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Dokumentenidentifikation DE202007000870U1 10.05.2007
Titel Werkzeugeinspannvorrichtung
Anmelder E. Zoller GmbH & Co. KG Einstell- und Messgeräte, 71691 Freiberg, DE
Vertreter Daub, T., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 88662 Überlingen
DE-Aktenzeichen 202007000870
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 10.05.2007
Registration date 05.04.2007
Application date from patent application 20.01.2007
IPC-Hauptklasse B23B 31/117(2006.01)A, F, I, 20070120, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B23B 31/02(2006.01)A, L, I, 20070120, B, H, DE   

Beschreibung[de]
Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugeinspannvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 200 08 675 U1 ist eine Werkzeugeinspannvorrichtung zum thermischen Ein- und/oder Ausspannen von Werkzeugen in ein bzw. aus einem Schrumpffutter mit einer Induktionsspulen umfassenden Heizeinheit bzw. einer Induktionsheizeinheit zum thermischen Auf weiten des Schrumpffutters bekannt. Ferner umfasst die Werkzeugeinspannvorrichtung eine Abschirmeinheit, die einen festen Aufnahmebereich aufweist.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung geht aus von einer Werkzeugeinspannvorrichtung zum thermischen Ein- und/oder Ausspannen von Werkzeugen in ein bzw. aus einem Schrumpffutter, mit einer Induktionsheizeinheit zum thermischen Aufweiten des Schrumpffutters und mit einer Abschirmeinheit.

Es wird vorgeschlagen, dass die Abschirmeinheit einen einstellbaren Aufnahmebereich und wenigstens einen Aktuator zur Einstellung des Aufnahmebereichs umfasst. Dabei soll unter einer „Abschirmeinheit" insbesondere eine Einheit verstanden werden, die ein im Schrumpffutter zu positionierendes Werkzeug vor magnetischen Feldlinien abschirmt und damit eine unerwünschte Aufheizung des Werkzeugs vermeidet. Dabei weist die Abschirmeinheit vorzugsweise magnetisch leitende und elektrisch nicht leitende Abschirmmittel auf.

Durch eine entsprechende erfindungsgemäße Ausgestaltung können die Flexibilität, der Komfort und insbesondere auch die Sicherheit bei der Anwendung einer entsprechenden Werkzeugeinspannvorrichtung gegenüber dem Stand der Technik erhöht werden. Ein direkter Kontakt eines Bedieners mit der Werkzeugeinspannvorrichtung, insbesondere zur Einstellung eines Aufnahmebereichs der Abschirmeinheit, kann zumindest weitgehend vermieden werden.

Der Aktuator kann von einem Bediener direkt angesteuert werden, und/oder die Werkzeugeinspannvorrichtung umfasst vorteilhaft eine Regel- und/oder Steuereinheit, die den Aktuator in zumindest einem Betriebsmodus zumindest teilautomatisiert, abhängig von wenigstens einem Parameter, betätigt, beispielsweise nach Erkennung einer bestimmten Position der Abschirmeinheit über dem Schrumpffutter, und/oder sogar vorteilhaft zumindest teilautomatisiert, abhängig von wenigstens einem Parameter, den Aufnahmebereich auf eine bestimmte Größe, wie beispielsweise auf einen bestimmten Aufnahmedurchmesser, einstellt, beispielsweise abhängig von einem Durchmesser eines vorliegenden Werkzeugs usw. Mit einer entsprechenden Regel- und/oder Steuereinheit können der Komfort und die Sicherheit weiter gesteigert werden. Dabei soll unter einer Regel- und/oder Steuereinheit insbesondere eine Einheit verstanden werden, die eine Recheneinheit und vorzugsweise eine Speichereinheit mit einem entsprechenden Betriebsprogramm umfasst.

Ist die Abschirmeinheit bzw. ein Abschirmmittel dazu vorgesehen, in zumindest einem Betriebsmodus mittels des Aktuators bis zur Anlage an das Schrumpffutter und/oder an das im Schrumpffutter ein- bzw. auszuschrumpfende Werkzeug bewegt zu werden, kann eine besonders vorteilhafte Abschirmung erreicht werden und es kann ein Abstandsensor zur Erfassung eines Abstands zwischen dem Abschirmmittel und dem Schrumpffutter vermieden werden. Dabei kann das Abschirmmittel der Abschirmeinheit ein besonderes Koppelmittel umfassen, das speziell zur direkten Anlage an das Spannfutter und/oder an das Werkzeug vorgesehen ist und sich zumindest in einer Eigenschaft von anderen Abschirmmittelbereichen unterscheidet. Beispielsweise kann das Koppelmittel aus einem anderen Material gebildet sein wie ein sich an das Koppelmittel anschließendes Abschirmmittel.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Abschirmeinheit wenigstens zwei übereinander verschiebbar gelagerte Lamellen aufweist und besonders vorteilhaft eine irisblendenartige Lamelleneinheit umfasst, wodurch ein einstellbarer Aufnahmebereich konstruktiv einfach erreicht und insbesondere der Aufnahmebereich besonders vorteilhaft zumindest im Wesentlichen rund ausgeführt werden kann. Unter „irisblendenartig" soll dabei insbesondere verstanden werden, dass ein im Wesentlichen von Lamellen begrenzter runder Aufnahmebereich realisiert ist, dessen Durchmesser durch Bewegung der Lamellen eingestellt werden kann.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Werkzeugeinspannvorrichtung eine Bedieneinheit umfasst, die zur Einstellung des Aufnahmebereichs der Abschirmeinheit vorgesehen ist, wodurch von einem Bediener der Aufnahmebereich gezielt abhängig von vorliegenden Randbedingungen eingestellt werden kann.

Die Bedieneinheit kann dabei verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Bedienmittel aufweisen. Mittels eines Drehschalters, bei dem verschiedenen Drehstellungen verschiedene Aufnahmebereichseinstellungen der Abschirmeinheit zugeordnet sind, kann eine besonders einfache, selbsterklärende Bedienung erreicht werden.

Der Aktuator kann von verschiedenen Antriebseinheiten gebildet sein, wie von elektromagnetischen, hydraulischen und/oder vorteilhaft von pneumatischen und/oder elektrischen Antriebseinheiten usw.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Induktionsheizeinheit einen in ihrer Größe einstellbaren Aufnahmebereich aufweist, so dass der Aufnahmebereich insbesondere auf unterschiedliche Schrumpffutter einstellbar ist, wodurch die Flexibilität weiter gesteigert werden kann.

Vorzugsweise weist die Induktionsheizeinheit ebenfalls zumindest einen Aktuator auf, der dazu vorgesehen ist, den Aufnahmebereich der Induktionsheizeinheit einzustellen, wodurch ein vorteilhaft hoher Komfort und eine hohe Sicherheit erreicht werden können, und zwar insbesondere, wenn die Werkzeugeinspannvorrichtung wenigstens eine Regel- und/oder Steuereinheit umfasst, die den Aktuator der Induktionsheizeinheit in zumindest einem Betriebsmodus zumindest teilautomatisiert, abhängig von wenigstens einem Parameter, betätigt, wie beispielsweise abhängig von Kenngrößen eines vorliegenden Schrumpffutters usw.

Zeichnung

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Es zeigen:

1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Werkzeugeinspannvorrichtung,

2 eine schematische Ansicht einer Abschirmeinheit der Werkzeugeinspannvorrichtung aus 1 von oben und

3 eine schematische Ansicht einer Induktionsheizeinheit der Werkzeugeinspannvorrichtung aus 1 von oben.

1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Werkzeugeinspannvorrichtung eines Einstell- und Messgeräts zum thermischen Ein- und Ausspannen von Werkzeugen 20 in ein bzw. aus einem Schrumpffutter 10. Die Werkzeugeinspannvorrichtung umfasst eine Induktionsheizeinheit 12 mit Induktionsspulen 36 und eine Abschirmeinheit 14, die bei einem Aufheizvorgang des Schrumpffutters 10 betrachtet, auf der dem Werkzeug 20 zugewandten Seite der Induktionsheizeinheit 12 angeordnet ist.

Die Abschirmeinheit 14 weist erfindungsgemäß einen einstellbaren kreisförmigen Aufnahmebereich 16 zur Aufnahme des Werkzeugs 20 und einen von einem Pneumatikantrieb gebildeten Aktuator 18 zur Einstellung des Aufnahmebereichs 16 auf.

Ferner umfasst die Werkzeugeinspannvorrichtung eine Regel- und Steuereinheit 22, die den Aktuator 18 in einem Automatikmodus automatisiert betätigt, sobald eine Endstellung der Werkzeugeinspannvorrichtung über dem Schrumpffutter 10 erkannt ist. In einem ersten einstellbaren Automatikmodus werden mittels einer Sensoreinheit 38 Kenngrößen des Werkzeugs 20 und des Schrumpffutters 10 erfasst und der Aufnahmebereich 16 der Abschirmeinheit 14 wird mittels der Regel- und Steuereinheit 22 abhängig von den erfassten Kenngrößen auf eine bestimmte Größe bzw. auf einen bestimmten Durchmesser 40 eingestellt (1 und 2). Anstatt und/oder zusätzlich zu der zusätzlichen Sensoreinheit 38 können Kenngrößen des Werkzeugs 20 und/oder des Schrumpffutters 10 auch von bereits vorhandenen Sensoreinheiten, Eingabeeinheiten und/oder Speichereinheiten genutzt werden.

In einem zweiten einstellbaren Automatikmodus wird die Abschirmeinheit 14 bzw. werden Abschirmlamellen 24 einer irisblendenartigen Lamelleneinheit 26 der Abschirmeinheit 14, gesteuert von der Regel- und Steuereinheit 22, mittels des Aktuators 18 bis zur Anlage an das Werkzeug 20 bewegt.

Betriebsprogramme für die Automatikmodi sind in einer Speichereinheit 42 der Regel- und Steuereinheit 22 gespeichert. Ferner umfasst die Regel- und Steuereinheit 22 eine Recheneinheit 44 zur Ausführung der Betriebsprogramme.

Zusätzlich weist die Werkzeugeinspannvorrichtung eine Bedieneinheit 28 mit einem Drehschalter 30 auf, bei dem verschiedenen Drehstellungen verschiedene Aufnahmebereichseinstellungen der Abschirmeinheit 14 zugeordnet sind, so dass in einem Teilautomatikmodus von einem Bediener mittels des Drehschalters 30 und über den Aktuator 18 gezielt der Aufnahmebereich 16 der Abschirmeinheit 14 eingestellt werden kann.

Die Lamellen 24 der Lamelleneinheit 26 werden von magnetisch leitendem und elektrisch nicht leitendem Material gebildet. Jede Lamelle 24 ist auf einer eigenen Achse gelagert, und alle Lamellen 24 sind mit einem Ring über eine weitere Achse verbunden, der von dem Aktuator 18 antreibbar ist, so dass die Lamellen 24 gemeinsam bewegt und zur Einstellung des Aufnahmebereichs 16 übereinander verschoben werden können.

Ferner weist die Induktionsheizeinheit 12 einen in ihrer Größe einstellbaren Aufnahmebereich 32 zur Aufnahme des Spannfutters 10 auf, der mittels eines von einem Pneumatikantrieb gebildeten Aktuators 34 der Induktionsheizeinheit 12 einstellbar ist. Zur Erzielung einer Einstellbarkeit des Aufnahmebereichs 32 weist die Induktionsheizeinheit 12 zueinander beweglich gelagerte Teile auf, und zwar vorzugsweise aufeinander zu und voneinander weg bewegliche Ringsegmente 46 (3). Grundsätzlich sind jedoch auch andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Konstruktionen zur Erzielung eines einstellbaren Aufnahmebereichs 32 denkbar.

Die Abschirmeinheit 14 ist über Langlöcher auf der Induktionsheizeinheit 12 gelagert, so dass die Ringsegmente 46 der Induktionsheizeinheit 12 relativ zur Abschirmeinheit 14 bei der Einstellung des Aufnahmebereichs 32 der Induktionsheizeinheit 12 bewegt werden können.

Der Aktuator 34 der Induktionsheizeinheit 12 ist entsprechend dem Aktuator 18 der Abschirmeinheit 14 von der Regel- und Steuereinheit 22 automatisiert, abhängig von Parametern, betätigbar.

10
Schrumpffutter
12
Induktionsheizeinheit
14
Abschirmeinheit
16
Aufnahmebereich
18
Aktuator
20
Werkzeug
22
Regel- und/oder Steuereinheit
24
Lamellen
26
Lamelleneinheit
28
Bedieneinheit
30
Drehschalter
32
Aufnahmebereich
34
Aktuator
36
Induktionsspule
38
Sensoreinheit
40
Durchmesser
42
Speichereinheit
44
Recheneinheit
46
Ringsegment


Anspruch[de]
Werkzeugeinspannvorrichtung zum thermischen Ein- und/oder Ausspannen von Werkzeugen (20) in ein bzw. aus einem Schrumpffutter (10), mit einer Induktionsheizeinheit (12) zum thermischen Aufweiten des Schrumpffutters (10) und mit einer Abschirmeinheit (14), dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmeinheit (14) einen einstellbaren Aufnahmebereich (16) und wenigstens einen Aktuator (18) zur Einstellung des Aufnahmebereichs (16) umfasst. Werkzeugeinspannvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Regel- und/oder Steuereinheit (22), die den Aktuator (18) in zumindest einem Betriebsmodus zumindest teilautomatisiert, abhängig von wenigstens einem Parameter, betätigt. Werkzeugeinspannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Regel- und/oder Steuereinheit (22) zumindest teilautomatisiert, abhängig von wenigstens einem Parameter, den Aufnahmebereich (16) auf eine bestimmte Größe einstellt. Werkzeugeinspannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmeinheit (14) dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebsmodus mittels des Aktuators (18) bis zur Anlage an das Schrumpffutter (10) und/oder das Werkzeug (20) bewegt zu werden. Werkzeugeinspannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmeinheit (14) wenigstens zwei übereinander verschiebbar gelagerte Lamellen (24) aufweist. Werkzeugeinspannvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmeinheit (14) eine irisblendenartige Lamelleneinheit (26) umfasst. Werkzeugeinspannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Bedieneinheit (28) zur Einstellung des Aufnahmebereichs (16) der Abschirmeinheit (14). Werkzeugeinspannvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet dass die Bedieneinheit (28) einen Drehschalter (30) umfasst, bei dem verschiedenen Drehstellungen verschiedene Aufnahmebereichseinstellungen der Abschirmeinheit (14) zugeordnet sind. Werkzeugeinspannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (18) von einem Pneumatikantrieb gebildet ist. Werkzeugeinspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator von einem Elektroantrieb gebildet ist. Werkzeugeinspannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsheizeinheit (12) einen in ihrer Größe einstellbaren Aufnahmebereich (32) aufweist. Werkzeugeinspannvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsheizeinheit (12) wenigstens einen Aktuator (34) aufweist, der dazu vorgesehen ist, den Aufnahmebereich (32) der Induktionsheizeinheit (12) einzustellen. Werkzeugeinspannvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch eine Regel- und/oder Steuereinheit (22), die den Aktuator (34) der Induktionsheizeinheit (12) in zumindest einem Betriebsmodus zumindest teilautomatisiert, abhängig von wenigstens einem Parameter, betätigt. Einstell- und/oder Messgerät mit einer Werkzeugeinspannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.






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