasstrom zum Trockenblasen schwenkend, z. B. oszillierend, über
den Längenabschnitt bewegt werden. Aufgrund einer solchen
oszillierenden Bewegung wird der Abkühlvorgang und/oder
Trocknungsvorgang noch weiter optimiert und verkürzt.
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Dem
Fachmann bleibt es überlassen, ob dieser lediglich die
Strahlrichtung des Druckgasstromes zum Trockenblasen durch Schwenkverstellung
anpasst, z. B. tangential in Bezug auf die Oberfläche des
Längenabschnitts ausrichtet oder gewünschtenfalls
schwenkend, z. B. oszillierend, über den Längenabschnitt
bewegt oder ob dies statt dessen oder zusätzlich dazu gleichermaßen
auch für den Medienstrom zum Abkühlen geschieht.
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Von
Vorteil kann es sein, wenn das Vorhandensein eines Schrumpffutters
sensiert und nur bei einem solchen Besetzungszustand das Abkühlen und/oder
Trocknen des Längenabschnitts eingeleitet wird, wobei das
Sensieren z. B. mittels eines Posititonsfühlers, z. B.
eines Positionsschalters, eines induktiven Näherungsschalters
od. dgl., erfolgt.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Aufnahme zur auswechselbaren und hängenden
Halterung des Schrumpffutters und derart ausgebildet ist, dass das
Schrumpffutter mit demjenigen Längenabschnitt, der als
Aufnahmeabschnitt ein eingebrachtes Werkezeug enthält,
zentral gehalten ist und in das Innere des Behälters hineinragt.
Das Schrumpffutter ist somit innerhalb der Aufnahme in Überkopfanordnung lose
gehalten, bei der der Längenabschnitt und das eingebrachte
Werkzeug nach unten und in das Innere des Behälters weisen.
Das Schrumpffutter wird in dieser Weise dann in die Aufnahme der
Einrichtung verbracht, wenn eine gewisse Abkühlung und
ein gewisser Schrumpfvorgang zumindest soweit eingesetzt haben,
dass das eingebrachte Werkzeug mit seinem Schaft rutschsicher im
Schrumpffutter gehalten ist und gewährleistet ist, dass
das Werkzeug beim Verbringen in die Einrichtung nicht herausfallen kann.
Die Einrichtung ist einfach und betriebssicher. Derjenige Teil des
Schrumpffutters, der axial dem Längenabschnitt gegenüberliegt,
befindet sich bei in die Einrichtung eingebrachtem Schrumpffutter
außerhalb des Behälters. Dadurch ist gewährleistet, dass
dieser Bereich des Schrumpffutters bei der Abkühlung nicht
mit dem dazu verwendeten Kühlmedium in Berührung
gelangt und hiernach natürlich auch nicht der Trocknung
bedarf. Die Einrichtung ist nach Einbringen des Schrumpffutters
zuverlässig gegen Austritt von Kühlmedium während
des Betriebes abgedichtet. Das Schrumpffutter kann lose in der Aufnahme
aufgenommen werden. Sollte aufgrunddessen Kühlmedium, das
unter Druck steht, im Auflagebereich nach außen gelangen,
so wird dieses oberseitig des Behälters gesammelt, so dass
es drucklos in den Behälter zurückfließen
kann.
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Von
Vorteil kann es sein, wenn die Aufnahme einen etwa ringförmigen
Einsatz mit vorzugsweise zentraler Einsatzöffnung für
ein Schrumpffutter aufweist. In vorteilhafter Weise ist der Behälter
mittels eines Gehäuseringes abgeschlossen, in dem der Einsatz
auswechselbar aufgenommen ist. Zwischen der Behälterwandung
und dem Gehäusering kann zur Abdichtung ein Dichtungsring
angeordnet sein. Der Einsatz liegt lose auf dem Gehäusering
auf und ist schnell gegen einen Einsatz anderer Abmessung in Anpassung
an anders dimensionierte Schrumpffutter austauschbar. Eine Anpassung
an unterschiedlich dimensionierte Schrumpffutter ist somit schnell
und einfach möglich.
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Von
Vorteil kann es sein, wenn die Kühleinrichtung mehrere
Kühlmittelrohre aufweist, die im Inneren des Behälters
in etwa gleich großen Umfangswinkelabständen voneinander
um das Zentrum des Einsatzes herum angeordnet sind. In vorteilhafter Weise
weisen die Kühlmittelrohre Auslaßöffnungen, insbesondere
Düsen, auf, über die ein gasförmiges oder
flüssiges Medium, z. B. Kühlwasser, oder ein Gas-Flüssigkeits-Gemisch,
insbesondere ein Aerosol, derart ausspritzbar ist, dass damit der
Längenabschnitt des Schrumpffutters durch Bespritzen und/oder
Besprühen beaufschlagbar ist. Von den Auslaßöffnungen,
insbesondere Düsen, können z. B. die oberen und
die unteren schräg nach oben bzw. nach unten gerichtet
sein, während dazwischen befindliche Auslaßöffnungen,
insbesondere Düsen, im wesentlichen horizontal gerichtet
sind. Von Vorteil kann es sein, wenn drei Kühlmittelrohre
vorgesehen sind. In vorteilhafter Weise sind die Kühlmittelrohre mittels
daran angeschlossener Leitungen, z. B. Schläuche, an eine
z. B. zentrale Mediumversorgung angeschlossen. Diese kann z. B.
einen Mediumsammelbehälter mit Tauchpumpe zur Druckspeisung
der Kühlmittelrohre aufweisen. Der Mediumsammelbehälter
kann dort, wo Platz ist, also z. B. neben dem Behälter,
unterhalb dieses oder an sonstiger geeigneter Stelle, platziert
sein.
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Er
ist über der Speisung dienende Leitungen sowie Rücklaufleitungen
mit dem Behälter verbunden.
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Von
Vorteil kann es ferner sein, wenn die Trocknungseinrichtung eine
Abblaseinrichtung mit mehreren Abblasrohren aufweist, die in etwa
gleich großen Umfangswinkelabständen voneinander
um das Zentrum des Einsatzes herum angeordnet sind. Dabei kann es
von Vorteil sein, wenn um das Zentrum des Einsatzes herum jeweils
ein Kühlmittelrohr und ein Abblasrohr einander abwechseln.
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In
vorteilhafter Weise können die Abblasrohre Auslaßöffnungen,
insbesondere Düsen, aufweisen, über die ein Druckgasstrom,
z. B. Druckluft, auf den jeweiligen Längenabschnitt des
Schrumpffutters zum Trockenblasen abgebbar ist. Von Vorteil kann
es sein, wenn drei Abblasrohre vorgesehen sind. Die Abblasrohre
sind mittels daran angeschlossener Leitungen, z. B. Schläuche,
an eine z. B. zentrale Druckgasversorgung, z. B. Druckluftversorgung,
angeschlossen.
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Von
Vorteil kann es sein, wenn die Auslaßöffnungen,
insbesondere Düsen, der Kühlmittelrohre und/oder
der Abblasrohre jeweils entlang einer Rohrmantellinie und/oder in
Rohrumfangsrichtung in Abständen voneinander angeordnet
sind. Dabei können derartige Auslaßöffnungen,
insbesondere Düsen, auch entlang mehrerer Rohrmantellinien
in Abständen vorgesehen sein, wobei diese Rohrmantellinien in
Umfangsrichtung beabstandet sind.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die
Kühlmittelrohre und/oder die Abblasrohre um die jeweilige
Rohrachse schwenkverstellbar sind zur Anpassung der Strahlrichtung
des Medienstromes zum Abkühlen bzw. des Druckgasstromes
zum Abblasen an den jeweiligen Außendurchmesser des Längenabschnitts
eines jeweiligen Schrumpffutters. Dies ist vor allem dann von Vorteil, wenn
die genannten Rohre um die Rohrachse derart schwenkbar oder geschwenkt
angeordnet sind, dass der Medienstrom zum Abkühlen bzw.
der Druckgasstrom zum Abblasen in Bezug auf die Oberfläche
des Längenabschnitts eines jeweiligen Schrumpffutters im
wesentlichen tangential gerichtet ist. Von Vorteil kann es dabei
sein, wenn die Kühlmittelrohre und/oder die Abblasrohre
um die Rohrachse hin und her schwenkbar, insbesondere oszillierend,
gehalten sind und erforderlichenfalls entsprechend angetrieben sind.
Insbesondere z. B. die Schwenkverstellbarkeit der Abblasrohre macht
es möglich, eine tangentiale Beaufschlagung der Oberfläche
des Längenabschnitts und dadurch ein möglichst
gutes Wegblasen etwaiger Medienpartikel des Kühlmediums
von der Oberfläche zu gewährleisten. Dies führt
zu einer möglichst vollständigen Trocknung, wobei
die Trocknungszeit erheblich verkürzt ist. Aufgrund des
durch Schwenkung eingestellten oder schwenkenden Druckgasstromes
kann zuverlässig die vom Kühlmedium benetzte Oberfläche
bei allen Schrumpffutterdurchmessern freigeblasen werden. Auch bei
unterschiedlichen Außendurchmessern von Schrumpffuttern
ist eine Einstellung des Druckgasstromes derart möglich,
dass ein im wesentlichen tangentialer Druckgasstrom wirksam ist.
Vorteilhaft kann es dabei sein, wenn z. B. die Abblasrohre um die
Rohrachse hin und her schwenkbar, insbesondere oszillierend, gehalten
sind. Hierbei ist eine tangentiale Beaufschlagung auf einander gegenüberliegenden
Oberflächenbereichen des Längenabschnitts in einfacher Weise
möglich.
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Von
Vorteil ist es, wenn die Kühlmittelrohre und/oder die Abblasrohre
am Gehäusering von diesem herab in das Innere des Behälters
gerichtet sind. Der Behälter ist nach außen im
wesentlichen komplett abgedichtet, so dass vermieden ist, dass Kühlmedium
nach außen gelangt und insbesondere auch auf solche Bereiche
des Schrumpffutters gelangt, die sich außerhalb des Behälters
befinden und nicht gekühlt und getrocknet werden. Eine
weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die
Kühlmittelrohre und/oder Abblasrohre am Gehäusering
drehbeweglich und drehverstellbar gehalten sind, so dass diese zur
Schwenkverstellung und ggf. zur oszillierenden Schwenkbewegung frei
beweglich sind. Von Vorteil kann es dabei sein, wenn die Kühlmittelrohre und/oder
die Abblasrohre jeweils einen Betätiger zu deren Schwenkbewegung um
die Rohrachse aufweisen. Dabei können die Betätiger
der einzelnen Rohre miteinander zur gemeinsamen Schwenkbewegung gekuppelt
sein, z. B. über Kupplungsglieder, z. B. Stangen. Einer
der Betätiger kann eine Handhabe aufweisen, die sich außerhalb
des Behälters befindet und an der eine äußere
Antriebseinrichtung angreifen kann oder an der statt dessen auch
manuell angegriffen werden kann. Von Vorteil kann es sein, wenn
die Betätiger z. B. als jeweilige Hebel ausgebildet sind,
die drehfest mit dem jeweiligen Kühlmittelrohr und/oder
Abblasrohr verbunden sind.
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Gegenstand
der Erfindung ist ferner eine Einrichtung zum Abkühlen
eines erhitzten Schrumpffutters mit darin enthaltenem Werkzeug,
mit einem etwa rohrförmigen Behälter und einer
Aufnahme für zumindest ein Schrumpffutter mit Werkzeug
darin, sowie mit einer Kühleinrichtung zur Abkühlung
des Schrumpffutters. Die Erfindung sieht hierbei vor, dass die Kühleinrichtung
innerhalb des Behälters einen Innenbehälter mit
Eintauchöffnung aufweist, durch die ein erhitztes Schrumpffutter
mit darin enthaltenem Werkzeug in das Innere des Innenbehälters
eintauchen kann, und dass der Innenbehälter zum Abkühlen
des Längenabschnitts des Schrumpffutters mit einem gasförmigen
und/oder flüssigen Medium, z. B. Kühlwasser, befüllbar
ist, in das der Längenabschnitt eintaucht. Dabei kann es
von Vorteil sein, wenn der Innenbehälter mittels einer
Pumpe mit dem Medium speisbar ist. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform
sieht vor, dass das Medium im Behälter aufgenommen und
bei Bedarf zum Abkühlen aus dem Behälter in den
Innenbehälter einspeisbar ist, vorzugsweise an dessem unteren
Ende, unter Erzeugung eines im Innenbehälter von unten
nach oben aufsteigenden Bades. In vorteilhafter Weise hat der Innenbehälter
eine obere Ablauföffnung, über die das Medium
bei gefülltem Innenbehälter aus diesem ausfließen
und in den Behälter gelangen kann. Die Eintauchöffnung
des Innenbehälters kann als dessen Ablauföffnung
dienen. Nach erfolgter Abkühlung wird das Kühlmedium
mittels der Pumpe aus dem Innenbehälter abgesaugt und zurück
in den Behälter geleitet. Eine Einrichtung dieser Art ermöglicht
eine Abkühlung des Längenabschnitts des Schrumpffutters innerhalb
des Innenbehälters durch dortiges Anheben des Bades aus
Kühlmedium mit Umfangsbeaufschlagung des Längenabschnitts
und durch anschließenden Absenken des Bades nach erfolgter
Abkühlung. Eine solche Einrichtung ist besonders einfach, betriebssicher
und kostengünstig.
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Von
Vorteil kann es sein, wenn z. B. im Bereich des Einsatzes ein von
diesem beaufschlagter Positionsfühler vorgesehen ist, mittels
dessen das Vorhandensein eines Schrumpffutters in der Aufnahme,
insbesondere im Einsatz, sensierbar ist. In vorteilhafter Weise
können die Kühleinrichtung und/oder die Trocknungseinrichtung
in Abhängigkeit von dem Positionsfühler derart
steuerbar sein, dass deren Einschaltung nur bei in der Aufnahme
befindlichem Schrumpffutter erfolgt. Der Positionsfühler
kann z. B. als Positionsschalter, induktiver Näherungsschalter od.
dgl. ausgebildet sein.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung.
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Die
Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen gezeigten
Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
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1 einen
schematischen senkrechten Schnitt einer Einrichtung zum Abkühlen
eines erhitzten Schrumpffutters gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel entlang der Linie I-I in 3,
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2 einen
schematischen senkrechten Schnitt der Einrichtung in 1 entlang
der Linie II-II in 3,
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3 eine
schematische Ansicht der Einrichtung in 1 und 2 von
unten gemäß Pfeil III in 1,
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4 einen
schematischen senkrechten Schnitt einer Einrichtung zum Abkühlen
eines erhitzten Schrumpffutters gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel, in einem Zustand vor der Abkühlung,
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5 einen
schematischen senkrechten Schnitt der Einrichtung in 4 bei
in Betrieb befindlicher Kühleinrichtung.
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In 1 bis 3 ist
ein erstes Ausführungsbeispiel einer Einrichtung 10 gezeigt,
die zum Abkühlen eines erhitzten Schrumpffutters 11 mit
darin enthaltenem Werkzeug 12 ausgebildet ist. Das Schrumpffutter 11 weist
in üblicher Weise einen zum Beispiel konischen Einspannabschnitt 13 und
diesem axial gegenüberliegend einen Längenabschnitt 14 auf,
der als Werkzeugaufnahmeabschnitt zur Aufnahme des eingebrachten
Werkzeuges 12 dient. Ein betriebsfertiges Schrumpffutter 11 mit
enthaltenem Werkzeug 12 wird mit seinem Einspannabschnitt 13 in
einer Werkzeugaufnahme zum Beispiel in einer Maschinenspindel einer
Werkzeugmaschine aufgenommen. Zum vorherigen thermischen Spannen
des Werkzeuges 12 im Schrumpffutter 11 wird letzteres
in einem Gerät hinsichtlich zumindest eines Teils des Längenabschnitts 14 erhitzt,
z. B. mittels einer Induktionseinrichtung, wobei der Längenabschnitt 14 sich mit
der enthaltenen inneren Aufnahmebohrung soweit ausdehnt, dass das
Werkzeug 12 mit seinem Schaft in das erhitzte Schrumpffutter 11 von
oben her eingesteckt werden kann. Sobald das Schrumpffutter 11 sich
etwas abgekühlt hat, und zwar soweit, dass bei Anordnung
des Schrumpffutters 11 mit Werkzeug 12 in umgekehrter
Position gemäß 1 und 2 das
Werkzeug 12 durch eingetretene Schrumpfwirkung gehalten
bleibt, wird das Schrumpffutter 11 mit Werkzeug 12 in
der in 1 und 2 gezeigten Ausrichtung in die
Einrichtung 10 eingebracht. Dabei ragt der Längenabschnitt 14 mit
enthaltenem Werkzeug 12 etwa vertikal nach unten.
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Die
Einrichtung 10 weist einen etwa rohrförmigen Behälter 20 auf,
der mit seinem Boden 21 auf einer nicht gezeigten Arbeitsfläche
oder dergleichen aufgesetzt werden kann. Der Behälter 20 ist
am oberen Ende mittels eines Gehäuseringes 22 abgeschlossen,
wobei zwischen den Gehäusering 22 und dem oberen
Ende der Behälterwandung 23 ein Dichtungsring 24 angeordnet
ist. Die Einrichtung 10 weist eine Aufnahme 15 für
zumindest ein Schrumpffutter 11 mit Werkzeug 12 darin
auf. Die Aufnahme 15 ist zur auswechselbaren und hängenden
Halterung des Schrumpffutters 11 und derart ausgebildet,
dass das Schrumpffutter 11 mit demjenigen Längenabschnitt 14,
der als Aufnahmeabschnitt ein eingebrachtes Werkzeug 12 enthält,
zentral gehalten ist und in das Innere 25 des Behälters 20 hineinragt.
Die Aufnahme 15 weist einen etwa ringförmigen
Einsatz 26 mit vorzugsweise zentraler Einsatzöffnung 27 für
ein Schrumpffutter 11 auf, wobei der Einsatz 26 im
Gehäusering 22 auswechselbar aufgenommen ist.
Der Einsatz 26 hat eine äußere Umfangsfläche 28,
die etwa kugelsegmentförmig ist und dadurch innerhalb des
Gehäuseringes 22 eine gewisse Beweglichkeit mit
Anpassungsmöglichkeit bietet. Der Einsatz 26 enthält
zumindest einen Durchlass 29, durch den ein vom Inneren 25 des
Behälters 20 nach außen gelangtes Medium
wieder in das Innere 25 zurückfließen
kann, unterstützt durch eine konische Oberseite 30 des
Einsatzes 26. Der Einsatz 26 ist lose in den Gehäusering 22 eingelegt.
Das Schrumpffutter 11 liegt auf einem inneren Ringrand 31 des
Einsatzes 26 lose auf und kann durch eine Zylinderfläche 32 des Einsatzes 26 zentriert
gehalten werden.
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Die
Einrichtung 10 weist eine Kühleinrichtung 40 zur
Abkühlung und eine Trocknungseinrichtung, insbesondere
Abblaseinrichtung 60, zum Trocknen des Schrumpffutters 11,
je nach Abmessung mit Werkzeug 12, auf. Die Kühleinrichtung 40 weist
mehrere, z. B. drei, Kühlmittelrohre 41 gleicher Gestaltung
auf, die in etwa gleich großen Umfangswinkelabständen
voneinander um das Zentrum des Einsatzes 26 herum angeordnet
sind. Die Kühlmittelrohre 41 weisen Auslassöffnungen 42,
insbesondere Düsen, auf, über die ein den Kühlmittelrohren 41 zugeführtes
gasförmiges oder flüssiges Medium oder ein Gas-Flüssigkeits-Gemisch,
insbesondere ein Aerosol, derart ausspritzbar ist, dass damit der
Längenabschnitt 14, ggf. auch mit Werkzeug 12,
durch Bespritzen und/oder Besprühen zur Abkühlung
beaufschlagbar ist. Die Kühlmittelrohre 41 sind
mittels daran angeschlossener, angedeuteter Leitungen 43,
z. B. Schläuche, an eine z. B. zentrale Mediumversorgung
angeschlossen. Diese weist einen Mediumsammelbehälter 44 mit
einer Tauchpumpe 45 auf, über die die Leitungen 43 gespeist
werden. Zurücklaufendes Medium wird im unteren Bereich
des Behälters 20 aufgefangen und gelangt von dort
mittels zumindest einer Rücklaufleitung 46 zurück
in den Mediumsammelbehälter 44.
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Die
Auslassöffnungen 42, insbesondere Düsen,
der Kühlmittelrohre 41 sind jeweils entlang einer Rohrmantellinie
in Abständen voneinander angeordnet, wobei obere und untere
Auslassöffnungen 42 schräg nach oben
bzw. nach unten gerichtet sein können, während
dazwischen befindliche Auslassöffnungen 42 etwa
horizontal ausgerichtet sind. Die Auslassöffnungen 42 können
bei Bedarf auch in Rohrumfangsrichtung in Abständen voneinander
angeordnet sein. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind
die Kühlmittelrohre 41 in Bezug auf ihre Rohrachse
unverdrehbar. Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel
dagegen sind die Kühlmittelrohre 41 um ihre jeweilige
Rohrachse schwenkverstellbar zur Anpassung der Strahlrichtung des
Mediumstromes zum Abkühlen an den jeweiligen Außendurchmesser
des Längenabschnitts 14 eines jeweiligen Schrumpffutters 11.
Dabei können die Kühlmittelrohre 41 um
ihre Rohrachse derart schwenkbar oder geschwenkt angeordnet sein,
dass der Mediumstrom zum Abkühlen in Bezug auf die Oberfläche
des Längenabschnitts 13 im wesentlichen tangential
gerichtet ist. Die Kühlmittelrohre 41 sind am
Gehäusering 22 von diesem herab in das Innere 25 des
Behälters 20 gerichtet gehalten. Zur Sicherung
der um die Längsmittelachse eingestellten Drehposition
der Kühlmittelrohre 41 dient ein Passstift 47,
wobei das Kühlmittelrohr 41 zusätzlich
mittels einer Schraube 48 oder dergleichen am Gehäusering 22 hängend gehalten
ist. Sind statt des gezeigten Ausführungsbeispieles die
Kühlmittelrohre 41 um die Rohrachse hin und her schwenkbar,
z. B. oszillierend, entfallen der Passstift 47 und die
Schraube 48, wobei stattdessen dann die Kühlmittelrohre 41 im
Gehäusering 22 drehbar gehalten sind. Am unteren
Ende der Kühlmittelrohre 41 befindet sich ein
Gehäusering 49, an dem die Kühlmittelrohre 41 mit
ihren Enden entweder schwenkbar oder, wie gezeigt, fest gehalten
sind.
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Die
Trocknungseinrichtung besteht insbesondere aus einer Abblaseinrichtung 60.
Diese weist mehrere jeweils gleich ausgebildete Abblasrohre 61 auf,
die in etwa gleich großen Umfangswinkelabständen
voneinander um das Zentrum des Einsatzes 26 herum angeordnet
sind. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind zum Beispiel
drei Abblasrohre 61 vorgesehen, wobei diese um das Zentrum
des Einsatzes 26 herum sich jeweils mit einem Kühlmittelrohr 41 dazwischen
abwechseln. Die Abblasrohre 61 weisen Auslassöffnungen 62,
insbesondere Düsen, auf, über die ein Druckgasstrom
auf den jeweiligen Längenabschnitt 14, ggf. auch
noch auf Bereiche des darin befindlichen Werkzeuges 12,
zum Trockenblasen abgebbar ist. Die Abblasrohre 61 sind
mittels daran angeschlossener Leitungen 63, z. B. Schläuche, an
eine z. B. zentrale Druckgasversorgung 64 angeschlossen.
Der Druckgasstrom besteht zum Beispiel aus einem Druckluftstrom,
während das den Kühlmittelrohren 41 zugeführte
Medium z. B. aus Kühlwasser besteht. Die Auslassöffnungen 62 der
Abblasrohre 61 sind jeweils entlang einer Rohrmantellinie und/oder
in Rohrumfangsrichtung in Abständen voneinander angeordnet.
Die Abblasrohre 61 sind um die jeweilige Rohrachse schwenkverstellbar
zur Anpassung der Strahlrichtung des Druckgasstromes zum Abblasen
an den jeweiligen Außendurchmesser des Längenabschnitts 14 eines
jeweiligen Schrumpffutters 11 angeordnet, und zwar derart,
dass der Druckgasstrom zum Abblasen in Bezug auf die Oberfläche des
Längenabschnitts 14 im wesentlichen tangential gerichtet
ist. Aufgrund dieser tangentialen Beaufschlagung der Oberfläche
des Längenabschnitts 14 ergibt sich eine sehr
effektive Trocknung durch Wegblasen verbliebenen Kühlmediums,
insbesondere von Wasserpartikeln, die direkt von der Oberfläche weggeblasen
und nur wenig vernebelt werden. Auf diese Weise ist eine einfache
schnelle und vollständige Trocknung des Längenabschnitts 14 nach
dem Abkühlen mittels der Kühleinrichtung 40 bei
sehr geringer Trocknungszeit möglich. Aufgrund der geschlossenen
Bauweise der Einrichtung 10 ist beim Kühlvorgang
der Austritt des Kühlmediums aus dem Behälter 20 nahezu
gänzlich vermieden.
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Die
Abblasrohre 61 können um die Rohrachse hin und
her schwenkbar, insbesondere oszillierend, gehalten sein. Wie die
Kühlmittelrohre 41, so sind auch die Abblasrohre 61 am
Gehäusering 22 von diesem herab in das Innere 25 des
Behälters 20 gerichtet gehalten, wobei die Abblasrohre 61 in
Bezug auf den Gehäusering 22 jedoch drehbeweglich und
drehverstellbar gehalten sind, ebenso in Bezug auf den unteren Gehäusering 49,
auf dem die Abblasrohre 61 von oben her lediglich aufsitzen.
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Die
Einrichtung 10 weist einen schematisch angedeuteten Positionsfühler 16,
z. B. einen Positionsschalter, auf, mittels dessen das Vorhandensein eines
Schrumpffutters 11 in der Aufnahme 15 sensierbar
ist. Die Kühleinrichtung 40 und/oder die Trocknungseinrichtung
sind in Abhängigkeit von dem Positionsfühler 16 derart
steuerbar, dass deren Einschaltung nur bei in der Aufnahme 15 befindlichem Schrumpffutter 11 erfolgt.
Auf diese Weise wird eine unnötige Aktivität der
Kühleinrichtung 40 vermieden ebenso wie eine unnötige
Einschaltung der Trocknungseinrichtung, insbesondere Abblaseinrichtung 60.
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Die
Abblasrohre 61 weisen zu deren Schwenkbewegung um die Rohrachse
jeweils einen Betätiger 65 auf. Der jeweilige
Betätiger 65 ist z. B. als Hebel 66 ausgebildet,
der drehfest mit dem jeweiligen Abblasrohr 61 verbunden
ist. Die Betätiger 65 sind miteinander zur gemeinsamen
Schwenkbewegung über Kupplungsglieder, z. B. Stangen 67,
gekuppelt. Ein Betätiger 65 weist eine durch die
Behälterwandung 23 nach außen geführte
Handhabe 68 auf, die einen bogenförmigen Schlitz 33 in
der Behälterwandung 23 durchsetzt und darin gehalten
und geführt ist. An der Handhabe 68 kann eine äußere Antriebseinrichtung
zur Schwenkbetätigung um die Rohrachse des Abblasrohres 61 angreifen.
Auch ein manuelles Angreifen an der Handhabe 68 ist möglich.
Der Betätiger 65, an dem die Handhabe 68 angreift, überträgt über
die beiden exzentrisch daran angelenkten Stangen 67 eine
Schwenkbewegung in Pfeilrichtung 69 auf die beiden anderen
Betätiger 65, an denen jeweils eine der Stangen 67 im
gleichen radialen Abstand von der Rohrachse des jeweiligen Abblasrohres 61 schwenkbeweglich
angelenkt ist.
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Die
Betriebsweise der Einrichtung 10 ist wie folgt. Sie dient
beim thermischen Spannen von Werkzeugen 12 in Schrumpffuttern 11 dazu,
ein in ein erhitztes Schrumpffutter 11 eingebrachtes Werkzeug 12,
das durch beginnenden Schrumpfvorgang rutschsicher im Schrumpffutter 11 bereits
gehalten ist, mitsamt dem Längenabschnitt 14 des
Schrumpffutters 11 abzukühlen und zu trocknen.
Hierbei wird lediglich derjenige Längenabschnitt 14 des Schrumpffutters 11 abgekühlt
und getrocknet, der als Aufnahmeabschnitt ein eingebrachtes Werkzeug 12 enthält
und dem Einspannabschnitt 13 axial gegenüberliegt.
Dabei wird der Längenabschnitt 14 nur auf seiner
Außenfläche abgekühlt und getrocknet.
Das Abkühlen erfolgt, sobald der Positionsfühler 16 die Anwesenheit
eines Schrumpffutters 11 mit Werkzeug 12 signalisiert
hat, durch Einschaltung der Kühleinrichtung 40,
mittels der der Längenabschnitt 14 mit einem kühlenden
Medium beaufschlagt wird, z. B. einem gasförmigen und/oder
flüssigen Medium oder mit einem Gas-Flüssigkeits-Gemisch,
insbesondere einem Aerosol. Die Beaufschlagung zur Kühlung
geschieht durch Bespritzen und/oder Besprühen. Das der
Kühlung dienende Medium wird den Kühlmittelrohren 41 über
die Leitungen 43 unter Druck zugeführt und tritt
aus den Auslassöffnungen 42, insbesondere Düsen,
derart aus, dass der Medienstrom die Außenfläche
des Längenabschnitts 14 beaufschlagt und diesen
Bereich des Schrumpffutters 11 abkühlt. Dabei
wird nur der erwärmte Teil des Schrumpffutters 11 abgekühlt.
Hierdurch wird der später zu trocknende Anteil des Schrumpffutters 11 stark
reduziert und ist nur auf die Außenfläche des Schrumpffutters 11 beschränkt.
Nach dem Abkühlen wird die Trocknungseinrichtung, z. B.
Abblaseinrichtung 60, eingeschaltet, mittels der ein Druckgasstrom aus
den Auslassöffnungen 62, insbesondere Düsen, der
Abblasrohre 61 in Richtung auf die Oberfläche des
Längenabschnitts 14 zum Trockenblasen abgegeben
wird. Während dieses Abblasens können die einzelnen
Ablasrohre 61 um die Rohrachse hin und her geschwenkt werden,
z. B. oszillierend. Dies geschieht durch eine nicht weiter gezeigte äußere
Antriebseinrichtung, die an der Handhabe 68 eines Betätigers 65 angreift
und das Schwenkmoment über die Stangen 67 auf
die anderen Betätiger 65 überträgt,
so dass alle Abblasrohre 61 entsprechend geschwenkt werden.
Es versteht sich, dass statt einer etwaigen hin und her schwenkenden
Bewegung die Abblasrohre 61 auch so durch Schwenkbetätigung eingestellt
werden können, dass diese hiernach in einer geschwenkten
Position verbleiben, und zwar in einer derart eingestellten Position,
dass der Druckgasstrom zum Abblasen in Bezug auf die Oberfläche des
Längenabschnittes 14 im wesentlichen tangential
gerichtet ist. Etwaiges Kühlmittel, das beim Kühlvorgang
im Inneren 25 des Behälters 20 gesammelt wurde,
wie auch der Anteil an Kühlmedium, der durch den Druckgasstrom
beim Trockenblasen anfällt, wird im Bodenbereich des Behälters 20 gesammelt
und über die Rücklaufleitung 46 dem Mediumsammelbehälter 44,
der an irgendeiner Stelle angeordnet sein kann, zugeführt.
Aufgrund des schwenkbaren Druckgasstromes der Abblaseinrichtung 40 beim
Abblasen der Oberfläche des Längenabschnitts 14 kann schnell
und einfach die vom Kühlmedium benetzte Oberfläche
bei den verschiedensten Schrumpffutterdurchmessern freigeblasen
werden. Die Schwenkverstellung der Abblasrohre 61 geschieht
in Anpassung an den jeweiligen Außendurchmesser des Längenabschnitts 14,
so dass immer ein im wesentlichen tangential gerichteter Druckgasstrom
zum Abblasen vorliegt. Aufgrund dessen ergeben sich extrem reduzierte
Trocknungszeiten bei erreichbarer vollständiger Trocknung
des Längenabschnitts 14.
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Bei
dem in 4 und 5 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel
sind für die Teile, die dem ersten Ausführungsbeispiel
entsprechen, gleiche Bezugszeichen verwendet, so dass dadurch zur
Vermeidung unnötiger Wiederholungen auf die Beschreibung
des ersten Ausführungsbeispieles verwiesen ist. Beim zweiten
Ausführungsbeispiel ist wiederum ein rohrförmiger
Behälter 20 mit oberem Gehäusering 22 und
Einsatz 26 zur Aufnahme eines Schrumpffutters 11 vorgesehen,
wobei auch hier die Aufnahme 15 zur auswechselbaren und
hängenden Halterung des Schrumpffutters 11 und
derart ausgebildet ist, dass das Schrumpffutter 11 mit
demjenigen Längenabschnitt 14, der als Aufnahmeabschnitt
ein eingebrachtes Werkzeug 12 enthält, zentral
gehalten ist. Innerhalb des Behälters 20 ist ein
Innenbehälter 70 mit oberer Eintauchöffnung 71 vorgesehen,
durch die ein erhitztes Schrumpffutter 11 mit darin enthaltenem
Werkzeug 12 in das Innere 72 des Innenbehälters 70 eintauchen
kann. Der Innenbehälter 70 ist um Abkühlen
des Längenabschnitts 14 mit einem gasförmigen
und/oder flüssigen Medium, z. B. mit Kühlwasser,
befüllbar, in das der Längenabschnitt 14 eintaucht.
Der Innenbehälter 70 ist mittels einer nur schematisch
angedeuteten Pumpe 73 mit dem Medium speisbar, wie in 5 durch
Pfeile 74 angedeutet ist. Das der Kühlung dienende
Medium ist im Behälter 20 aufgenommen und bei
Bedarf zum Abkühlen aus dem Behälter 20 mittels
der Pumpe 73 in Richtung der Pfeile 74 in den
Innenbehälter 70 von unten her durch eine dortige Öffnung
einspeisbar. Auf diese Weise wird im Innenbehälter 70 ein
von unten nach oben aufsteigendes Bad mit Kühlmedium erzeugt. Der
Innenbehälter 70 weist eine obere Ablauföffnung auf, über
die das Medium bei bis oben gefülltem Innenbehälter 70 aus
diesem ausfließen und in den Behälter 20 gelangen
kann. Diese Ablauföffnung ist durch die Eintauchöffnung 71 gebildet.
Am Gehäusering 22 ist ein Positionsfühler 16,
z. B. in Form eines induktiven Näherungsschalters, gehalten,
mittels dessen das Vorhandensein eines Schrumpffutters 11 in
der Aufnahme 15 sensierbar ist und die Kühleinrichtung 40 so
gesteuert wird, dass deren Einschaltung nur bei in der Aufnahme 15 befindlichem Schrumpffutter 11 geschieht.
Bei dieser Einrichtung gemäß 4 und 5 zur
Abkühlung des Längenabschnitts 14 erfolgt
das Abkühlen durch relative Tauchbewegung in Bezug auf
ein aus Kühlmedium gebildetes Bad, insbesondere durch die
Bewegung eines derartigen Bades relativ zum Längenabschnitt 14 in
der Weise, dass das Bad aus Kühlmedium angehoben wird mit
einhergehender Außenbeaufschlagung des Längenabschnitts 14 und
anschließend nach erfolgter Abkühlung abgesenkt
wird, wie dies in 4 im Ausgangsstadium dargestellt
ist. Auch wenn im Zusammenhang mit 4 und 5 dies nicht
dargestellt ist, kann die Einrichtung auch gemäß diesem
zweiten Ausführungsbeispiel mit einer Trocknungseinrichtung,
z. B. Abblaseinrichtung analog der Abblaseinrichtung 60 beim
ersten Ausführungsbeispiel, versehen sein. Zur Vermeidung
von Wiederholungen wird insoweit auf die Beschreibung der Abblaseinrichtung 60 beim
ersten Ausführungbeispiel verwiesen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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