Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur thermischen Behandlung eines Schrumpffutters mit einer zum Aufnehmen des Schrumpffutters ausgebil deten Halterung, einer vorzugsweise induktiven Heizeinheit zur Erwär mung des Schrumpffutters und/oder einer Kühleinheit zur Abkühlung des Schrumpffutters. Die Erfindung betrifft weiter ein entsprechendes Verfah ren beim Ein/Ausschrumpfen eines Werkzeugs in das bzw. aus dem Schrumpffutter.

Aus der EP 1 470888 A1 ist eine Kühlvorrichtung für ein Schrumpffutter bekannt, welche eine zur Aufnahme des Schrumpffutters ausgebildete, mit Kühlflüssigkeit befüllbare Tauchkammer aufweist. Dort ist das Schrumpf futter unter Anhebung des Flüssigkeitsspiegels in der stationär angeordne ten, turmartigen Tauchkammer mit der Kühlflüssigkeit umspülbar. Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die im

Stand der Technik bekannten Vorrichtungen und Verfahren weiter zu ver bessern und eine möglichst einfach und sicher betreib- und bedienbare Konstruktion für einen schnellen und werkzeugschonenden Arbeitsablauf anzugeben.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 bzw. 19 angege bene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen An sprüchen. Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, das Schrumpffutter in einer Halterung stationär zu halten und die Kühleinheit und ggf. die Heizeinheit entsprechend zuzustellen. Demzufolge wird erfindungsgemäß vorgeschla gen, dass die Halterung gerätefest angeordnet ist, und dass die Kühlein- heit ein zwischen einer die Halterung freigebenden Freigabestellung und einer die Halterung umhüllenden Kühlstellung bewegtes Kühlrohr aufweist, wobei das Kühlrohr aus einem Tank bzw. Flüssigkeitsreservoir mit einer Kühlflüssigkeit beaufschlagt ist.

Dadurch wird eine vereinfachte Handhabung mit reduzierten Bedienerein- griffen und zugleich eine gleichmäßige und rasche Kühlung erreich, so dass auch keine unerwünschten Verformungen oder Verzug im Werkzeug auftreten. Im Einzelnen ergeben sich folgende vorteilhafte Effekte:

Die Werkzeugaufnahme bzw. das Schrumpffutter kann direkt nach dem Schrumpfvorgang und automatisiert abgekühlt werden. Der Be- nutzer kommt erst mit der abgekühlten Werkzeugaufnahme wieder in

Kontakt. Dies ist besonders in Sachen Arbeitssicherheit wichtig.

Es kann eine große Menge an Flüssigkeit in das Kühlrohr gefördert werden, so dass eine schnelle Wärmeabfuhr von der heißen Werk zeugaufnahme weg möglich ist. - Die Abkühlung ist unabhängig von der äußeren Gestalt bzw. Werk zeugkontur.

Die Flüssigkeitssäule im Kühlrohr umschließt die Werkzeugauf nahme vollständig. Die Werkzeugaufnahme wird somit nicht punktu ell abgekühlt, was ansonsten zu einem Verzug der Werkzeugauf- nähme und damit zu Rundlauffehlern führen kann.

Das Gerät ist konstruktiv einfach, da nur eine Lineareinheit benötigt wird, um den Abkühlprozess durchzuführen und ggf. die induktive Er wärmungseinheit wieder in die Ausganglage zu bringen. Vorteilhafterweise ist das Kühlrohr mittels eines Hubantriebs entlang einer Vertikalführung verfahrbar ist. Hierbei ist es zur Reduzierung der Störan fälligkeit besonders vorteilhaft, wenn der Hubantrieb sich außerhalb des Kühlrohrs befindet und somit keinen direkten Kontakt zur Kühlflüssigkeit hat.

Um Behinderungen zu vermeiden, ist es von Vorteil, wenn das Kühlrohr in der Freigabestellung in ein Gehäuse oder Gestell abgesenkt ist.

Eine weitere Vereinfachung auch hinsichtlich der Flüssigkeitsförderung ergibt sich dadurch, dass das Kühlrohr über eine Kühlflüssigkeitsleitung mit dem Tank verbunden ist und in der Kühlstellung unter Druckluftbeauf schlagung des Tanks mit Kühlflüssigkeit befüllbar ist.

Vorteilhaft hinsichtlich einer raschen und gleichmäßigen Kühlung ist es auch, wenn das Schrumpffutter bei mit Kühlflüssigkeit befülltem Kühlrohr vollständig von einer Flüssigkeitssäule umschlossen ist.

Vorteilhafterweise besitzt das Kühlrohr eine axial zu einer Mittelachse des abzukühlenden Schrumpffutters ausgerichtete, zylindrische Hülse, an de ren unterem Stirnende eine mit Durchlässen für Kühlflüssigkeit versehene Bodeneinheit angeordnet ist. Vorzugsweise ist das Kühlrohr bzw. die Hülse transparent, so dass der Bediener dauerhaft die Werkzeugauf nahme sieht. Insbesondere bei einem Defekt einer Komponente, wenn der Abkühlvorgang nicht wie geplant durchgeführt werden kann, sieht dies der Bediener und fasst nicht versehentlich die noch heiße, ungekühlte Werk zeugaufnahme an.

Um eine hohe Zyklenzahl und eine gute Wärmeabfuhr zu gewährleisten, ist es von Vorteil, wenn das Fassungsvermögen des Tanks für Kühlflüssigkeit vorzugsweise um ein Vielfaches größer als das Fassungs vermögen des Kühlrohrs ist.

Eine weitere besonderes bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass an ei nem oberen Abschnitt des Kühlrohrs eine mit Druckluft beaufschlagbare Blaseinheit zur Blastrocknung des Schrumpffutters angeordnet ist. Die Blaseinheit bläst automatisiert die Werkzeugaufnahme trocken, so dass diese ohne zusätzliches Handling direkt nach der Abkühlung einsatzbereit ist.

Um die Gerätesicherheit weiter zu verbessern, ist es vorteilhaft, wenn an der Halterung ein in den freien Querschnitt des Kühlrohrs eingreifendes Rückhaltesieb angeordnet ist.

Eine weitere Verbesserung ergibt sich dadurch, dass die vorzugsweise durch eine Induktionsspule gebildete Heizeinheit in eine auf das Schrumpffutter einwirkende Heizstellung vorzugsweise manuell verschieb bar ist.

Eine weitere einfache Automatisierungsmöglichkeit ergibt sich dadurch, dass das Kühlrohr beim Anheben in die Kühlstellung die Heizeinheit von der Halterung weg in eine Ausgangsstellung selbsttätig mitbewegt.

Um eine einfache Positionierung zu erlauben, ist es von Vorteil, wenn die Heizeinheit entlang einem Drahtseil geführt ist und daran mittels eines Drahtseilhalters arretierbar ist.

Für eine weitere Handhabungsvereinfachung ist es günstig, wenn der Drahtseilhalter durch einen Auslösemechanismus, z.B. einen Druckknopf aus seiner Arretierungsstellung lösbar ist. Um eine Rückbewegung in die Ausgangsstellung zu vereinfachen, ist es vorteilhaft, wenn der Drahtseilhalter einen Freilauf für ein ungehindertes Anheben der Heizeinheit aufweist.

Vorteilhafterweise ist das Drahtseil an einem Gestell zwischen zwei vonei nander beabstandeten Klemmstellen gespannt ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die linear verfahr bare Heizeinheit über ein Schleppkabel mit einer Stromversorgung ver bunden ist.

Für einen flexiblen Einsatz ist es auch von Vorteil, wenn die Heizeinheit ein von der Kühleinheit trennbares, unter horizontaler oder vertikaler Aus richtung über ein drehbares Bedien-/Anzeigefeld betreibbares Modul bil det.

Eine weitere Verbesserung in dieser Hinsicht wird dadurch erreicht, dass die Heizeinheit und die Kühleinheit vorzugsweise über werkzeuglos betä tigbare Verbindungsmittel lösbar miteinander verbunden bzw. verbindbar sind.

In verfahrensmäßiger Hinsicht wird die eingangs genannte Aufgabe dadurch gelöst, dass zum Abkühlen des Schrumpffutters ein Kühlrohr in eine das Schrumpffutter umhüllende Kühlstellung bewegt wird, wobei das Kühlrohr aus einem Reservoir mit einer Kühlflüssigkeit befüllt wird. Damit lassen sich die vorstehend erwähnten Vorteile gleichermaßen erzielen. Vorteilhafterweise wird das Schrumpffutter in einer Flalterung stationär ge halten, während die Fleizeinheit relativ zu dem Schrumpffutter zwischen einer Ruhestellung und einer Wirkstellung hin und her bewegt wird. Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung in schema tischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zei gen

Fig. 1 ein Gerät mit einer Heiz- und einer Kühleinheit zur thermischen Behandlung eines Schrumpffutters in einer Seitenansicht;

Fig. 2 das Gerät bei aktiver Fleizeinheit in einer gegenüber Fig. 1 um 90° gedrehten, teilweise geschnittenen Seitenansicht;

Fig. 3 das Gerät bei aktiver Kühleinheit in Fig. 2 entsprechender Sei tenansicht;

Fig. 4 eine bodenseitig in das Kühlrohr einsetzbare Bodeneinheit in ei nem Axialschnitt;

Fig. 5 eine Blaseinheit zum Aufsetzen auf das Kühlrohr der Kühlein heit in einem Axialschnitt; und

Fig. 6 einen Drahtseilhalter für die Fleizeinheit in einer Seitenansicht.

Das in der Zeichnung dargestellte kombinierte Kühl- und Fleizgerät 10 dient zur Temperierung eines Schum pffutters 12 beim Ein- bzw. Aus schrumpfen eines Schaftwerkzeugs 14, insbesondere eines Fräsers oder Bohrers. Zu diesem Zweck sind eine induktiv arbeitende Fleizeinheit 16 und eine als Flüssigkeitskühler ausgebildete Kühleinheit 18 an einem Ge rätegestell 20 modulartig miteinander kombiniert.

Das Schrumpffutter 12 lässt sich in einer gerätefest angeordneten Auf- nähme bzw. Halterung 22 stationär positionieren. Zum Erwärmen des Schrumpffutters 12 kann die Heizeinheit 16 aus der in Fig. 1 gezeigten Ausgangsstellung in die in Fig. 2 gezeigte Heizstellung abgesenkt werden. Durch die thermische Ausdehnung beim induktiven Heizen des Schrumpf futters 12 ist es sodann möglich, das Werkzeug 14 einzusetzen oder zu entnehmen. Zum beschleunigten Abkühlen lässt sich die Kühleinheit 18 aus der in Fig. 1 gezeigten Freigabestellung in die in Fig. 3 gezeigte Kühl stellung anheben und mit Flüssigkeit befüllen.

Die Kühleinheit 18 umfasst ein Kühlrohr 24, einen Hubantrieb 26 für das Kühlrohr und ein Reservoir bzw. einen Tank 28 für Kühlflüssigkeit 30. Das Kühlrohr 24 ist mittels des Hubantriebs 26 entlang einer durch zwei paral lele Stangen 32, 34 gebildeten Vertikalführung automatisch verfahrbar.

Der Hubantrieb 26 kann beispielsweise durch einen kolbenstangenlosen pneumatischen Mitnehmerzylinder gebildet sein, welcher mit Pressluft be- trieben wird. In der Freigabestellung ist das Kühlrohr 24 in einen ggf. ge häuseartig geschlossenen Bereich des Gestells 20 abgesenkt.

Das Kühlrohr 24 ist über eine Kühlflüssigkeitsleitung 36 mit dem Tank 28 verbunden und in der Kühlstellung unter Druckluftbeaufschlagung des Tanks mit Kühlflüssigkeit 30 befüllbar. Die Befüllung erfolgt zumindest so weit, dass das Schrumpffutter 12 vollständig von einer Flüssigkeitssäule 35 umschlossen ist, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Dabei kann eine große Menge an Flüssigkeit in das Kühlrohr 24 verdrängt werden, welche zu sätzlich noch zirkuliert. Kombiniert bewirkt dies eine schnelle Wärmeab- fuhr des heißen Schrumpffutters 12. In diesem Zusammenhang ist es auch vorteilhaft, wenn das Fassungsvermögen des Tanks 28 für Kühlflüs sigkeit 30 um ein Vielfaches, bspw. um mehr als das Doppelte größer als das Fassungsvermögen des Kühlrohrs 24 ist.

Zweckmäßig weist das Kühlrohr 24 eine axial zu einer Mittelachse bzw. Werkzeugdrehachse des abzukühlenden Schrumpffutters 12 ausgerich tete, zylindrische Flülse 38 auf. Diese besteht vorteilhafterweise aus einem transparenten Material, bspw. Acrylglas, so dass der Bediener alle Pro zessschritte unter Sichtkontrolle hat.

Am unteren Stirnende der Hülse 38 ist eine mit Durchlässen 40 für Kühl flüssigkeit versehene Bodeneinheit 42 angeordnet, deren Aufbau aus Fig.

4 näher ersichtlich ist. Eine untere Grundplatte 44 ermöglicht die Ankopp lung an den Hubantrieb 26. Die exzentrisch angeordnete Verbindungs hülse 46 erlaubt den Anschluss der Kühlflüssigkeitsleitung 36. Auf der Grundplatte 44 sitzt eine Kühlkanalplatte 48, welche die in Umfangsrich tung verteilten radialen Durchlässe 40 über einen mit der Verbindungs hülse 46 kommunizierenden Ringkanal 50 mit Kühlflüssigkeit speist. Dabei sorgen konzentrische O-Ringe 52 für eine Abdichtung gegenüber der Grundplatte 44. Für den Durchgriff der zentralen Führungsstange 34 ist eine Axialbohrung 54 vorgesehen, wobei Abdichtelemente 56 einen Flüs sigkeitsdurchtritt verhindern.

Wie auch aus Fig. 5 ersichtlich, ist als weitere Funktionseinheit eine mit Druckluft beaufschlagbare Blaseinheit 58 oben an dem Kühlrohr 24 positi oniert, um bei dessen Absenken ohne weiteres Zutun eine Blastrocknung des Schrumpffutters 12 mit Druckluft zu ermöglichen. Die hülsenförmige Blaseinheit 58 besitzt einen Pneumatikanschluss 60, über den Druckluft auf einen Ringkanal 62 und von dort auf nach innen in das Kühlrohr 24 ge richtete, in Umfangswinkelabständen voneinander angeordnete Blasdüsen 64 verteilt wird. Eine Abdeckblende 66 mit beweglichen Lamellen bietet dabei einen Abblasschutz gegenüber der Umgebung.

Um zu verhindern, dass Gegenstände ungewollt in die Kühleinheit 18 fal len, befindet sich zwischen der Halterung 22 und der zentralen Stange 34 ein stationäres Rückhaltesieb 68 (Fig. 2), das beim Hochfahren des Kühl rohrs 24 in dessen freien Querschnitt eingreift.

Die Heizeinheit 16 umfasst eine Induktionsspule 70, die an einem turmarti gen Gestellaufbau 72 aus einer oberen Ausgangsstellung in eine auf das Schrumpffutter 12 einwirkende untere Heizstellung manuell verschiebbar ist. In umgekehrter Richtung wird Induktionsspule 70 beim Anheben des Kühlrohrs 24 von der Halterung 22 weg in die Ausgangsstellung zurück selbsttätig mitbewegt. Die in dieser Weise vertikal auf und ab bewegbare Induktionsspule 70 ist über ein Schleppkabel 74 flexibel mit einer Strom versorgung verbunden.

Zur vereinfachten Positionierung ist die Induktionsspule 70 mittels einer manuell handhabbaren Bewegungseinheit 76 entlang einem Drahtseil 78 bewegbar und daran mittels eines Drahtseilhalters 80 arretierbar.

Wie am besten aus Fig. 6 erkennbar, besitzt der Drahtseilhalter 80 einen Auslösemechanismus in Form eines Druckknopfes 82, um die gegen eine Bewegung nach unten wirkende Arretierung zu lösen. Um das selbsttätige Anheben beim Hochfahren des Kühlrohrs 24 zu erlauben, ist ein Freilauf 84 in den Drahtseilhalter 80 integriert. Das Drahtseil 78 selbst ist zwischen zwei voneinander beabstandeten, gestellfesten Klemmstellen 86, 88 fi xiert. Grundsätzlich ist es möglich, die Heizeinheit 16 von dem Gestell 20 abzu nehmen und als gesondertes Modul zu betreiben, wobei neben der verti kalen auch eine horizontale Ausrichtung möglich ist. Um beide Betriebsar ten zu unterstützen, kann ein manuell oder elektronisch um 90° drehbares Bedien-/Anzeigefeld 90 vorgesehen sein. Für eine Anpassung an unter schiedliche Durchmesser von Schrumpffuttern können auswechselbare Polschuhe in einem Magazin 92 bereitgehalten werden. Eine weitere be dienerfreundliche Maßnahme besteht darin, dass die Heizeinheit 16 und die Kühleinheit 18 über werkzeuglos betätigbare Verbindungsmittel 94 lös- bar miteinander verbunden bzw. verbindbar sind.