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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bereithalten von wenigstens einem Werkzeugeinsatz nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Solche Vorrichtungen werden insbesondere an Montagearbeitsplätzen benötigt, an denen verschiedenste Tätigkeiten mit unterschiedlichen Werkzeugen oder zumindest mit unterschiedlichen Werkzeugeinsätzen zu leisten sind. Die unterschiedlichen Werkzeugeinsätze müssen so zur Verfügung gehalten werden, dass das Werkzeug mit dem Aufnahmefutter an den gewünschten Werkzeugeinsatz herangeführt, der Werkzeugeinsatz mit dem Werkzeug gekoppelt und der mit dem Werkzeug gekoppelte Werkzeugeinsatz der Vorrichtung entnommen werden kann.
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Bekannte Vorrichtungen zum Bereithalten von Werkzeugeinsätzen weisen oftmals noch Anzeigen auf, die die unterschiedlichen Werkzeugeinsätze entsprechend markieren. So sind beispielsweise LCD-Anzeigen bekannt geworden, die meist über den Werkzeugeinsätzen angeordnet sind und auf denen die Art des vorgehaltenen Werkzeugeinsatzes angezeigt wird. Die bekannten Vorrichtungen sind sehr komplex aufgebaut und dadurch aufwendig und teuer zu fertigen.
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Einfachere Vorrichtungen sind für nur eine Art von Werkzeugeinsätzen geeignet. So können insbesondere keine Werkzeugeinsätze mit verschiedenen Schaft- oder Werkzeugdurchmessern vorgehalten werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Bereithalten von Werkzeugeinsätzen so auszugestalten, dass eine zuverlässige und einfache Entnahme und Ablage von unterschiedlichen Werkzeugeinsätzen möglich ist, wobei die Vorrichtung einfach aufgebaut sein soll und eine kostengünstige Herstellung ermöglicht werden soll. Weiterhin soll eine Möglichkeit bestehen den Werkzeugeinsatz zu markieren, der für den vorgesehenen Montageschritt benötigt wird.
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Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, dass in wenigstens einer Öffnung des Gehäuses eine Hülse vorgesehen ist, die durch eine Arretiereinrichtung gehalten ist und dass der Werkzeugeinsatz durch eine Klemmeinrichtung in der Hülse gehalten ist.
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Durch die Verwendung einer Hülse wird es möglich auf besonders einfache und kostengünstige Weise eine Anpassung der Vorrichtung an unterschiedliche Werkzeugeinsätze insbesondere mit unterschiedlichen Schaftdurchmessern zu erreichen.
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Vorteilhaft sind in die Öffnung verschiedene Hülsen mit gleichem Außendurchmesser, aber unterschiedlichem Innendurchmesser einsetzbar. Auf diese Weise muss nur die Hülse ausgetauscht werden, wenn ein anderer Werkzeugeinsatz, beispielsweise mit einem anderen Schaftdurchmesser verwendet werden soll. Dieser Austausch kann schnell und unkompliziert vollzogen werden, ohne dass hierfür teure Ausgestaltungen der Vorrichtung erforderlich wären.
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Die Vorrichtung kann mit einem Arretierstift für die Hülse und einem Klemmstift für den Werkzeugeinsatz ausgestattet sein. Um die Kosten aber noch weiter zu senken, weisen die Arretiereinrichtung und die Klemmeinrichtung zusammen einen federbelasteten Arretier- und Klemmstift auf. Es muss auf diese Weise nur ein einziger Stift vorgesehen werden, der sowohl die Hülse in der Öffnung arretiert und gleichzeitig den Werkzeugeinsatz in der Hülse durch Klemmen festhält.
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Ein automatischer Betrieb des Arretier- und Klemmstiftes wäre wiederum nur mit höheren Kosten und größerem Aufwand realisierbar. Da aber die Hülse bei einem Werkzeugwechsel sowieso von Hand getauscht wird, würde ein automatischer Betrieb des Arretier- und Klemmstiftes hauptsächlich zusätzliche Kosten, aber kaum Vorteile bringen. Der Arretier- und Klemmstift ist daher manuell betätigbar.
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Besonders vorteilhaft weist der Arretier- und Klemmstift an seinem klemmenden Ende eine vorbestimmte Länge mit verringertem Durchmesser auf. Gleichzeitig weist die Hülse eine radial ausgerichtete Bohrung mit einem achsfernen größeren und eine dazu koaxiale Bohrung mit einem achsnahen kleineren Durchmesser auf. Durch diese Maßnahmen kann der Arretier- und Klemmstift mit seinem größeren Durchmesser die Hülse arretieren und gleichzeitig mit seinem freien Ende mit dem kleineren Durchmesser den Werkzeugeinsatz klemmen.
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Durch die unterschiedlichen Durchmesser von Arretier- und Klemmstift auf der einen Seite und den koaxialen Bohrungen in der Hülse auf der anderen Seite ergibt sich ein stufenartiger Anschlag, der verhindert, dass das freie Ende des Arretier- und Klemmstiftes bei nicht vorhandenem Werkzeugeinsatz unverhältnismäßig weit in die Hülse hineinragen würde. Dieser Anschlag kann so dimensioniert werden, dass der Arretier- und Klemmstift gerade soweit in die Hülse hineinragt, dass der Arretier- und Klemmstift beim Einführen des Werkzeugeinsatzes von diesem zurückgeschoben werden kann, die gewünschte Klemmwirkung aber trotzdem erreicht wird.
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Um sicherzustellen, dass das freie Ende des Arretier- und Klemmstiftes so weit in die Hülse ragt, dass die Klemmwirkung sicher gewährleistet werden kann, ist die Länge des Teiles des Arretier- und Klemmstiftes mit verringerten Durchmessers größer als die Tiefe der Bohrung in der Hülse mit dem achsnahen kleineren Durchmesser.
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Es ist davon auszugehen, dass Werkzeugeinsätze meist an ihrer Spitze mehr oder weniger konisch zulaufen. Dies führt dazu, dass beim Einführen des Werkzeugeinsatzes in die Hülse der nach innen hervorstehende Arretier- und Klemmstift zurück gedrückt wird. Um ein sicheres Einführen ohne manuelle Betätigung des Arretier- und Klemmstiftes bei allen Werkzeugeinsätzen gewährleisten zu können, weist das freie Ende des Arretier- und Klemmstiftes mit dem verringerten Durchmesser eine gerundete oder abgeschrägte Kante auf.
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Vorteilhaft weist die Hülse eine durchgehende radial ausgerichtete weitere Bohrung auf, wobei in dem Gehäuse eine Lichtschranke mit einem Sende- und einem Empfangsteil so angeordnet ist, dass bei fehlendem Werkzeugeinsatz, von dem Sendeteil emittiertes Licht von dem Empfangsteil durch die weitere Bohrung hindurch detektierbar ist. Es wird auf diese Weise möglich, über eine mit der Vorrichtung verbundene Steuerung festzustellen, ob die Vorrichtung mit allen für die Montage nötigen Werkzeugeinsätzen bestückt ist.
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Weiterhin ist auf diese Weise detektierbar, ob der für den anstehenden Montageschritt benötigte Werkzeugeinsatz bereits entnommen wurde, oder aber, ob ein nicht mehr benötigter Werkeinsatz bereits wieder abgelegt wurde. Es kann aber durch die Steuerung über die Lichtschranke auch festgestellt werden, ob ein falscher Werkzeugeinsatz entnommen worden ist. In diesem Fall wird von der Steuerung ein Alarm generiert.
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Besonders vorteilhaft sind die Öffnung und die Hülse so ausgestaltet, dass die Hülse nur in einer Ausrichtung in die Öffnung einführbar ist. Dies kann beispielsweise durch einen bestimmten Querschnitt aber auch durch eine Nut und eine entsprechend angeordnete Feder erfolgen. Es können so zum einen Bedienungsfehler vermieden und zum anderen ein nötiger Hülsenwechsel stark vereinfacht werden.
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Wenn das Gehäuse mehrere Öffnungen für mehrere unterschiedliche Werkzeugeinsätze aufweist, ist es vorteilhaft, dass in Zuordnung zu jeder Öffnung wenigstens eine schaltbare, visuelle Markierungseinrichtung vorgesehen ist. Auf diese Weise kann angezeigt werden, welcher Werkzeugeinsatz für den anstehenden Montagschritt benötigt wird. Besonders vorteilhaft werden als schaltbare, visuelle Markierungseinrichtungen LEDs verwendet. Müssen unterschiedliche Aspekte angezeigt werden, können auch für jede Öffnung mehrere, beispielsweise verschiedenfarbige LEDs verwendet werden.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das anhand der Zeichnung eingehend erläutert wird.
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Es zeigt:
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1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
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2 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach 1
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Die in 1 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung weist ein Gehäuse 1 mit einem verschraubten Deckel 2 auf. An der Frontseite des Gehäuses 1 sind Öffnungen 3 vorgesehen, in die zum Teil Hülsen 4 eingesteckt sind. In den Öffnungen 3, in die keine Hülse 4 eingesteckt wurde, lässt sich ein Arretier- und Klemmstift 5 erkennen. Diese Arretier- und Klemmstifte 5 ragen aus Führungen an der Oberseite des Deckels 2 und sind dort zur manuellen Betätigung mit einer Handhabe 6 versehen.
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In den Hülsen 4 stecken verschiedene Werkzeugeinsätze 7, die einen Aufnahmeschaft 8 aufweisen. Unter jeder Öffnung 3 ist je eine LED 9 angebracht, mit der ein bestimmter Werkzeugeinsatz 7 markiert werden kann.
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Weiter Details der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich aus 2 entnehmen. in dem Federraum 21 ist eine Feder 10 zwischen dem Flansch 11 des Arretier- und Klemmstiftes 5 und dem Deckel 2 unter Vorspannung eingesetzt und drückt folglich den Arretier- und Klemmstift 5 nach unten.
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Der Arretier- und Klemmstift 5 weist einen Arretierbereich 12 und einen Klemmbereich 13 auf. In der Hülse 4 ist eine Arretierbohrung 19 mit einem größeren Durchmesser und eine Klemmbohrung 20 mit geringerem Durchmesser vorgesehen. Die Arretierbohrung 19 und die Klemmbohrung 20 sind koaxial zueinander angeordnet. Der Arretierbereich 12 taucht so weit in die Arretierbohrung 19 der Hülse 4 ein, dass nur noch ein kleiner Spalt zwischen der Stirnseite des Arretierbereichs 12 und dem Boden der Arretierbohrung 19 verbleibt. Dieser Spalt ist nur geschlossen wenn sich kein Werkzeugeinsatz 7 in der Hülse 4 befindet.
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Ein weiterer Spalt besteht zwischen dem Flansch 11 und dem Boden des Federraums 21. Dieser Spalt ist etwas größer dimensioniert als der Spalt zwischen der Stirnseite des Arretierbereichs 12 und dem Boden der Arretierbohrung 19. Dadurch ist die Länge, mit der der Klemmbereich 13, bei nicht vorhandenem Werkzeugeinsatz, in den Innenraum 18 der Hülse 4 ragt, ausschließlich von der Länge des Klemmbereichs 13 abhängig.
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Der Werkzeugeinsatz 7 weist einen Aufnahmeschaft 8 auf, der bei allen Werkzeugeinsätzen 7 gleich ist, die für ein bestimmtes Werkzeug vorgesehen sind. Die Werkzeugspitze 14 dagegen unterscheidet sich bei den verschiedenen Werkzeugeinsätzen. Ebenso kann sich die Stärke der Werkzeugeinsätze 7 unterhalb des Aufnahmeschafts 8 unterscheiden.
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Im hinteren Bereich des Gehäuses 1 ist eine Durchgangslichtschranke 15, 16 vorgesehen. Sie weist eine Sendeteil ausgebildete IR-Diode 15 und einen als Empfangsteil ausgebildeten IR-Detektor 16 auf, die beide an entgegengesetzten Enden der Lichtschrankenbohrung 17 im Gehäuse 1 befestigt sind. Die Lichtschrankenbohrung 17 erstreckt sich radial durch den Innenraum 18 und die Wand der Hülse 4. Die Lichtschranke 15, 16 hat die Aufgabe, festzustellen, ob sich ein Werkzeugeinsatz 7 in der Hülse 4 befindet.
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Der Klemmbereich 13 des Arretier- und Klemmstiftes 5 ragt bei gezogenem Werkzeugeinsatz 7 um einen vorbestimmten Betrag in den Innenraum 18 der Hülse 4 hinein. Das freie Ende des Klemmbereichs 13 ist – aus Übersichtlichkeitsgründen wurde dies nicht in der Zeichnung dargestellt – mit einer Fase oder einem Radius versehen. Fase oder Radius sind so ausgeführt, dass sie die gesamte, in den Innenraum 18 ragende Länge des Klemmbereichs 13 abschrägen. Auf diese Weise soll sichergestellt werden, dass auch ein Werkzeugeinsatz 7 dessen Werkzeugspitze 14 eine gerade Stirnfläche aufweist, den Arretier- und Klemmstift 5 beim Einführen des Werkzeugeinsatzes 7 in die Vorrichtung gegen die Kraft der Feder 10 nach oben verschiebt.
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Die Feder 10 ist so ausgelegt, dass der Arretier- und Klemmstift 5 den Werkzeugeinsatz 7 mit einer Kraft in der Vorrichtung klemmt, die gewährleistet, dass das Aufnahmefutter eines Werkzeugs problemlos von dem Aufnahmeschaft 8 abgezogen werden kann und dass der Werkzeugeinsatz 7 auch dann in seiner Position festgehalten wird, wenn bei der Bestückung des Werkzeugs der Aufnahmeschaft 8 bereits in das Aufnahmefutter des Werkzeugs hinein ragt, das Werkzeug aber noch gedreht werden muss bis Aufnahmefutter und Aufnahmeschaft 8 winkelgenau übereinstimmen.
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Soll die Vorrichtung für eine Montage vorbereitet werden, muss sie mit den für diese Montage benötigten Werkzeugeinsätzen bestückt werden. Da bei den Werkzeugeinsätzen nur der Aufnahmeschaft 8 die gleiche Form und Größe aufweist, sind unterschiedliche Hülsen 4 vorgesehen. Diese unterscheiden sich in der Größe und unter Umständen auch in der Form ihres Inenraums 18, der jeweils an den aufzunehmenden Werkzeugeinsatz 7 angepasst ist. Dagegen sind Größe und Form des Außenumfangs aller Hülsen 4 identisch, so dass sie in jede der Öffnungen 3 eingesetzt werden können.
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Besonders vorteilhaft ist die Außenform der Hülsen 4 so gestaltet, dass sie nur in einer einzigen Orientierung in die Öffnungen 3 eingesetzt werden können. So kann die Außenkontur der Hülse beispielsweise mit dem Querschnitt eines nicht gleichseitigen Dreiecks ausgeführt sein. Ebenso ist es möglich an dem Umfang der Hülse eine Feder anzusetzen oder eine Nut vorzusehen und die entsprechende andere Form an der Innenwand der Öffnungen 3 auszubilden. Diese vorteilhaften Ausbildungen sind in der Zeichnung nicht gezeigt.
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Um das Einsetzen der Hülsen 4 in die Öffnungen 3 des Gehäuses 1 weiter zu vereinfachen, ist die Arretierbohrung 19 an ihrem oberen Rand mit einer trichterförmigen Fase (in der Zeichnung aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt) versehen. Auf diese Weise kann der Arretier- und Klemmstift 5 problemlos in die Arretierbohrung 19 hineingleiten.
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Die Werkzeugeinsätze werden vorteilhaft zusammen mit den an sie angepassten Hülsen aufbewahrt. Diese Maßnahme schützt die Werkzeugeinsätze vor Beschädigung und erleichtert die Bestückung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Die benötigten Werkzeugeinsätze werden folglich zusammen mit den Hülsen in der einzig möglichen Orientierung in die Öffnungen 3 des Gehäuses 1 eingesetzt und bis auf Anschlag hinein geschoben. Dann wird mit einer Hand der entsprechende Arretier- und Klemmstift 5 an der Handhabe 6 entgegen der Kraft der Feder 10 angehoben und mit der anderen Hand der Werkzeugeinsatz 7 zusammen mit der Hülse 4 weiter eingeschoben.
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Die Handhabe 6 kann sofort wieder losgelassen werden. Das freie Ende des Klemmbereichs 13 des Arretier- und Klemmstifts 5 wird nun von der Feder 10 auf die Außenfläche der Hülse 4 gedrückt, währen die Hülse 4 darunter hinweg gleitet.
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Sobald der obere Rand der Arretierbohrung 19 mit der Stirnfläche des Klemmbereichs 13 fluchtet, rutscht der Arretier- und Klemmstift 5 soweit nach unten, dass er mit der Stufe zwischen Klemmbereich 13 und Arretierbereich 12 auf der Außenfläche der Hülse 4 aufliegt. Wird der Werkzeugeinsatz 7 zusammen mit der Hülse 4 noch weiter eingeschoben, kommt es zu einer Stellung, in der der Arretierbereich 12 in die Arretierbohrung 19 der Hülse 4 einfallen kann.
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Das Eindrücken des Arretier- und Klemmstiftes 5 in die Arretierbohrung 19 wird durch den angefasten oberen Rand der Arretierbohrung 19 erleichtert. Der Arretierbereich 12 des Arretier-Klemmstifts 5 wird nun durch die Arretierbohrung 19 geführt, so dass auch der Klemmbereich 13 problemlos in die Klemmbohrung 20 einrücken kann. Die Stirnfläche des Klemmbereichs 12 sitzt nun direkt auf dem Werkzeugeinsatz 7 auf und fixiert diesen in seiner Stellung. Auch die Hülse 4 ist durch den Arretierbereich 12 in ihrer Stellung festgelegt.
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Während der Montage wird das Werkzeug an den Werkzeugeinsatz 7 herangeführt und mit dem Aufnahmefutter über den Aufnahmeschaft 8 gestülpt. Sollte der Aufnahmeschaft 8 noch nicht winkelgenau mit dem Aufnahmefutter übereinstimmen, wird das Werkzeug etwas gedreht und dabei gegen den Werkzeugeinsatz 7 gedrückt. Sobald die winkelgenaue Übereinstimmung gegeben ist, rastet der Aufnahmeschaft 8 in dem Aufnahmefutter ein wodurch der Werkzeugeinsatz fest mit dem Werkzeug verbunden ist und aus der Vorrichtung herausgezogen werden kann. Die Hülse 4 wird dabei durch den Eingriff des Arretierbereichs 12 des Arretier- und Klemmstifts 5 in die Arretierbohrung 19 in dem Gehäuse 1 zurückgehalten. Der Arretier- und Klemmstift 5 muss bei diesem Vorgang nicht manuell betätigt werden.
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Welcher Werkzeugeinsatz zu wählen ist, wird über eine LED 9 angezeigt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass immer der passende Werkzeugeinsatz benützt wird. Sollte trotzdem ein falscher Werkzeugeinsatz 7 entnommen werden, wird dies durch die Lichtschranke 15, 16 festgestellt. In diesem Fall wird ein Alarmsignal generiert. Beispielsweise beginnt die LED unter dem richtigen Werkzeugeinsatz 7 zu blinken und/oder es ertönt ein lautes Warnsignal.
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Ist der Montageschritt beendet und es wird ein anderer Werkzeugeinsatz benötigt, wird der Werkzeugeinsatz für den abgeschlossenen Montageschritt in die leere Hülse zurück gesteckt. Erleichtert wird das Einstecken des Werkzeugeinsatzes 7 durch eine trichterförmige, in der Zeichnung nicht dargestellte Ausgestaltung des Randes der vorderen Öffnung des Innenraumes 18 der Hülse 4.
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Beim weiteren Hineinschieben stößt die Werkzeugspitze 14 an den Klemmbereich 13 des Arretier- und Klemmstifts 5 und drückt diesen über die angeformte Fase oder den angeformten Radius entgegen der Kraft der Feder 10 nach oben. Der Werkzeugeinsatz 7 kann nun bis zum Anschlag in die Hülse 4 eingeschoben und dann vom Werkzeug entkoppelt werden. Der Werkzeugeinsatz 7 wird durch die Klemmung so fest in der Hülse 4 gehalten, dass das Aufnahmefutter des Werkzeugs problemlos von dem Aufnahmeschaft 8 abgezogen werden kann, ohne dass der Werkzeugeinsatz 7 wieder mit heraus gezogen wird,
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Ist die Montage beendet und die erfindungsgemäße Vorrichtung soll neu bestückt werden, müssen zuerst die Werkzeugeinsätze entfernt werden, die für die abgeschlossene Montage benötigt wurden. Dazu ist es vorteilhaft, wenn die Hülsen 4 eine enge Passung für die jeweiligen Werkzeugeinsätze 7 aufweisen. In jedem Fall sollte die Haftung zwischen Werkzeugeinsatz 7 und Hülse 4 größer als zwischen der Hülse 4 und der Öffnung 3 im Gehäuse 1 sein.
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In diesem Fall muss der Arretier- und Klemmstift 5 lediglich an der Handhabe 6 entgegen der Kraft der Feder 10 nach oben gezogen werden. Der Werkzeugeinsatz kann nun an dem Aufnahmeschaft 8 in einfacher Weise zusammen mit der Hülse 4 aus der Öffnung 3 des Gehäuses 1 gezogen und abgelegt werden. Die Neu-Bestückung geschieht dann in der bereits beschriebenen Weise.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Deckel
- 3
- Öffnung
- 4
- Hülse
- 5
- Arretier- und Klemmstift
- 6
- Handhabe
- 7
- Werkzeugeinsatz
- 8
- Aufnahmeschaft
- 9
- LED
- 10
- Feder
- 11
- Flansch
- 12
- Arretierbereich
- 13
- Klemmbereich
- 14
- Werkzeugspitze
- 15
- IR-Diode
- 16
- IR-Detektor
- 17
- Lichtschrankenbohrung
- 18
- Innenraum der Hülse
- 19
- Arretierbohrung
- 20
- Klemmbohrung
- 21
- Federraum
